칩은 왜 사각형이고 웨이퍼는 둥글까요?

대중의 인상에 따르면 웨이퍼는 얇고 둥근 고순도 실리콘 웨이퍼이며, 이 고순도 실리콘 웨이퍼 위에 가공하여 다양한 회로 부품 구조를 생산할 수 있어 특정 전기적 기능을 갖춘 집적 회로 제품이 됩니다. . 단정하고 정사각형 모양의 단결정 실리콘 소재 위에 촘촘하게 포장된 부품들이 가지런히 놓여 있습니다. 실제 적용에서는 웨이퍼가 여전히 사각형으로 절단되는 것을 볼 수 있습니다.

실리콘 웨이퍼는 왜 둥글게 만들어졌나요? 왜 "크리스탈 스퀘어"가 아니고 "웨이퍼"인가요? 일부 웨이퍼의 외부 링에는 칩이 없고 일부 웨이퍼 회로는 전체 웨이퍼에 배치되어 있으며 웨이퍼 외부 링에는 불완전한 칩이 있는 이유는 무엇입니까? 반도체 제조 공정에 익숙한 친구들은 칩을 자르고 패키징하기 전에 모든 제조 공정이 웨이퍼에서 이루어진다는 것을 알고 있습니다. 하지만 우리가 보는 칩은 모두 정사각형이고, 둥근 웨이퍼에 칩을 만들다 보면 항상 활용되지 않는 부분이 있기 마련입니다. 그렇다면 활용도를 높이기 위해 정사각형 웨이퍼를 사용하는 것은 어떨까요? 웨이퍼(원래 실리콘 웨이퍼)는 원통형 실리콘 막대에서 절단되기 때문에 단면은 원형만 가능합니다.

웨이퍼는 "결정 사각형"보다 칩을 만드는 데 더 적합합니다.

실리콘 웨이퍼 제조는 실리콘 정제 및 정제, 단결정 실리콘 성장, 웨이퍼 성형의 세 가지 기본 단계로 요약될 수 있습니다.

첫 번째는 규사의 정화 및 용해입니다. 이 단계에서는 주로 용해, 정제, 증류 등 일련의 공정을 거쳐 폴리실리콘을 얻습니다.

다음은 단결정 실리콘 성장 공정이다. 실리콘 용융물로부터 단결정 실리콘이 성장하는 것입니다. 고순도 폴리실리콘을 석영 도가니에 넣고 보호 분위기에서 고온으로 가열하여 녹입니다. 직경이 큰 단결정 실리콘 잉곳은 회전하는 용융물에서 천천히 떠오르는 작은 종자 결정을 사용하여 수직으로 인발할 수 있습니다.

마지막 단계는 웨이퍼 몰딩이다. 단결정 실리콘 잉곳은 일반적으로 직경이 3인치에서 10인치 이상인 원통형입니다. 실리콘 잉곳을 슬라이싱하고 연마하면 웨이퍼라고도 알려진 단결정 실리콘 웨이퍼가 얻어집니다.

현재 Czochralase 방법은 웨이퍼 성장에 가장 일반적으로 사용되는 방법이며 Czochralase 방법 외에도 일반적으로 사용되는 방법은 구역 용융입니다. 전체적으로 단결정 실리콘 막대는 원통형이며, 이 방법으로 얻은 단결정 실리콘 웨이퍼는 자연스럽게 둥근 모양입니다. 실제로 실리콘 막대는 자르기 전에 직육면체로 잘라서 나중에 자르면 바로 '수정 사각형'을 얻을 수 있습니다. 그러나 칩을 만드는 데 사용되는 실리콘 막대는 다음과 같은 여러 가지 이유로 이를 수행하지 않습니다.

첫 번째는 라운드가 포토레지스트 코팅에 더 적합하다는 것입니다. 또한 모서리 응력의 존재로 인해 원형 웨이퍼의 구조적 강도도 정사각형 웨이퍼보다 높습니다. 실리콘 웨이퍼는 웨이퍼가 되기 전에 여러 번의 포토리스, 에칭, 화학적 연삭 및 기타 공정을 거쳐야 하며, 웨이퍼는 외부 링에 더 많은 응력을 축적하게 됩니다. 따라서 정사각형의 날카로운 각도는 가장자리 응력 집중을 유발하여 생산 공정에서 쉽게 손상되고 전체 수율에 영향을 미칩니다.

일반적으로 원형 웨이퍼는 칩 제조에 더 편리하고 수율도 더 높습니다. 칩을 만드는 데 사용되는 웨이퍼가 사각형을 만드는 데 편리하지 않다면 왜 칩을 둥글게 만들 수 없습니까?

둥근 칩은 만들기가 더 어렵습니다.

실리콘 웨이퍼를 코팅하고, 리소그래피, 에칭, 이온 주입 및 기타 단계를 거쳐 칩이 제조되지만, 이때 칩은 여전히 ​​웨이퍼 위에 '길게' 남아 있으므로 별도의 칩이 되려면 절단해야 합니다.

사각형 칩은 몇 번만 자르면 잘라낼 수 있습니다. 둥근 칩은 자르는 데 정사각형보다 몇 배 더 많은 시간이 걸릴 것 같습니다. 가장 중요한 것은 원형 칩이 실리콘 영역 낭비 문제를 해결하지 못한다는 것입니다.

실제로 웨이퍼 면적을 절약하는 것은 언제나 중요한 문제입니다. 웨이퍼에서 생산할 수 있는 칩이 많을수록 생산 효율성은 높아지고 단일 칩 비용은 낮아집니다. 현재 생산 효율성을 해결하는 가장 좋은 방법은 익숙한 미적분학인 웨이퍼 면적을 늘리는 것입니다.

정사각형 광전지 실리콘 웨이퍼

칩을 만드는 것 외에도 실리콘 웨이퍼는 태양광 발전 분야에서 매우 중요한 부분입니다.

태양광 패널 구조(셀은 실리콘)

광전지 단결정 실리콘 제조 공정의 초기 단계는 칩 단결정 실리콘과 동일합니다. 사각형이 생기는 이유도 매우 간단합니다. 광전지가 둥글면 태양 전지판 중앙에 배열된 여러 셀이 틈이 생기고, 전체 전환율을 줄입니다. 칩에 비해 광전지 패널 제조에 필요한 실리콘 순도 요구 사항은 약간 낮으며 순도 표준은 99.9999%만 있으면 되며 이는 칩 생산의 99.9999999%에 도달할 수 없습니다.

***요약하다***

칩은 왜 사각형인가요? 둥근 칩은 절단하기 어렵고, 후속 패키징 단계는 제어하기 편리하지 않으며, 가장 중요한 것은 둥근 칩이 웨이퍼 면적 낭비 문제를 해결할 수 없다는 것입니다. 웨이퍼는 왜 둥글까요? 칩을 생산하는 과정에서 원형 웨이퍼는 기계적 요인으로 인해 생산이 더 편리하고 수율이 높으며 실리콘 막대는 자연스럽게 원통형이고 웨이퍼는 자연스럽게 둥글다. 그러나 태양광 분야에서는 정사각형 실리콘 웨이퍼가 배터리를 패키징할 때 공간을 낭비하지 않으므로 태양광 실리콘 웨이퍼는 정사각형이다.

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