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ウェーハが半導(dǎo)體産業(yè)の基盤である理由

發(fā)布日期:2020-02-25

半導(dǎo)體ニュースでは、8インチや12インチなど、サイズでマークされたファブが常に言及されていますしかし、ファブはいわゆるウェーハとは何ですか? 8インチとはどういう意味ですか?大型のウェーハを作るのは難しいですか?次の東莞建門化學(xué)は、半導(dǎo)體の最も重要な基盤である「ウェーハ」を徐々に紹介します。

1.ウェーハとは

ウェーハは、さまざまなコンピュータチップを製造するための基盤です。チップ製造と、レゴレンガで家を建てるのを比較できます。レイヤーをレイヤーごとに積み重ねることで、目的の形狀(つまり、あらゆる種類のチップ)を完成させることができます。しかし、基礎(chǔ)がしっかりしていないと、建てられた家が曲がってしまい、思い通りにはいきません完璧な家を作るには、安定した下地が必要です。チップ製造の場(chǎng)合、この基板は次に説明するウェーハです。

レゴブリックウェーハ

私がレゴのレンガで遊ぶ子供だったとき、レンガの表面に小さな丸い突起があることを思い出してください。この構(gòu)造では、接著剤なしで2つのブロックを積み重ねることができます。チップ製造では、同様に、後で追加された原子と基板が一緒に固定されます。したがって、その後の製造に必要な條件を満たすために、表面がきれいな基板を見(jiàn)つける必要があります。固體材料の中には、特殊な結(jié)晶構(gòu)造-単結(jié)晶(単結(jié)晶)があります。原子が密に並べられており、平坦な原子表面層を形成できるという特徴があります。したがって、ウェーハとして単結(jié)晶を使用すると、上記の要件を満たすことができます。しかし、そのような材料を製造する方法には、2つの主要なステップ、すなわち精製と結(jié)晶引き上げがあり、その後、そのような材料を完成させることができます。

2.単結(jié)晶ウェーハの製造方法

精製は2つの段階に分かれています。最初のステップは冶金學(xué)的精製です。このプロセスは主に炭素を酸化還元に追加することですその方法は、酸化シリコンを純度98%以上のシリコンに変換することです。鉄や銅などのほとんどの金屬は精製され、この方法で十分な純度の金屬が得られます。しかし、98%はまだチップ製造には不十分であり、さらに改善が必要です。そのため、シーメンスプロセス(Siemensprocess)を用いて精製することにより、半導(dǎo)體プロセスに必要な高純度のポリシリコンが得られます。

単結(jié)晶ウェーハ製造ステップ

次に、クリスタルを引き上げるステップです。まず、上記で得られた高純度ポリシリコンを溶融して液體シリコンを形成する。その後、単結(jié)晶シリコンシードを液面に接觸させ、回転させながらゆっくり引き上げます。なぜ単結(jié)晶シリコンが必要なのかというと、シリコン原子の並び方は人が並ぶのと同じなので、後の人に正しく並び替えるのが一番です。シリコンは重要な見(jiàn)出しなので、後の原子が並び方を知ることができます。最後に、液體表面を離れるシリコン原子が固化した後、きちんと配置された単結(jié)晶シリコンピラーが完成します。

3.単結(jié)晶シリコン柱(原因: ウィキペディア)

しかし、8インチと12インチは何を表していますか?実際には、上の図の鉛筆の樽のように見(jiàn)える部分の直徑である結(jié)晶柱を指します。大型ウェーハの難しさは?先に述べたように、結(jié)晶柱を作るプロセスは、回転しながら形成するマシュマロを作るようなものです。マシュマロを作った場(chǎng)合、大きくて固いマシュマロを作るのは非常に難しいことを知っておく必要があります。結(jié)晶を引き上げるプロセスは同じです?;剀炈俣趣葴囟戎朴稀⒔Y(jié)晶カラムの品質(zhì)に影響を與えます。したがって、サイズが大きいほど、結(jié)晶引き上げの速度と溫度の要件が高くなるため、8インチウェーハよりも高品質(zhì)の12インチウェーハを製造することが難しくなります。

単結(jié)晶シリコンピラー

シリコンピラー全體をチップ製造用基板にすることができないのです。シリコンウェーハを製造するには、次に、シリコン結(jié)晶柱を橫方向にウェーハに切斷するためにシリコンナイフが必要です。その後、ウェーハを研磨して、チップ製造に必要なシリコンウェーハを形成できます。このように多くのステップを経て、チップ基板の製造が完了します。
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