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웨이퍼와 칩의 관계

웨이퍼 개요

웨이퍼와 칩의 관계를 이해하기 위해 웨이퍼와 칩 지식의 핵심 요소에 대한 개요는 다음과 같습니다.

(i) 웨이퍼란 무엇인가

웨이퍼는 실리콘 반도체 집적 회로 생산에 사용되는 실리콘 웨이퍼로, 원형 모양 때문에 웨이퍼라고 불립니다.실리콘 웨이퍼에서 가공하여 다양한 회로 부품을 형성하고 특정 전기 기능을 갖춘 집적 회로 제품이 될 수 있습니다.웨이퍼의 원료는 실리콘이며, 지각 표면에는 이산화규소가 무한히 공급됩니다.이산화규소 광석은 전기로에서 정제되고, 염산으로 염소화되고 증류되어 순도 99.99999999999%의 고순도 폴리실리콘을 생산합니다.

(ii) 웨이퍼의 기초원료

규소는 석영사에서 정제되고, 웨이퍼는 규소라는 원소로부터 정제(99.999%)된 후 집적회로용 석영반도체의 소재가 되는 실리콘 막대로 만들어집니다.

(iii) 웨이퍼 제조 공정

웨이퍼는 반도체 칩을 만드는 기본 재료다.반도체 집적회로의 가장 중요한 원자재는 실리콘이므로 실리콘 웨이퍼에 해당한다.

실리콘은 암석과 자갈에서 규산염이나 이산화규소의 형태로 자연에서 널리 발견됩니다.실리콘 웨이퍼의 제조는 실리콘 정제 및 정제, 단결정 실리콘 성장, 웨이퍼 형성의 세 가지 기본 단계로 요약될 수 있습니다.

첫 번째는 실리콘 정제로, 모래와 자갈의 원료를 탄소원이 있는 상태에서 약 2000°C의 온도에서 전기로에 넣습니다.고온에서 모래와 자갈에 있는 탄소와 이산화규소는 화학 반응(탄소가 산소와 결합하여 실리콘을 남김)을 거쳐 약 98% 순도의 순수한 실리콘을 얻습니다. 반도체 재료의 전기적 특성은 불순물 농도에 매우 민감하기 때문에 마이크로 전자 장치에 충분히 순수합니다.따라서 금속 등급 실리콘은 더욱 정제됩니다. 분쇄된 금속 등급 실리콘은 기체 염화수소와 염소화 반응을 거쳐 액체 실란을 생성한 다음 증류되고 순도 99.99999999999의 고순도 다결정 실리콘을 생성하는 공정을 통해 화학적으로 환원됩니다. %, 이는 전자 등급 실리콘이 됩니다.

다음은 직접 풀링(CZ 방법)이라고 하는 가장 일반적인 방법인 단결정 실리콘 성장입니다.아래 그림과 같이 고순도 폴리실리콘을 석영 도가니에 넣고 외부를 흑연 히터로 둘러싸서 약 1400°C의 온도를 유지하면서 지속적으로 가열합니다.용광로의 가스는 일반적으로 불활성이므로 원치 않는 화학 반응을 일으키지 않고 폴리실리콘을 녹일 수 있습니다.단결정을 형성하기 위해서는 결정의 방향도 제어됩니다. 폴리실리콘 용융물과 함께 도가니를 회전시키고 그 안에 종자 결정을 담근 후 인발 막대를 천천히 수직으로 위쪽으로 당기면서 반대 방향으로 운반합니다. 실리콘이 녹습니다.녹은 폴리실리콘은 종자정 바닥에 달라붙어 종자정의 격자 배열 방향으로 위쪽으로 성장한다.