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वेफर्स और चिप्स के बीच संबंध

वेफर्स का अवलोकन

वेफर्स और चिप्स के बीच संबंध को समझने के लिए, निम्नलिखित वेफर और चिप ज्ञान के प्रमुख तत्वों का अवलोकन है।

(i) वेफर क्या है?

वेफर्स सिलिकॉन वेफर्स हैं जिनका उपयोग सिलिकॉन सेमीकंडक्टर एकीकृत सर्किट के उत्पादन में किया जाता है, जिन्हें उनके गोलाकार आकार के कारण वेफर्स कहा जाता है;उन्हें विभिन्न प्रकार के सर्किट घटकों को बनाने और विशिष्ट विद्युत कार्यों के साथ एकीकृत सर्किट उत्पाद बनने के लिए सिलिकॉन वेफर्स पर संसाधित किया जा सकता है।वेफर्स के लिए कच्चा माल सिलिकॉन है, और पृथ्वी की पपड़ी की सतह पर सिलिकॉन डाइऑक्साइड की एक अटूट आपूर्ति है।सिलिकॉन डाइऑक्साइड अयस्क को इलेक्ट्रिक आर्क भट्टियों में परिष्कृत किया जाता है, हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ क्लोरीनयुक्त किया जाता है और 99.99999999999% की शुद्धता के साथ उच्च शुद्धता वाले पॉलीसिलिकॉन का उत्पादन करने के लिए आसुत किया जाता है।

(ii) वेफर्स के लिए बुनियादी कच्चा माल

सिलिकॉन को क्वार्ट्ज रेत से परिष्कृत किया जाता है और वेफर्स को तत्व सिलिकॉन से शुद्ध किया जाता है (99.999%), जिसे बाद में सिलिकॉन छड़ों में बनाया जाता है जो एकीकृत सर्किट के लिए क्वार्ट्ज अर्धचालक के लिए सामग्री बन जाते हैं।

(iii) वेफर निर्माण प्रक्रिया

वेफर्स सेमीकंडक्टर चिप्स के निर्माण के लिए मूल सामग्री हैं।सेमीकंडक्टर इंटीग्रेटेड सर्किट के लिए सबसे महत्वपूर्ण कच्चा माल सिलिकॉन है और इसलिए सिलिकॉन वेफर्स से मेल खाता है।

सिलिकॉन प्रकृति में चट्टानों और बजरी में सिलिकेट या सिलिकॉन डाइऑक्साइड के रूप में व्यापक रूप से पाया जाता है।सिलिकॉन वेफर्स के निर्माण को तीन बुनियादी चरणों में संक्षेपित किया जा सकता है: सिलिकॉन शोधन और शुद्धिकरण, एकल क्रिस्टल सिलिकॉन विकास, और वेफर निर्माण।

पहला सिलिकॉन शुद्धिकरण है, जहां रेत और बजरी के कच्चे माल को लगभग 2000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर और कार्बन स्रोत की उपस्थिति में इलेक्ट्रिक आर्क भट्टी में डाला जाता है।उच्च तापमान पर, रेत और बजरी में कार्बन और सिलिकॉन डाइऑक्साइड एक रासायनिक प्रतिक्रिया से गुजरते हैं (कार्बन ऑक्सीजन के साथ जुड़ता है, सिलिकॉन छोड़ता है) लगभग 98% की शुद्धता के साथ शुद्ध सिलिकॉन प्राप्त करने के लिए, जिसे धातुकर्म ग्रेड सिलिकॉन के रूप में भी जाना जाता है, जो नहीं है माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए पर्याप्त शुद्ध क्योंकि अर्धचालक सामग्रियों के विद्युत गुण अशुद्धियों की सांद्रता के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं।इसलिए धातुकर्म ग्रेड सिलिकॉन को और अधिक शुद्ध किया जाता है: कुचले हुए धातुकर्म ग्रेड सिलिकॉन को तरल सिलाने का उत्पादन करने के लिए गैसीय हाइड्रोजन क्लोराइड के साथ क्लोरीनीकरण प्रतिक्रिया के अधीन किया जाता है, जिसे फिर आसुत किया जाता है और रासायनिक रूप से एक प्रक्रिया द्वारा कम किया जाता है जो 99.99999999999 की शुद्धता के साथ उच्च शुद्धता वाले पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन का उत्पादन करता है। %, जो इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड सिलिकॉन बन जाता है।

इसके बाद मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वृद्धि आती है, सबसे आम विधि जिसे डायरेक्ट पुलिंग (सीजेड विधि) कहा जाता है।जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, उच्च शुद्धता वाले पॉलीसिलिकॉन को एक क्वार्ट्ज क्रूसिबल में रखा जाता है और बाहरी हिस्से में ग्रेफाइट हीटर के साथ लगातार गर्म किया जाता है, जिससे तापमान लगभग 1400 डिग्री सेल्सियस पर बना रहता है।भट्टी में गैस आमतौर पर निष्क्रिय होती है, जिससे पॉलीसिलिकॉन अवांछित रासायनिक प्रतिक्रिया पैदा किए बिना पिघल जाता है।एकल क्रिस्टल बनाने के लिए, क्रिस्टल के अभिविन्यास को भी नियंत्रित किया जाता है: क्रूसिबल को पॉलीसिलिकॉन पिघल के साथ घुमाया जाता है, एक बीज क्रिस्टल को इसमें डुबोया जाता है, और एक ड्राइंग रॉड को धीरे-धीरे और लंबवत रूप से ऊपर की ओर खींचते हुए विपरीत दिशा में ले जाया जाता है। सिलिकॉन पिघला.पिघला हुआ पॉलीसिलिकॉन बीज क्रिस्टल के नीचे चिपक जाता है और बीज क्रिस्टल की जाली व्यवस्था की दिशा में ऊपर की ओर बढ़ता है।