Composants électroniques puces IC Circuits intégrés IC TPS74701QDRCRQ1 achat unique

La relation entre les plaquettes et les chips

Aperçu des plaquettes

Pour comprendre la relation entre les plaquettes et les puces, voici un aperçu des éléments clés de la connaissance des plaquettes et des puces.

(i) Qu'est-ce qu'une plaquette

Les plaquettes sont des plaquettes de silicium utilisées dans la production de circuits intégrés à semi-conducteurs en silicium, appelés plaquettes en raison de leur forme circulaire ;ils peuvent être traités sur des tranches de silicium pour former une variété de composants de circuit et devenir des produits de circuits intégrés dotés de fonctions électriques spécifiques.La matière première des plaquettes est le silicium, et il existe une réserve inépuisable de dioxyde de silicium à la surface de la croûte terrestre.Le minerai de dioxyde de silicium est raffiné dans des fours à arc électrique, chloré avec de l'acide chlorhydrique et distillé pour produire un polysilicium de haute pureté d'une pureté de 99,99999999999 %.

(ii) Matières premières de base pour les plaquettes

Le silicium est raffiné à partir de sable de quartz et les plaquettes sont purifiées (99,999 %) à partir de l'élément silicium, qui est ensuite transformé en tiges de silicium qui deviennent le matériau des semi-conducteurs à quartz pour circuits intégrés.

(iii) Processus de fabrication des plaquettes

Les plaquettes constituent le matériau de base pour la fabrication des puces semi-conductrices.La matière première la plus importante pour les circuits intégrés à semi-conducteurs est le silicium et correspond donc aux tranches de silicium.

Le silicium est largement présent dans la nature sous forme de silicates ou de dioxyde de silicium dans les roches et les graviers.La fabrication de tranches de silicium peut être résumée en trois étapes fondamentales : le raffinage et la purification du silicium, la croissance du silicium monocristallin et la formation des tranches.

La première est la purification du silicium, où la matière première constituée de sable et de gravier est placée dans un four à arc électrique à une température d'environ 2 000 °C et en présence d'une source de carbone.À haute température, le carbone et le dioxyde de silicium contenus dans le sable et le gravier subissent une réaction chimique (le carbone se combine avec l'oxygène, laissant du silicium) pour obtenir du silicium pur d'une pureté d'environ 98 %, également appelé silicium de qualité métallurgique, qui n'est pas suffisamment pur pour les dispositifs microélectroniques car les propriétés électriques des matériaux semi-conducteurs sont très sensibles à la concentration d'impuretés.Le silicium de qualité métallurgique est donc purifié davantage : le silicium de qualité métallurgique broyé est soumis à une réaction de chloration avec du chlorure d'hydrogène gazeux pour produire du silane liquide, qui est ensuite distillé et réduit chimiquement par un processus qui donne du silicium polycristallin de haute pureté avec une pureté de 99,99999999999. %, qui devient du silicium de qualité électronique.

Vient ensuite la croissance du silicium monocristallin, la méthode la plus courante appelée tirage direct (méthode CZ).Comme le montre le diagramme ci-dessous, du polysilicium de haute pureté est placé dans un creuset en quartz et chauffé en continu avec un élément chauffant en graphite entourant l'extérieur, maintenant la température à environ 1 400 °C.Le gaz présent dans le four est généralement inerte, ce qui permet au polysilicium de fondre sans créer de réactions chimiques indésirables.Pour former des monocristaux, l'orientation des cristaux est également contrôlée : le creuset tourne avec le polysilicium fondu, un cristal germe y est immergé et une tige d'étirage est portée dans la direction opposée tout en la tirant lentement et verticalement vers le haut. le silicium fondre.Le polysilicium fondu adhère au fond du germe cristallin et croît vers le haut dans la direction de la disposition en réseau du germe cristallin.