芯⽚居然和沙⼦有关

作者: 薛斌

来源: 百科知识

发布日期: 2023-07-11 08:30:33

本文介绍了芯片制造过程中单晶硅的来源及其制造过程,揭示了沙子在高科技芯片制造中的重要作用。

芯⽚是现代集成电路⼯业中必不可少的半导体元器件,航空、航天、军⼯等⾼科技领域,以及⽇常⽣活中我们⽤的⼿机、电脑、冰箱、洗⾐机……⼏乎所有电器设备都离不开芯⽚。芯⽚的基底是单晶硅材料。那么,单晶硅从何⽽来?

这⾥提到了硅,你⼀定⻢上联想到含有⼆氧化硅的沙⼦。对!就是沙⼦,⾼纯度、⾼品位的⽩⾊沙⼦,即⽯英砂,是制造单晶硅的重要原料。

制造单晶硅的第⼀步是得到粗硅,也就是把⽯英砂中的⼆氧化硅在1800℃的⾼温条件下⽤碳还原为单质硅;之后,将粗硅与氯⽓反应,得到液态的四氯化硅(SiCl4);四氯化硅经过精馏提纯后被超纯氢⽓还原,⽣成纯度较⾼的单质硅;最后,⽤逐步分段熔解—凝固的区域熔融法处理单质硅,就得到了⾼纯单质硅。

这种⾼纯单质硅经过直拉—裁切—打磨—切⽚等⼯序,最终变成了特定尺⼨的单晶硅⽚。单晶硅⽚再经过刻蚀、镀铜及封装等⼯艺流程,最终成为⼀枚枚可以⼤显身⼿的芯⽚。

意外不意外?惊喜不惊喜?没想到吧,沙⼦的贡献是如此之⼤,看来“⼀沙⼀世界”不仅包含着哲理,还蕴藏着不少科学知识。

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