Silisyòm wafers yo te fè soti nan yon sèl kristal nan Silisyòm trè pi, tipikman ak mwens pase yon pati pou chak milya nan kontaminan. Pwosesis Czochralski se metòd ki pi komen pou fòme gwo kristal pite sa a, ki enplike rale yon kristal grenn ki soti nan Silisyòm fonn, souvan ke yo rekonèt kòm yon fonn. Lè sa a, kristal grenn nan fòme nan yon ingot silendrik ke yo rekonèt kòm yon boule.
Eleman tankou bor ak fosfò ka ajoute nan boul la nan kantite egzak pou kontwole pwopriyete elektrik wafer la, jeneralman nan bi pou fè li yon semi-conducteurs n-tip oswa p-tip. Lè sa a, boule a koupe an tranch mens ak yon si fil ke yo rele tou yon si wafer. Wafers yo koupe yo ka poli nan diferan degre.
Ki sa yo itilize yon wafer Silisyòm?
Yon wafer Silisyòm se yon tranch mens nan Silisyòm cristalline souvan itilize nan endistri elektwonik la. Silisyòm yo itilize pou objektif sa a paske li se yon semi-conducteurs, sa vle di li pa ni yon kondiktè fò ni yon izolan fò nan elektrisite. Abondans natirèl li yo ak lòt pwopriyete jeneralman fè Silisyòm pi bon pase lòt semi-conducteurs tankou germanium pou fè gaufre.
Dimansyon ki pi komen nan gaufre Silisyòm depann sou aplikasyon yo. Wafers yo itilize nan IC yo wonn ak dyamèt tipikman sòti nan 100 a 300 milimèt (mm). Epesè a jeneralman ogmante ak dyamèt la epi li anjeneral nan seri a nan 525 a 775 mikron (μm). Wafers yo nan selil solè yo anjeneral kare ak kote ki mezire 100 a 200 mm. Epesè yo se ant 200 ak 300 μm, byenke sa a espere yo dwe estandadize a 160 μm nan fiti prè.
Sikui entegre
Yon IC, konnen tou kòm yon microchip oswa jis chip, se yon seri sikui elektwonik mete nan yon substra nan materyèl semiconducting. Silisyòm monokristalin se kounye a substrate ki pi komen pou IC, byenke galyòm asenide yo itilize nan kèk aplikasyon tankou aparèy kominikasyon san fil. Wafers te fè nan alyaj Silisyòm-jèmanyòm yo tou vin pi lajman itilize, tipikman nan aplikasyon pou kote vitès la pi gwo nan Silisyòm-jèmanyòm vo pri ki pi wo a.
IC yo itilize kounye a nan pifò aparèy elektwonik, yo te nòmalman ranplase konpozan elektwonik separe. Yo pi piti, pi vit ak pi bon mache pou fabrike pase konpozan disrè pa lòd nan grandè. Adopsyon an rapid nan IC nan endistri elektwonik la se akòz konsepsyon modilè ICs, ki fasil prete tèt li nan pwodiksyon an mas.
Kouch sa yo devlope nan yon fason ki sanble ak foto regilye eksepte ke yo itilize limyè iltravyolèt olye ke limyè vizib paske longèdonn limyè vizib yo twò gwo pou kreye karakteristik ak presizyon ki nesesè yo. Karakteristik yo nan IC modèn yo tèlman piti ke enjenyè pwosesis yo dwe itilize mikwoskòp elèktron pou debogaj yo.
IC fabrikasyon
Ekipman tès otomatik (ATE) teste chak wafer anvan ou sèvi ak li pou fè yon IC, yon pwosesis, souvan ke yo rekonèt kòm wafer probing oswa tès wafer. Lè sa a, wafer la koupe an moso rektangilè ke yo rekonèt kòm mouri ak Lè sa a, konekte nan yon pake elektwonik atravè fil elektrik kondiktif, ki anjeneral fèt an lò oswa aliminyòm. Fil sa yo kole ak kousinen ki anjeneral sitiye alantou kwen nan mouri a lè l sèvi avèk ultrason nan yon pwosesis ki rele lyezon tèrmosonik.
