Bolehkah hidup kita bertahan sehari tanpa semikonduktor? Banyak aspek kehidupan seharian kita, termasuk telefon pintar, komputer riba, kereta, televisyen dan kad kredit, tidak dapat dipisahkan daripada semikonduktor. Semikonduktor ini mempunyai kesan yang mendalam terhadap kehidupan kita. Jadi, bagaimana ia dibuat?

Jika anda mempunyai pengetahuan asas tentang semikonduktor, anda mungkin pernah mendengar tentang lapan proses semikonduktor asas. Banyak tugas yang diperlukan untuk pembuatan semikonduktor dibahagikan kepada lapan proses asas, seperti yang ditunjukkan oleh tajuk dalam imej pertama artikel kami: "Lapan Proses Semikonduktor Asas."

Hari ini, kita akan melihat pada langkah pertama, "Pembuatan Wafer." Kami akan membincangkan apa wafer, bahan teras litar bersepadu, diperbuat daripada, dan bagaimana ia dihasilkan.

Bahan yang Diperlukan untuk Pembuatan Wafer

Sebelum kita mulakan, mari kita tanya soalan ringkas! Apakah hubungan antara litar bersepadu semikonduktor dan wafer? Litar bersepadu ialah sejenis cip semikonduktor yang mengandungi banyak komponen elektrik untuk pelbagai fungsi. Litar bersepadu dihasilkan dengan mencipta banyak litar yang serupa pada substrat yang dipanggil wafer. Oleh itu, wafer adalah asas semikonduktor. Ini sama seperti membuat pizza - kita sediakan doh terlebih dahulu supaya boleh tambah topping kemudian.

Wafer ialah cakera bulat yang dipotong daripada wafer silikon atau unsur lain seperti galium arsenide. Kebanyakan wafer diperbuat daripada silikon yang diekstrak daripada pasir.

Lembah Silikon di Amerika Syarikat bermula dengan industri semikonduktor, akhirnya menjadi pusat industri perisian global. Dilaporkan bahawa namanya adalah gabungan bahan mentah semikonduktor "silikon" dan "lembah" Santa Clara. Nama "Lembah Silikon" boleh membantu anda mengingati bahawa silikon ialah bahan mentah penting untuk wafer semikonduktor. Silikon mempunyai banyak bekalan, merupakan unsur yang paling banyak dalam alam semula jadi, dan mempunyai sifat tidak toksik dan mesra alam. Mari kita lihat proses pembuatan wafer bersama-sama!

Langkah 1: Pembuatan Ingot Silikon

Silikon yang diekstrak daripada pasir perlu melalui proses penulenan sebelum ia boleh digunakan untuk pembuatan semikonduktor. Ia dipanaskan sehingga ia cair ke dalam cecair ketulenan tinggi dan kemudian dipadatkan melalui penghabluran. Batang silikon yang terhasil dipanggil jongkong silikon. Hanya jongkong dengan ketulenan ultra tinggi boleh digunakan dalam proses semikonduktor, yang memerlukan ketepatan yang sangat tinggi sehingga beberapa nanometer.

Langkah 2: Memotong Jongkong untuk Menghasilkan Wafer Nipis

Bentuk jongkong silikon menyerupai gasing berputar, dan ia dipotong menjadi cakera bulat tebal yang seragam, dikenali sebagai wafer, menggunakan bilah gergaji berlian yang tajam. Diameter jongkong menentukan saiz wafer, seperti wafer 150mm (6 inci), 200mm (8 inci) dan 300mm (12 inci). Wafer yang lebih nipis menghasilkan kos pembuatan yang lebih rendah, dan diameter yang lebih besar membolehkan lebih banyak cip semikonduktor dihasilkan bagi setiap wafer. Oleh itu, wafer menjadi semakin nipis dan lebih besar.

Langkah 3: Mengisar dan Menggilap Permukaan Wafer

Wafer yang baru dipotong perlu menjalani pemprosesan untuk mencapai kemasan yang licin seperti cermin. Permukaan wafer yang baru dipotong adalah kasar dan mengandungi kecacatan, yang boleh memberi kesan negatif pada ketepatan litar. Cecair penggilap dan mesin penggilap digunakan untuk menggilap permukaan wafer.

Sebelum pemprosesan selanjutnya, wafer yang digilap dirujuk sebagai wafer kosong, menunjukkan bahawa tiada cip telah dihasilkan di atasnya lagi. Selepas fabrikasi litar bersepadu pada wafer kosong menggunakan pelbagai proses fizikal dan kimia, wafer akhirnya kelihatan seperti imej di bawah. Mari kita lihat nama-nama bahagian berlainan wafer bersama-sama!

1. Wafer: Plat bulat (cakera) yang berfungsi sebagai bahan teras untuk IC semikonduktor.

2. yang: Terdapat banyak petak kecil pada wafer, dan setiap petak kecil dipanggil die, iaitu cip IC litar elektronik bersepadu.

3. Barisan jurutulis: Mati nampaknya terperangkap, tetapi sebenarnya terdapat jurang antara mereka. Jurang ini dipanggil garisan juru tulis. Tujuan garisan juru tulis adalah untuk memotong setiap cip daripada wafer selepas diproses dan memasangnya menjadi cip. Jarak garisan juru tulis membolehkan gergaji berlian memotong wafer dengan selamat.

4. Zon rata: Kawasan ini diperkenalkan untuk membantu mengenal pasti struktur wafer dan berfungsi sebagai garis rujukan semasa pemprosesan wafer. Oleh kerana struktur kristal wafer sangat halus dan tidak boleh dinilai dengan mata kasar, zon rata ini digunakan sebagai rujukan untuk menentukan arah menegak dan mendatar wafer.

5. Takik: Baru-baru ini, wafer dengan takuk telah muncul, menggantikan zon rata sebelumnya. Wafer dengan takuk adalah lebih cekap daripada yang mempunyai zon rata kerana ia boleh menghasilkan lebih banyak cip.

Industri semikonduktor terbahagi terutamanya kepada industri pembuatan wafer, yang mengeluarkan wafer, dan industri pembuatan (FAB), yang mereka bentuk dan mengeluarkan litar pada wafer. Terdapat juga industri pembungkusan, di mana wafer yang diproses dipotong menjadi kerepek dan dibungkus untuk mengelakkan kelembapan dan kerosakan fizikal.

Hari ini, kami memperkenalkan apa itu wafer, nama setiap bahagian wafer, dan cara wafer dihasilkan. Kami harap anda mendapati siri lapan proses semikonduktor asas ini menarik dan membantu.