Công dụng của cát trắng ( cát thạch anh ) SiO2 . Chúng liên quan gì tới sản xuất chip điện tử ?

* Silic = Si > chúng không tồn tại một mình Si trong tự nhiên mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất - Ở đây chúng ta đang đề cập tới Si trong SiO2

* Silic = Si : là một phần quan trọng tạo nên chiếc máy tính hay chiếc Smartphone của bạn - Silic được sử dụng với nhiều ứng dụng khác nhau trong pin mặt trời .... Bếp nhà bạn

• Số nguyên tử (số proton trong hạt nhân): 14
• Biểu tượng nguyên tử trong bảng tuần hoàn: Si
• Trọng lượng nguyên tử (khối lượng trung bình của nguyên tử): 28,09
• Mật độ: 2,3296 gram trên mỗi cm khối
• Pha ở nhiệt độ phòng: Rắn
• Điểm nóng chảy: 2577 độ F (1414 độ C)
• Điểm sôi: 5909 độ F (3265 độ C)
• Số lượng đồng vị: 24
• Đồng vị phổ biến nhất: Si-28 (92 phần trăm tự nhiên - 99,3% là mỏ hiếm có )

* Silic Là Chất Bán Dẫn

* Silic có đặc tính của cả kim loại cũng như phi kim nên chúng thường được gọi là chất bán dẫn. Silic dẫn điện tốt hơn khi nhiệt độ tăng lên (ngược lại với các kim loại thông thường).

* Silicon được tìm ra lần đầu tiên vào năm 1824 bởi nhà hóa học người Thụy Điển Jöns Jacob Berzelius, người cũng đã phát hiện ra các nguyên tố khác như xeri, selen và thori. Berzelius nung nóng silica với kali để tinh chế silic.

* Để biến silic thành một bóng bán dẫn, nguyên tố này bị pha trộn với một lượng nhỏ các nguyên tố khác, chẳng hạn như boron hoặc phốt pho. Các nguyên tố vi lượng có khả năng liên kết với các nguyên tử silic giải phóng các electron để di chuyển khắp vật liệu.

* Bằng cách tạo ra các không gian silicon không bị biến đổi, các kỹ sư có thể tạo ra một khoảng trống nơi các electron này không thể chảy, chúng cũng giống như một công tắc ở vị trí "tắt".

* Để bật công tắc thành "bật", một tấm kim loại, được kết nối với nguồn điện, được đặt gần tinh thể. Khi dòng điện chạy, tấm trở nên tích điện dương. Các electron, được tích điện âm, bị hút về điện tích dương, cho phép chúng trở thành silic nguyên chất. (Các chất bán dẫn khác ngoài silic cũng có thể được sử dụng trong các bóng bán dẫn. )


* Thung lũng Silicon có tên từ silicon (Silic trong tiếng anh) được sử dụng trong chip máy tính. Biệt danh này xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1971.

Những Nghiên Cứu Mới Về Silic

* Năm 2006, các nhà nghiên cứu tuyên bố họ đã tạo ra một con chip máy tính kết hợp các thành phần silic với các tế bào não . Tín hiệu điện từ các tế bào não có khả năng được truyền đến các thành phần silic điện tử của chip và ngược lại. Hy vọng cuối cùng sẽ tạo ra các thiết bị điện tử để điều trị rối loạn thần kinh.

* Một nghiên cứu năm 2018 xuất hiện trên tạp chí Nature đã thử nghiệm một loại thiết bị lượng tử mới làm từ silic. Máy tính lượng tử là một thiết bị vượt trội và được coi như chuẩn mực hiện nay bởi chúng có nhiều ưu điểm so với công nghệ máy tính hiện tại với khả năng thực hiện các phép tính song song. Việc tạo ra các thiết bị này bằng cách sử dụng các kỹ thuật tương tự để xây dựng chip silic truyền thống có thể đẩy nhanh sự phát triển của các thiết bị này, mở rộng việc sử dụng cho các ứng dụng mới với thiết bị lượng tử.

* Silic cũng hứa hẹn sẽ tạo ra các tia laser cực kỳ nhỏ gọi là nanoneedles, có thể được sử dụng để truyền dữ liệu nhanh hơn và hiệu quả hơn so với cáp quang truyền thống. John Badding, một nhà hóa học vật liệu tại Đại học Bang Pennsylvania cho biết, laser siêu dẫn tỏa nhiệt dễ dàng hơn nhiều so với laser thủy tinh. Điều đó có nghĩa là chúng có thể tốt hơn nhiều hơn về sức mạnh so với laser truyền thống.

---------------------------------------------​

* Cách điều chế sản xuất Si trong công nghiệp hiện nay : SiO2+2C→Si+2CO

Sau khi tuyển rửa SiO2 gần như sạch tạp chất người ta đưa vào lò nung với nhiệt độ cao

Phân loại sản xuất chip bán dẫn
Hiện nay, chip xử lý trên thế giới được sản xuất trên 2 phân nhóm chính:

– Sản xuất bộ vi xử lý: Bộ xử lý với thuần chức năng xử lý dữ liệu đầu vào để trả dữ liệu đầu ra. Điển hình nhất hiện nay có 3 nhà thiết kế lớn cho chip vi xử lý là Intel, AMD thiết kế chip để sản xuất CPU máy tính, ARM thiết kế chip cho sản xuất CPU tích hợp vào SoC, cho thiết bị di động.

