Что такое кремниевая пластина?

Что такое кремниевая пластина?

Кремниевая пластина — это материал для полупроводниковых изделий. Кремний означает кремний, а пластина — это тонко нарезанный цилиндр. Таким образом, кремниевая пластина — это тонко нарезанный монокристалл кремния.

Кремний — это типичный материал для электронных устройств. Электронные устройства поддерживают нашу жизнь. По мере роста спроса на электронные устройства потребность в кремниевых пластинах также будет расти.

Применение кремниевых пластин

Хотя мы можем не знать об использовании кремниевых пластин в нашей повседневной жизни, они есть во всех электронных устройствах. Кремниевые пластины используются в качестве подложек для полупроводниковых изделий. Ниже приведены типичные примеры использования полупроводниковых изделий.

• Оборудование для автоматизации делопроизводства, такое как смартфоны и персональные компьютеры
• Блоки управления мобильным оборудованием, таким как автомобили и самолеты
• Искусственный интеллект и внутренние компоненты роботов
• Солнечные батареи

Принцип кремниевых пластин

Кремниевые пластины изготавливаются из элемента кремния. Кремний является вторым по распространенности элементом на поверхности Земли после кислорода. Это распространенный элемент, встречающийся в почве и горных породах, но с использованием кварца материал для кремниевых пластин очищается.

Для изготовления кремниевых пластин используется цилиндрический кремниевый стержень, называемый кремниевым слитком. Кремниевые пластины производятся путем нарезки кремниевых слитков на тонкие пластины.

Кремниевые слитки изготавливаются из кристаллов кремния высокой чистоты с использованием двух основных методов: метода CZ (метод Чохральского) и метода FZ (метод плавающей зоны).

1. Метод CZ

В методе CZ сырые кремниевые материалы плавятся в высокотемпературной печи при температурах, превышающих 1000 ℃. Кремниевый слиток получается, когда в печь вставляется затравочный кремниевый стержень и левитирует при вращении с высокой скоростью.

1. Метод FZ

Метод FZ использует поликристаллический кремниевый материал в форме стержня. Сырье прикрепляется к затравочному монокристаллическому кремниевому материалу, а граничная поверхность нагревается индукционно. Поликристаллический кремниевый материал становится монокристаллическим, и кремниевый слиток получается.

Другая информация о кремниевых пластинах

1. Процесс производства кремниевых пластин

Кремниевые пластины производятся с использованием кремниевых слитков, полученных двумя указанными выше способами. Процесс производства выглядит следующим образом:

• Резка слитков
• Слитки режутся алмазными лезвиями для получения пластин нужной толщины.
• Полировка пластин
• Для поддержания качества рисунка схемы поверхность пластины полируется до зеркального блеска. Таким образом, она свободна от частиц и других примесей.

Одной из причин значительного развития крупномасштабных интегральных схем с использованием кремниевых полупроводников является создание технологии, которая позволяет массово производить высокочистые, бездефектные монокристаллы кремния по относительно низкой стоимости. Изготовленный кремний имеет сверхвысокую чистоту 99,999999999% или выше и называется «одиннадцать-девять», потому что в ряду одиннадцать девяток.

Технология изготовления кремниевых слитков также продолжает совершенствоваться. На данный момент диаметр слитков вырос с 20 мм до 200 мм.

1. Доля рынка кремниевых пластин

Мировой рынок электроники ежегодно расширяется, и полупроводниковая промышленность становится все более важной для поддержки этого роста. Рынок кремниевых пластин составил 11,9 млрд долларов в 2018 году.

Доля кремниевых пластин по регионам потребления

Доли рынка по регионам потребления следующие: Южная Корея (35%), Северная Америка (29%), Тайвань (16%), Китай (10%) и Япония (7%), с более высокими долями в Северной Америке, Южной Корее и Тайване, где базируются производители полупроводников.

Доля продаж кремниевых пластин по национальности поставщиков

Доля по национальности поставщиков следующая: Япония (55%), Тайвань (20%), Германия (14%) и Южная Корея (10%), при этом японские компании занимают высокую долю.

«Обследование промышленной инфраструктуры производства электронного оборудования» 2020 года по данным Министерства экономики, торговли и промышленности.