Aparèy ki kapab lakòz yo sibi faz final tès yo, ki tipikman itilize ATE ak ekipman analiz endistriyèl (CT). Pri relatif tès la varye anpil selon sede, gwosè ak pri aparèy la. Pou egzanp, tès yo ka konte pou plis pase 25% nan depans total fabwikasyon aparèy ki pa chè, men li ka nòmalman neglijab pou aparèy gwo, chè ak pwodiksyon ba.
Teknik
Fabrikasyon IC yo se yon pwosesis trè otomatik ki itilize anpil teknik espesifik. Kapasite sa yo lakòz gwo pri pou konstwi yon etablisman fabwikasyon, ki ka depase $8 milya dola apati 2016. Yo prevwa pri sa a ap ogmante pi vit pase enflasyon akòz bezwen kontinye ap genyen pou plis automatisation.
Tandans nan direksyon pou pi piti tranzistò yo ap kontinye pou tan kap vini an prevwa, ak 14 nm se eta nan atizay la nan 2016. Manifaktirè IC tankou Intel, Samsung, Global Foundries ak TSMC yo espere kòmanse tranzisyon an nan tranzistò 10 nm nan fen 2017. .
Gwo wafers bay yon ekonomi nan echèl, ki diminye pri total IC yo. Pi gwo wafers ki disponib nan komès yo se 300 mm an dyamèt, ak 450 mm espere yo dwe pwochen gwosè maksimòm lan. Sepandan, defi teknik enpòtan toujou egziste pou fè wafers nan gwosè sa a.
Teknik adisyonèl yo itilize nan fabwikasyon IC yo gen ladan tranzistò tri-gate, ki Intel te fabrike ak yon lajè 22 nm depi 2011. IBM itilize yon pwosesis ke yo rekonèt kòm silisyòm tension dirèkteman sou izolan (SSDOI), ki retire kouch silikon-germanyòm nan. yon wafer.
Copper ap ranplase koneksyon aliminyòm nan ICs, sitou akòz pi gwo konduktiviti elektrik li yo. Izolan dyelèktrik Low-K ak Silisyòm sou Izolan (SOIs) yo tou teknik manifakti avanse pou ICs.
Lòt Resous Konsènan Semiconductors
Tèm ak Definisyon Wafer debaz yo
Koupe Si Wafers Off-Axis
Presipitasyon oksijèn nan Silisyòm
Pwopriyete nan Glass ki gen rapò ak Aplikasyon ak Silisyòm
Yon Gid pou SEMI Espesifikasyon pou Si Wafers
Mouye-chimik grave ak netwayaj nan Silisyòm
Selil Solè
Yon selil solè itilize efè fotovoltaik pou konvèti enèji limyè nan enèji elektrik, ki jeneralman enplike absòpsyon limyè pa kèk materyèl pou eksite elektwon nan yon eta enèji ki pi wo. Li se yon kalite selil foto-elektrik, yon aparèy ki chanje karakteristik elektrik li yo lè yo ekspoze a limyè. Selil solè yo ka sèvi ak limyè ki soti nan nenpòt sous, menm si tèm "solè" implique yo mande limyè solèy la.
Jenerasyon elektrisite kòm yon sous enèji se youn nan aplikasyon ki pi koni pou selil solè yo. Kalite selil solè sa yo sèvi ak yon sous limyè pou chaje yon batri, ki ka itilize pou pouvwa yon aparèy elektrik.
Selil solè yo souvan entegre nan aparèy yo gen entansyon pou pouvwa a. Pou egzanp, limyè solè yo ki souvan disponib nan magazen amelyorasyon kay yo itilize selil solè pou chaje yon batri pandan jounen an. Nan mitan lannwit, batri a pouvwa yon Capteur mouvman ki vire limyè a sou lè li detekte mouvman.
