Waarom zijn chips vierkant en wafels rond?

In de publieke opinie is de wafer een dunne, ronde siliciumwafel van hoge zuiverheid, en op deze siliciumwafel van hoge zuiverheid kan deze worden verwerkt om een ​​verscheidenheid aan circuitcomponentstructuren te produceren, zodat het een geïntegreerd circuitproduct wordt met specifieke elektrische functies. . De dicht opeengepakte componenten zijn netjes op een monokristallijn siliciummateriaal geplaatst, dat ordelijk en vierkant is. Het is te zien dat wafels in praktische toepassingen nog steeds in vierkanten worden gesneden.

Waarom worden siliciumwafels rond gemaakt? Waarom is het "wafer" en niet "kristalvierkant"? Waarom zit er geen chip in de buitenste ring van sommige wafers, en worden sommige wafercircuits op de hele wafer gelegd, en zullen er onvolledige chips in de buitenste ring van de wafer zitten? Vrienden die bekend zijn met het productieproces van halfgeleiders weten dat voordat de chip wordt gesneden en verpakt, het hele productieproces op de wafer wordt uitgevoerd. Maar de chips die we zien zijn allemaal vierkant, en als je een chip op een ronde wafel maakt, zullen er altijd enkele gebieden zijn die niet worden gebruikt. Dus waarom zouden we geen vierkante wafels gebruiken om het gebruik te vergroten? Omdat wafers (oorspronkelijk siliciumwafels) uit cilindrische siliciumstaven worden gesneden, kan de doorsnede alleen cirkelvormig zijn.

Wafels zijn beter geschikt om chips te maken dan "kristalvierkanten"

De productie van siliciumwafels kan worden samengevat in drie basisstappen: raffinage en zuivering van silicium, monokristallijne siliciumgroei en het vormen van wafels.

De eerste is het zuiveren en smelten van kwartszand. In dit stadium wordt polysilicium voornamelijk verkregen via een reeks maatregelen zoals oplossen, zuivering en destillatie.

Het volgende is het monokristallijne siliciumgroeiproces. Het is de groei van monokristallijn silicium uit siliciumsmelt. Zeer zuiver polysilicium wordt in een kwartskroes geplaatst en bij hoge temperaturen in een beschermende atmosfeer verwarmd om het te smelten. Monokristallijne siliciumstaven met een grote diameter kunnen verticaal worden getrokken door een klein entkristal te gebruiken dat langzaam uit de roterende smelt opstijgt.

De laatste stap is het vormen van wafels. Monokristallijne siliciumstaaf is over het algemeen cilindrisch, variërend van 7,5 cm tot meer dan 10 cm in diameter. Nadat de siliciumblokken zijn gesneden en gepolijst, wordt een monokristallijne siliciumwafel, ook wel wafer genoemd, verkregen.

Momenteel is de Czochralase-methode de meest gebruikte methode om wafels te laten groeien. Naast de Czochralase-methode is de meest gebruikte methode ook zone-smelten. Al met al is de monokristallijne siliciumstaaf cilindrisch, en de monokristallijne siliciumwafel die met deze methode wordt verkregen, is van nature rond. In feite kan de siliciumstaaf vóór het snijden in een balk worden gesneden, zodat het "kristalvierkant" direct kan worden verkregen wanneer het later wordt gesneden. Maar de siliciumstaven die worden gebruikt om chips te maken, doen dit niet, om verschillende redenen:

De eerste is dat de ronde meer geschikt is voor fotoresistcoating. bovendien is, als gevolg van het bestaan ​​van randspanning, de structurele sterkte van ronde wafels ook hoger dan die van vierkante wafels. De siliciumwafel moet meerdere fotolieten, etsingen, chemisch slijpen en andere processen ondergaan voordat hij een wafel wordt, en de wafel zal meer spanning ophopen in de buitenring. Daarom zal de scherpe hoek van het vierkant de randspanningsconcentratie veroorzaken, die gemakkelijk beschadigd raakt tijdens het productieproces en de algehele opbrengst beïnvloedt.

Over het algemeen zijn ronde wafels handiger voor de productie van chips en hebben ze hogere opbrengsten. Als de wafels die worden gebruikt om chips te maken niet handig zijn om vierkant te maken, waarom kunnen chips dan niet rond worden gemaakt?

Ronde chips zijn moeilijker te maken

Nadat de siliciumwafel is gecoat, lithografie, etsen, ioneninjectie en andere stappen, zal een chip worden vervaardigd, maar op dit moment zit de chip nog steeds "lang" op de wafer en moet deze worden gesneden om een ​​afzonderlijke chip te worden.

De vierkante chip kan met slechts een paar sneden worden afgesneden. Ronde chips, ik ben bang dat het meerdere malen meer tijd zal kosten dan vierkante chips om te snijden. Het belangrijkste is dat ronde chips het probleem van verspilling van siliciumoppervlak niet oplossen.

In feite is het besparen van waferoppervlakte altijd een belangrijke kwestie. Hoe meer chips er op een wafer kunnen worden geproduceerd, hoe hoger de productie-efficiëntie en hoe lager de kosten van een enkele chip. Momenteel is de beste manier om de productie-efficiëntie op te lossen het vergroten van het wafeloppervlak, wat de bekende calculus is.

Vierkante fotovoltaïsche siliciumwafel

Naast het maken van chips zijn siliciumwafels ook een uiterst belangrijk onderdeel van het fotovoltaïsche veld.

Zonnepaneelstructuur (de cel is van silicium)

Het vroege stadium van het bereidingsproces van fotovoltaïsch monokristallijn silicium is hetzelfde als monokristallijn silicium van chip, de reden voor het vierkant is ook heel eenvoudig: als de fotovoltaïsche cel rond is, zullen er meerdere cellen in het midden van het zonnepaneel gaten verschijnen, het verlagen van de algehele conversieratio. Vergeleken met de chip zijn de vereisten voor de zuiverheid van silicium voor de productie van fotovoltaïsche panelen iets lager en hoeft de zuiverheidsnorm slechts 99,9999% te zijn, wat niet de 99,9999999% van de productie van chips kan bereiken.

***SAMENVATTEN***

Waarom zijn chips vierkant? Ronde chips zijn moeilijk te snijden, de daaropvolgende verpakkingsfase is niet gemakkelijk te controleren, en het allerbelangrijkste: ronde chips kunnen het probleem van verspilling van wafeloppervlak niet oplossen. Waarom zijn wafels rond? Bij het produceren van chips zijn ronde wafels gemakkelijker te produceren vanwege mechanische factoren, en de opbrengst is hoger, en de siliciumstaaf is van nature cilindrisch en de wafel is van nature rond. Op fotovoltaïsch gebied verspilt de vierkante siliciumwafel echter geen ruimte wanneer de batterij wordt verpakt, dus is de fotovoltaïsche siliciumwafel vierkant.

Fountyl Technologies PTE Ltd, richt zich op de halfgeleiderindustrie, de belangrijkste producten zijn onder meer: ​​Pin chuck, poreuze keramische chuck, keramische eindeffector, keramische vierkante balk, keramische spindel, welkom bij contact en onderhandeling！