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为什么芯片是方形的而晶圆是圆形的?

来源于 数码通 2023-10-02 01:04

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熟悉半导体制造流程的朋友都知道,在芯片切割和封装之前,所有制造流程都在晶圆上(Wafe) r) 运行。然而我们看到的芯片都是方形的。在圆形晶圆上制造芯片时,总会有一些区域没有被使用。那么为什么我们不能使用方形晶圆来提高利用率呢?

其实这个问题很容易回答,因为晶圆(一开始就是硅晶圆)是从圆柱形硅棒上切下来的,所以横截面只能是圆形。那么问题又来了,为什么硅棒是圆柱形的呢?本文将为您介绍半导体制造的上游产业以及硅片、硅片的制造工艺。

晶圆比“晶圆块”更适合制作芯片

我们总是开玩笑说芯片本质上是一堆沙子,这并没有错。制造芯片的基础-单晶硅是由石英砂生产的。

沙子变碎片的关键在于硅的提纯和单晶硅制备技术的发展。 1916年,波兰化学家柴科拉斯基(Tchaikolaski)不小心将钢笔浸入熔化的锡坩埚中,而不是墨水瓶中。他立即拔出笔,发现笔尖挂着一根凝固的金属线。 Tchaikolaski通过实验验证,这种金属丝是由金属单晶组成的,单晶的直径达到了毫米级别。此后,化学家不断迭代这种方法,最终生产出了单晶硅。该方法也称为直拉法或直拉法。单晶对应于多晶。多晶是由许多细小的晶粒组成,晶粒之间的排列是不规则的。单晶本身是一个完整的大晶粒,晶体中的原子或离子有序排列。由于多晶硅不像单晶硅那样具有重复的单晶结构来提供稳定的电气和机械性能,因此用于制造芯片的硅片只能是单晶硅。

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