Tại sao chip lại có hình vuông và tấm wafer lại có hình tròn?

Trong ấn tượng của công chúng, wafer là một wafer silicon có độ tinh khiết cao, mỏng, tròn và trên wafer silicon có độ tinh khiết cao này có thể được xử lý để tạo ra nhiều cấu trúc thành phần mạch khác nhau, để nó trở thành một sản phẩm mạch tích hợp với các chức năng điện cụ thể. . Các thành phần dày đặc được đặt gọn gàng trên chất liệu silicon đơn tinh thể, ngăn nắp và vuông vức. Có thể thấy rằng các tấm wafer vẫn được cắt thành hình vuông trong ứng dụng thực tế.

Tại sao tấm silicon lại được làm tròn? Tại sao nó là "bánh xốp" mà không phải là "hình vuông pha lê"? Tại sao không có chip ở vòng ngoài của một số tấm bán dẫn và một số mạch bán dẫn được đặt trên toàn bộ tấm bán dẫn, và sẽ có những con chip không hoàn chỉnh ở vòng ngoài của tấm bán dẫn? Những người bạn quen thuộc với quy trình sản xuất chất bán dẫn đều biết rằng trước khi chip được cắt và đóng gói, tất cả quy trình sản xuất đều được vận hành trên Wafer. Nhưng những con chip mà chúng ta thấy đều là hình vuông và khi bạn tạo một con chip trên một tấm wafer tròn, sẽ luôn có một số khu vực không được sử dụng. Vậy tại sao không sử dụng tấm wafer vuông để tăng công dụng? Bởi vì các tấm wafer (ban đầu là các tấm silicon) được cắt từ các thanh silicon hình trụ nên mặt cắt ngang chỉ có thể là hình tròn.

Tấm wafer phù hợp để làm chip hơn là "hình vuông pha lê"

Quá trình sản xuất tấm wafer silicon có thể được tóm tắt thành ba bước cơ bản: tinh chế và tinh chế silicon, tăng trưởng silicon đơn tinh thể, đúc wafer.

Đầu tiên là làm sạch và nấu chảy cát silic. Ở giai đoạn này, polysilicon chủ yếu thu được thông qua một loạt các biện pháp như hòa tan, tinh chế và chưng cất.

Tiếp theo là quá trình tăng trưởng silicon đơn tinh thể. Đó là sự phát triển của silicon đơn tinh thể từ silicon tan chảy. Polysilicon có độ tinh khiết cao được đặt trong nồi nấu kim loại thạch anh và đun nóng ở nhiệt độ cao trong môi trường bảo vệ để làm tan chảy nó. Thỏi silicon đơn tinh thể có đường kính lớn có thể được kéo theo chiều dọc bằng cách sử dụng một tinh thể hạt nhỏ bay lên từ từ từ sự tan chảy đang quay.

Bước cuối cùng là đúc wafer. Thỏi silicon đơn tinh thể thường có hình trụ, đường kính từ 3 inch đến hơn 10 inch. Sau khi các thỏi silicon được cắt lát và đánh bóng, người ta thu được một tấm wafer silicon đơn tinh thể, còn được gọi là tấm wafer.

Hiện nay, phương pháp Czochralase là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để nuôi tấm wafer, ngoài phương pháp Czochralase, phương pháp thường được sử dụng còn là nấu chảy vùng. Nhìn chung, thanh silicon đơn tinh thể có dạng hình trụ và tấm wafer silicon đơn tinh thể thu được bằng phương pháp này có hình tròn tự nhiên. Trên thực tế, thanh silicon có thể được cắt thành hình khối trước khi cắt lát, do đó khi cắt lát sau có thể trực tiếp thu được "hình vuông pha lê". Nhưng các thanh silicon dùng để sản xuất chip không làm được điều này vì một số lý do:

