Geïntegreerde schakelingen zijn de hersenen van bijna elk modern apparaat , van mobiele telefoon naar laptop naar ruimtestation . Een geïntegreerde schakeling , de grootte van een postzegel , kan meer dan een miljard transistors bevatten . Deze extreme miniaturisatie vraagt om temperatuur uniformiteit in de silicium wafers waarop de circuits zijn gebouwd . Thermische geleidbaarheid ( weergegeven als " k " ) is een maat voor hoe snel een materiaal geleidt warmte . Het is een kritische parameter bij het bepalen en ontwerpen voor temperatuurverdeling . Feiten
Warmtegeleiding
is een van de vele thermische eigenschappen van het materiaal silicium . Andere eigenschappen zijn onder andere specifieke warmte ( 0,70 Joules per gram graad Kelvin ) die helpt te bepalen dat nodig is om de temperatuur van de wafer , kookpunt ( 2628 graden Kelvin ) , smeltpunt ( 1683 K ) , kritische temperatuur ( 5159 K ) , thermische diffusie verhogen ( 0,9 cm2 per seconde ) , lineaire thermische uitzetting of thermische uitzettingscoëfficiënt ( 2.6 • 10-6 C - 1 ) , Debye temperatuur ( 640 K ) en anderen .
Waarden < br > Thermische geleidbaarheid verandert
temperatuurveranderingen . "Je moet de vereiste bedrijfstemperatuur in gedachten houden bij het gebruik van thermische geleidbaarheid te temperatuurverdeling over de wafer te bepalen , " waarschuwt Michael Klebig , een Silicon Valley sales engineer gespecialiseerd in de toepassing van warmte in de halfgeleider- wafer processing . " De verkeerde thermische geleidbaarheid betekent dat u niet de temperatuur uniformiteit je nodig hebt en de prestaties van de hulpmiddelen in het gedrang te komen. Als het is al erg genoeg , zult u niet in staat zijn om verder te gaan naar de volgende stap van de halfgeleiderbewerkingsapparaten volgorde. De wafer zal nutteloos zijn . "
verontreinigingen
Er zijn twee types van onzuiverheden in het silicium chip productieproces . Eerst worden onzuiverheden inherent aan het oorspronkelijke silicium ingot . Het tweede type onzuiverheid is bekend als een doteermiddel , een onzuiverheid in het productieproces opzettelijke introductie van de elektrische eigenschappen van silicium veranderen specifieke blootgestelde gebieden op een wafer . Aangezien de onzuiverheden toeneemt , thermische geleidbaarheid afneemt . " Bij het ontwerpen van de temperatuur uniformiteit , moet je aanpassingen maken in reactie op de lagere geleidbaarheid waarde van gedopeerd silicium , " zegt Klebig . " Gedoopt silicium boven 100 graden Kelvin heeft een verwaarloosbare invloed op de thermische geleidbaarheid . "
Expert Insight
Bepalen temperatuur uniformiteit door het gebruik van thermische geleidbaarheid en andere thermische eigenschappen is een uiterst complexe taak . " Als gevolg hiervan , " zegt Klebig , " je moet best bekende methoden gebruiken bij het ontwerpen van temperatuur uniformiteit , zoals 3D thermische eindige elementen analyse ( FEA ) computermodellen . Grote technische organisaties hebben meestal hun eigen FEA -modellering groepen . Als u don ' t hebben toegang tot een dergelijk instrument binnen uw bedrijf , contact opnemen met een FEA ingenieursbureau . "
Waarschuwing
Wees ervan bewust dat de thermische geleidbaarheid materiaal eigenschappen zijn verschillend voor silicium in vloeibare vorm . Vloeibaar silicium heeft drie keer de thermische geleidbaarheid van massief materiaal silicium .
|
