在米粒大的硅片上,已能集成16萬個(gè)晶體管,由于硅元素是地殼中儲(chǔ)量最豐富的元素之一,對(duì)太陽能電池這樣注定要進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)(mass market)的產(chǎn)品而言,儲(chǔ)量的優(yōu)勢(shì)也是硅成為光伏主要材料的原因之一。
在硅片上制造微電路是成批地制造,在微小的面積上制出晶體管、電阻、電容而且按要求連成電路已屬不易,而在一定面積的硅片上制造出性能一致的芯片則更加困難。集成電路的生產(chǎn),大多是從硅片制備開始的,硅片的制備需要專門的設(shè)備和嚴(yán)格的生產(chǎn)條件。
工藝挑戰(zhàn):
1、切割線直徑:更細(xì)的切割線意味著更低的截口損失,也就是說同一個(gè)硅塊可以生產(chǎn)更多的硅片。然而,切割線更細(xì)更容易斷裂。
2、荷載:每次切割的總面積,等于硅片面積X每次切割的硅塊數(shù)量X每個(gè)硅塊所切割成的硅片數(shù)量 。
3、切割速度:切割臺(tái)通過切割線切割網(wǎng)的速度,這在很大程度上取決于切割線運(yùn)動(dòng)速度,馬達(dá)功率和切割線拉力。
4、易于維護(hù)性:線鋸在切割之間需要更換切割線和研磨漿,維護(hù)的速度越快,總體的生產(chǎn)力就越高。
半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中硅片須經(jīng)嚴(yán)格清洗。微量污染也會(huì)導(dǎo)致器件失效。清洗的目的在于清除表面污染雜質(zhì),包括有機(jī)物和無機(jī)物。這些雜質(zhì)有的以原子狀態(tài)或離子狀態(tài),有的以薄膜形式或顆粒形式存在于硅片表面。有機(jī)污染包括光刻膠、有機(jī)溶劑殘留物、合成蠟和人接觸器件、工具、器皿帶來的油脂或纖維。無機(jī)污染包括重金屬金、銅、鐵、鉻等,嚴(yán)重影響少數(shù)載流子壽命和表面電導(dǎo);堿金屬如鈉等,引起嚴(yán)重漏電;顆粒污染包括硅渣、塵埃、細(xì)菌、微生物、有機(jī)膠體纖維等,會(huì)導(dǎo)致各種缺陷。清除污染的方法有物理清洗和化學(xué)清洗兩種。
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