كيفية صنع رقاقة السيليكون

كيفية صنع رقاقة السيليكون

A رقاقةهي شريحة من السيليكون يبلغ سمكها حوالي 1 مليمتر وتتميز بسطح مستوٍ للغاية بفضل إجراءات تتطلب الكثير من الناحية التقنية. ويحدد الاستخدام اللاحق إجراء نمو البلورة الذي يجب استخدامه. ففي عملية تشوكرالسكي، على سبيل المثال، يُصهر السيليكون متعدد البلورات وتُغمس بلورة بذرة رفيعة كقلم الرصاص في السيليكون المنصهر. ثم تُدار بلورة البذرة وتُسحب ببطء إلى الأعلى. وينتج عن ذلك بلورة أحادية عملاقة ثقيلة للغاية. ومن الممكن تحديد الخصائص الكهربائية للبلورة الأحادية عن طريق إضافة وحدات صغيرة من مواد مضافة عالية النقاء. تُضاف إلى البلورات مواد مضافة وفقًا لمواصفات العميل ثم تُصقل وتُقطع إلى شرائح. وبعد خطوات إنتاج إضافية مختلفة، يستلم العميل الرقاقات المحددة في عبوة خاصة، مما يسمح له باستخدام الرقاقة فورًا في خط الإنتاج الخاص به.

عملية تشوخرالسكي

اليوم، تُنتَج نسبة كبيرة من بلورات السيليكون الأحادية وفقًا لعملية تشوكرالسكي، التي تتضمن صهر السيليكون متعدد البلورات عالي النقاء في بوتقة كوارتز فائقة النقاء، وإضافة المُشَوِّب (عادةً ما يكون من البورون، والفوسفور، والزرنيخ، والأنتيمون). تُغمَر بلورة بذرة رقيقة أحادية البلورة في السيليكون المنصهر. ثم تتكون بلورة كبيرة من الزرنيخ من هذه البلورة الرقيقة. يُنتج عن التنظيم الدقيق لدرجة حرارة السيليكون المنصهر وتدفقه، ودوران البلورة والبوتقة، بالإضافة إلى سرعة سحب البلورة، سبيكة سيليكون أحادية البلورة عالية الجودة.

طريقة منطقة التعويم

تُعدّ البلورات الأحادية المُصنّعة وفقًا لطريقة منطقة التعويم مثالية للاستخدام في مكونات أشباه موصلات الطاقة، مثل ترانزستورات IGBT. تُركّب سبيكة سيليكون أسطوانية متعددة البلورات فوق ملف حثي. يُساعد المجال الكهرومغناطيسي للترددات الراديوية على صهر السيليكون من الجزء السفلي للقضيب. يُنظّم المجال الكهرومغناطيسي تدفق السيليكون عبر ثقب صغير في ملف الحث إلى البلورة الأحادية الموجودة أسفله (طريقة منطقة التعويم). تتم عملية التشويب، عادةً باستخدام البورون أو الفوسفور، بإضافة مواد غازية.