¿Por qué las patatas fritas son cuadradas y las obleas redondas?

En la impresión pública, la oblea es una oblea de silicio delgada, redonda y de alta pureza, y en esta oblea de silicio de alta pureza se puede procesar para producir una variedad de estructuras de componentes de circuito, de modo que se convierta en un producto de circuito integrado con funciones eléctricas específicas. . Los componentes densamente empaquetados están cuidadosamente colocados sobre un material de silicio monocristalino, que es ordenado y cuadrado. Se puede observar que las obleas todavía se cortan en cuadrados en aplicaciones prácticas.

¿Por qué las obleas de silicio se hacen redondas? ¿Por qué es "oblea" y no "cuadrado de cristal"? ¿Por qué no hay ningún chip en el anillo exterior de algunas obleas, algunos circuitos de oblea están colocados en toda la oblea y habrá chips incompletos en el anillo exterior de la oblea? Los amigos que están familiarizados con el proceso de fabricación de semiconductores saben que antes de cortar y empaquetar el chip, todo el proceso de fabricación se realiza en la oblea. Pero los chips que vemos son todos cuadrados, y cuando haces un chip en una oblea redonda, siempre habrá algunas áreas que no se utilizan. Entonces, ¿por qué no utilizar obleas cuadradas para aumentar la utilización? Debido a que las obleas (originalmente obleas de silicio) se cortan a partir de varillas de silicio cilíndricas, la sección transversal sólo puede ser circular.

Las obleas son más adecuadas para hacer chips que los "cuadrados de cristal"

La fabricación de obleas de silicio se puede resumir en tres pasos básicos: refinado y purificación del silicio, crecimiento de silicio monocristalino y moldeado de obleas.

El primero es la purificación y fusión de arena de sílice. En esta etapa, el polisilicio se obtiene principalmente mediante una serie de medidas como disolución, purificación y destilación.

El siguiente es el proceso de crecimiento del silicio monocristalino. Es el crecimiento de silicio monocristalino a partir de silicio fundido. El polisilicio de alta pureza se coloca en un crisol de cuarzo y se calienta a altas temperaturas en una atmósfera protectora para fundirlo. El lingote de silicio monocristalino de gran diámetro se puede extraer verticalmente utilizando un pequeño cristal semilla que se eleva lentamente desde la masa fundida giratoria.

El último paso es el moldeado de obleas. El lingote de silicio monocristalino es generalmente cilíndrico y tiene un diámetro de entre 3 pulgadas y más de 10 pulgadas. Después de cortar y pulir los lingotes de silicio, se obtiene una oblea de silicio monocristalino, también conocida como oblea.

En la actualidad, el método Czochralase es el método más utilizado para cultivar obleas; además del método Czochralase, el método comúnmente utilizado también es la fusión por zonas. En general, la varilla de silicio monocristalino es cilíndrica y la oblea de silicio monocristalino obtenida mediante este método es naturalmente redonda. De hecho, la varilla de silicio se puede cortar en un cuboide antes de cortarla, de modo que el "cuadrado de cristal" se pueda obtener directamente cuando se corte más tarde. Pero las varillas de silicio utilizadas para fabricar chips no hacen esto por varias razones:

La primera es que la ronda es más adecuada para recubrimientos fotorresistentes. Además, debido a la existencia de tensión en los bordes, la resistencia estructural de las obleas circulares también es mayor que la de las obleas cuadradas. La oblea de silicio necesita someterse a múltiples fotolitos, grabados, molienda química y otros procesos antes de convertirse en una oblea, y la oblea acumulará más tensión en el anillo exterior. Por lo tanto, el ángulo agudo del cuadrado provocará la concentración de la tensión en el borde, lo que se daña fácilmente en el proceso de producción y afecta el rendimiento general.

En general, las obleas redondas son más convenientes para la fabricación de chips y tienen mayores rendimientos. Si las obleas utilizadas para hacer chips no son convenientes para hacerlas cuadradas, ¿por qué las chips no pueden hacerse redondas?

Las patatas fritas redondas son más difíciles de hacer

Después de recubrir la oblea de silicio, litografía, grabado, inyección de iones y otros pasos, se fabricará un chip, pero en este momento el chip todavía está "largo" en la oblea y debe cortarse para convertirse en un chip separado.

La viruta cuadrada se puede cortar con unos pocos cortes. Me temo que tomará varias veces más tiempo cortar chips redondos que cuadrados. Lo más importante es que los chips redondos no resuelven el problema del área de silicio desperdiciada.

De hecho, ahorrar área de oblea es siempre una cuestión importante. Cuantos más chips se puedan producir en una oblea, mayor será la eficiencia de producción y menor el coste de un solo chip. En la actualidad, la mejor manera de resolver la eficiencia de producción es aumentar el área de la oblea, que es el cálculo familiar.

Oblea de silicio fotovoltaico cuadrada

Además de fabricar chips, las obleas de silicio también son una parte muy importante del campo fotovoltaico.

Estructura del panel solar (la celda es de silicio)

La etapa inicial del proceso de preparación del silicio monocristalino fotovoltaico es la misma que la del silicio monocristalino en chip, la razón del cuadrado también es muy simple, si la celda fotovoltaica es redonda, aparecerán espacios en varias celdas dispuestas en el medio del panel solar. reduciendo la tasa de conversión general. En comparación con el chip, los requisitos de pureza del silicio para la fabricación de paneles fotovoltaicos son ligeramente inferiores, y el estándar de pureza sólo necesita ser del 99,9999%, que no puede alcanzar el 99,9999999% de la producción de chips.

***RESUMIR***

¿Por qué las fichas son cuadradas? Las virutas redondas son difíciles de cortar, la etapa de envasado posterior no es conveniente de controlar y, lo más importante, las virutas redondas no pueden resolver el problema del área de oblea desperdiciada. ¿Por qué las obleas son redondas? En el proceso de producción de chips, las obleas circulares son más convenientes de producir debido a factores mecánicos, el rendimiento es mayor, la varilla de silicio es naturalmente cilíndrica y la oblea es naturalmente redonda. Sin embargo, en el campo fotovoltaico, la oblea de silicio cuadrada no desperdicia espacio cuando se empaqueta la batería, por lo que la oblea de silicio fotovoltaica es cuadrada.

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