Đầu tiên là hình tròn phù hợp hơn cho lớp phủ quang điện. Ngoài ra, do tồn tại ứng suất cạnh nên độ bền kết cấu của tấm wafer hình tròn cũng cao hơn tấm wafer hình vuông. Tấm wafer silicon cần phải trải qua nhiều quá trình quang hóa, khắc, mài hóa học và các quá trình khác trước khi trở thành tấm wafer, và tấm wafer sẽ tích tụ nhiều ứng suất hơn ở vòng ngoài. Do đó, Góc nhọn của hình vuông sẽ gây ra sự tập trung ứng suất ở cạnh, dễ bị hư hỏng trong quá trình sản xuất và ảnh hưởng đến năng suất tổng thể.

Nhìn chung, tấm wafer tròn thuận tiện hơn cho việc sản xuất chip và có năng suất cao hơn. Nếu tấm wafer dùng để làm chip không thuận tiện để tạo thành hình vuông, tại sao chip không thể được làm thành hình tròn?

Chip tròn khó làm hơn

Sau khi tấm wafer silicon được phủ, in thạch bản, khắc, phun ion và các bước khác, một con chip sẽ được sản xuất, nhưng lúc này con chip vẫn còn "dài" trên tấm wafer và cần phải cắt ra để trở thành một con chip riêng biệt.

Con chip vuông có thể được cắt bỏ chỉ bằng một vài vết cắt. Cắt dăm hình tròn, e rằng sẽ mất thời gian gấp mấy lần so với cắt hình vuông. Quan trọng nhất, chip tròn không giải quyết được vấn đề lãng phí diện tích silicon.

Trên thực tế, việc tiết kiệm diện tích wafer luôn là một vấn đề quan trọng. Càng có nhiều chip được sản xuất trên một tấm wafer thì hiệu quả sản xuất càng cao và giá thành của một chip càng thấp. Hiện nay, cách tốt nhất để giải quyết hiệu quả sản xuất là tăng diện tích tấm bán dẫn, đó là phép tính quen thuộc.

Tấm silicon quang điện vuông

Ngoài việc chế tạo chip, tấm silicon cũng là một phần cực kỳ quan trọng của lĩnh vực quang điện.

Cấu trúc tấm năng lượng mặt trời (cell là silicon)

Giai đoạn đầu của quá trình điều chế silicon đơn tinh thể quang điện cũng giống như silicon đơn tinh thể chip, lý do hình vuông cũng rất đơn giản, nếu tế bào quang điện có hình tròn, nhiều tế bào xếp vào giữa tấm pin mặt trời sẽ xuất hiện những khoảng trống, giảm tỷ lệ chuyển đổi tổng thể. So với chip, yêu cầu về độ tinh khiết silicon để sản xuất tấm quang điện thấp hơn một chút và tiêu chuẩn về độ tinh khiết chỉ cần là 99,9999%, không thể đạt tới 99,9999999% trong sản xuất chip.

*** TÓM TẮT***

Tại sao chip lại có hình vuông? Chip tròn khó cắt, công đoạn đóng gói tiếp theo không thuận tiện kiểm soát và quan trọng nhất là chip tròn không thể giải quyết được vấn đề lãng phí diện tích wafer. Tại sao tấm wafer lại có hình tròn? Trong quá trình sản xuất chip, các tấm wafer hình tròn được sản xuất thuận tiện hơn do các yếu tố cơ học, năng suất cao hơn và thanh silicon có hình trụ tự nhiên, và wafer có hình tròn tự nhiên. Tuy nhiên, trong lĩnh vực quang điện, tấm wafer silicon hình vuông không lãng phí không gian khi đóng gói pin, do đó tấm wafer silicon quang điện có hình vuông.

Fountyl Technologies PTE Ltd, đang tập trung vào ngành sản xuất chất bán dẫn, các sản phẩm chính bao gồm: Mâm cặp chốt, mâm cặp gốm xốp, bộ tác động cuối bằng gốm, dầm vuông gốm, trục chính bằng gốm, vui lòng liên hệ và đàm phán!