Selil solè yo ka klase nan premye, dezyèm ak twazyèm kalite jenerasyon. Selil premye jenerasyon yo konpoze de Silisyòm kristalin, ki gen ladan Silisyòm monokristalin ak polysilicon. Kounye a yo se kalite selil solè ki pi komen. Selil dezyèm jenerasyon sèvi ak fim mens ki konpoze de Silisyòm amorphe epi yo anjeneral yo itilize nan estasyon elektrik komèsyal yo. Twazyèm jenerasyon selil solè yo sèvi ak fim mens devlope ak yon varyete de teknoloji émergentes ak kounye a gen aplikasyon pou komèsyal limite.
Fabrikasyon selil solè
Gwo majorite yon selil solè premye jenerasyon konpoze de Silisyòm cristalline, byenke bon jan kalite estriktirèl li yo ak pite yo pi ba pase sa yo itilize nan IC yo. Silisyòm monokristalin konvèti limyè nan elektrisite pi efikas pase polysilicon, men Silisyòm monokristalin tou pi chè.
Wafers yo koupe an kare pou fòme selil endividyèl, epi kwen yo koupe yo fòme oktagòn. Fòm sa a bay panno solè yo diferan aparans ki sanble ak dyaman. Selil ki fòme yon panèl solè dwe tout oryante sou menm plan an pou maksimize efikasite konvèsyon. Panno yo anjeneral kouvri ak yon fèy vè sou bò ki fè fas a solèy la pou pwoteje gauf yo.
Selil solè yo ka konekte nan seri oswa paralèl, tou depann de kondisyon espesifik. Konekte selil yo nan yon seri ogmante vòltaj yo pandan y ap konekte yo nan paralèl ogmante aktyèl la. Dezavantaj prensipal la nan fisèl paralèl se ke efè lonbraj ka lakòz fisèl yo lonbraj fèmen, sa ki ka lakòz fisèl yo eklere aplike yon patipri ranvèse nan fisèl yo lonbraj. Efè sa a ka lakòz yon pèt sibstansyèl nan pouvwa e menm domaj nan selil yo.
Solisyon pi pito pou pwoblèm sa a se pou konekte strings de cellules nan seri pou fòme modules Et sèvi ak maksimòm pouvwa pwen trackers (MPPTs) pou okipe pouvwa egzijans strings yo poukont youn ak lòt. Sepandan, modil yo kapab tou konekte pou fòme yon etalaj ak aktyèl la chaje vle ak vòltaj pik. Yon lòt solisyon a pwoblèm ki te koze pa efè lonbraj se itilize nan dyod shunt pou diminye pèt pouvwa.
Ogmante gwosè
Tandans nan direksyon pou pi gwo boul nan endistri semi-conducteurs te lakòz yon ogmantasyon nan gwosè selil solè yo. Panno solè devlope nan ane 1980 yo fèt ak selil ki gen yon dyamèt ant 50 ak 100 mm. Panno ki fèt pandan ane 1990 yo ak ane 2000 yo tipikman itilize wafers ak yon dyamèt 125 mm, ak panno ki fèt depi 2008 gen selil 156 mm.
Itilizasyon Silisyòm Wafers
Silisyòm wafers yo pi souvan itilize kòm substra pou sikui entegre (ICs), byenke yo ap tou yon eleman enpòtan nan fotovoltaik, oswa solè, selil yo. Pwosesis debaz la nan fabrike gaufret sa yo se menm bagay la pou tou de aplikasyon sa yo, byenke kondisyon yo bon jan kalite yo pi wo pou gaufre yo itilize nan ICs. Wafers sa yo tou sibi etap adisyonèl tankou enplantasyon ion, grave ak modèl fotolitografik, ki pa nesesè pou selil solè yo.
