第429章 欣喜:單晶矽棒突破
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單晶矽棒,以測試結果來看,各種指標達到了高階手機晶片的矽材料要求,生產效率比常規的每小時提拉10厘米要快一倍左右。
當然,離我們制定的要求,還是有一些差距,有不少小瑕疵,比如矽純度達到了11n,但不管怎麼樣除錯,都達不到12n,我們正在找原因,還沒找到。」
星海集團目前使用的矽精練方法是提拉法。
先把熔化的si放在石墨坩堝裡面,使用感應法加熱,之後又放在石英容器裡,透過純氫氣體作為清潔氛圍。再把作為種子的籽晶放在垂直棒的前端,再放入熔化的si裡面。
因為籽晶表面會吸附熔化物,在垂直棒不斷緩慢旋轉和提拉的過程中,可以長出直徑比籽晶大得多的體材料晶體。
這有點像兩根筷子插入盛滿面條的鍋裡,筷子夾緊的幾根面子就像是「籽晶」,吸附鍋裡的其它麵條,隨著筷子旋轉,然後提升,越來越多的麵條被捲入筷子中。
而且,被捲入的麵條排布得比較整齊,其實提拉法還利用到了旋轉重力的作用,能夠均勻地分佈熔化的矽,同時透過軸(筷子)的旋轉,控制了矽溫度和幾何構性的不均勻性。
沐陽說道「先帶我看看試製好的樣品。」
向海點頭,走到一根未切割的單晶矽棒前,長度約一米多,外徑是12英寸,這一根矽棒,也有一百多公斤。
沐陽蹲下來觀察,用手撫摸矽棒表面,讚道∶「外徑直線度不錯,直徑均勻,不過,這只是一米長而已,拉完一爐一千公斤的,理論可以拉四五米長。」
沐陽檢查完這根未切割的單晶矽棒,再檢查另一根已經切割過的矽棒樣品,已經切割了一半。
單晶矽棒是先用線切割機把兩端錐形料頭切割掉,如果矽棒很長就分段,否則太重不好搬動和加工,車外圓,然後再用真正的切片機切晶圓片。
用切片機切片,效率會快許多,切割平面度會更好一些,也不容易碎,如果是線切割,比較粗糙。
剛切下來的晶圓片厚度不到一毫米,還要繼續打磨、研磨,直到符合設計的厚度要求。
切片厚度主要看材料韌性情況和切片機的效能,如果很容易切碎,那就切厚一點,而且直徑越大,切片難度越大,所以12英寸的切割厚度要比8英寸的肯定要厚一些。
這也沒法,單晶矽的韌性很差,實際上就是脆性材料。
最終晶片的成品厚度一般在0.3毫米以下,薄的話可以達到0.1厚米左右。
沐陽拿起一片晶圓片,從外觀看上去,平面度不錯。
「你們切割了多少片,切裂的機率有多少?」
「就試切割了幾十片,剛開始還切裂了幾片,發現切片機的冷卻系統沒搞好,後面的,也沒切裂過。」
「就純度11n」
向海說「嗯,抽檢了9個晶圓片,都這個資料。」
沐陽點頭,他理解其中的難度,就算每個零部件都按照圖紙生產,工藝按照他的做,但裝置組裝肯定存在誤差,生產環境同樣有影響,還有其它因素,最終都影響到單晶矽純度與其它效能。
如果能達到目前的情況,的確可以開始嘗試量產了,即使離他設計的理論值還差一些。
他的要求,只是想以此為基礎,製造更好的晶片而已,比如用在高階手機和高階電腦上的晶片,對純度要求就這麼高,再差也要達到10n。
而且,矽棒的其它指標都達到了世界頂尖水平。
可以說,星海集團已經制造出世界頂尖的矽棒了,就看接下來的
量產情況了。
「一個單晶棒沒有代表性,也許是偶然,前期多生產多一些樣品,多檢測收集資料。」
沐陽
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