– Sản xuất chip điều khiển, vi điều khiển: Chủ yếu chip điều khiển với cấu trúc bao gồm vi xử lý, bộ nhớ đệm, chip điều khiển I/O để giao tiếp với thiết bị ngoại vi, các dòng chíp điển hình bao gồm ATmega, AVR, STmicro…

Một số nhóm chip khác: Sản xuất chip DSP: là một dạng chip với kiến trúc đặc biệt nhằm thực thi tác vụ với tốc độ nhanh, thậm chí theo thời gian thực. Sản xuất chip khả trình mảng PLD.

Quy trình sản xuất vi xử lý, chip điều khiển
1.Chế tạo tấm wafer silicon

Từ Cát thạch anh – nền tảng của toàn ngành công nghiệp bán dẫn, được tinh chế với độ tinh khiết 1/109 tức là chỉ có 1 nguyên tử tạp chất lẫn trong 1 tỷ nguyên tử cấu trúc của tinh thể thạch anh. Sau đó, thạch anh được nung chảy và làm nguội với quy trình chuẩn để tạo thành tinh thể thạch anh với hình dạng khối trụ. Khối trụ đó được mài và cắt thành các đĩa thạch anh mỏng, gọi là tầm wafer silicon.

2. Chế tạo chip bán dẫn
Nguyên lý cơ bản của bóng bán dẫn là có 3 cực Source, Gate và Drain với cấu trúc transistor NPN hoặc PNP. Phương pháp để tạo thành các cực N và P, đó là bắn các chùm ion tạp chất Bo hoặc Phosphor với năng lượng cao vào đế wafer để gây “nhiễm tạp chất” theo chủ đích, từ đó tạo ra các đặc tính dẫn điện khác nhau để tạo thành cấu trúc cực NPN hoặc PNP.

Để bắn chính xác được chùm ion tạp chất vào đúng vị trí mong muốn, chúng ta cần có lớp mask phủ lên tấm tấm wafer chỉ để lộ ra các vị trí được bắn, từ đó, chúng ta có nguyên lý cơ bản của quá trình chế tạo bán dẫn như sau:

Chế tạo chip bán dẫn​

Vì vậy, quy trình để tạo bóng bán dẫn transistor thực tế sẽ bao gồm các bước:

Quy trình để tạo bóng bán dẫn Transistor.​

Quy trình chế tạo thêm các lớp mạch điện ở trên chip​

Như trên mới chỉ là bước đầu để tạo ra các transistor, để có 1 con chip hoàn chỉnh, chúng ta cần chế tạo thêm các lớp mạch điện ở trên chip nữa, Các bước tiến hành tương tự như trên:

Các bước này được lặp đi lặp lại khoảng 20 – 30 lần với bộ firm in khoảng 20 – 30 bản film quang khắc khác nhau. Từ đó tạo hình thành các bóng bán dẫn, mạch dẫn điện theo thiết kế ban đầu, khi chồng chập nhiều lớp mạch theo thiết kế định sẵn, ta có con chip hoàn chỉnh.

Các bước cuối cùng, đó là tách chip ra khói đế wafer silicon và hoàn thiện để được con chip hoàn chỉnh:

Quy trình tách chip ra khói đế wafer silicon và hoàn thiện​

Và với đặc điểm chế tác với độ chính xác nanomet, nhà xưởng sản xuất sản xuất vi xử lý, chip điều khiển cần độ tinh sạch tuyệt đối từ đầu vào tinh chế cát thạch anh để tạo thành tấm wafer silicon đến bước cuối

-----------------------------------------​

Chip điều khiển cần độ tinh sạch tuyệt đối từ đầu vào tinh chế cát thạch anh để tạo thành tấm wafer silicon đến bước cuối cùng thì mới tạo ra những con chíp chất lượng cao

Chip điều khiển cần độ tinh sạch tuyệt đối từ đầu vào tinh chế cát thạch anh để tạo thành tấm wafer silicon đến bước cuối cùng mới tạo ra những con chíp chất lượng cao đây là khâu khá quan trọng vì thế mà xây dựng một nhà máy khá đắt đỏ

- Hệ thống cấp khí phòng sạch phải hoạt động chính xác, ổn định, hiệu quả, có khả năng theo dõi chất lượng khí liên tục để đề phòng khả năng rò lọt, thiếu hụt.

- Nhà xưởng được xây lắp kiên cố, chống được rung động từ hoạt động sản xuất để không ảnh hưởng đến các quá trình thao tác với đĩa wafer Silicon. Đồng thời chống cháy nổ tốt vì nhà máy hoạt động với hệ thống mạng lưới điện phức tạp và quy mô lớn và hệ thống thiết bị sản xuất cực kỳ đắt đỏ.

- Hệ thống linh kiện phụ kiện có chất lượng cao, bền bỉ, phương án lắp đặt phải tính toán để dễ thay thế sửa chữa.

- Nước và khí nén cấp vào trong một số công đoạn phải tinh khiết.
- Ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ phù hợp cho công nhân làm việc
- Tóm lại quy trình sản xuất yêu cầu rất cao về độ sạch

nhớ mãi con HAH bác mò ra giờ có kèo gì thế bác, e nhớ trên sàn có con lqan tới sillic này. mà chưa nhớ ra con nào

MIC ngon đấy, cơ hội X10-20 lần

Chả là : " Đối tác chiến lược toàn diện " muốn Việt Nam trở thành " thung lũng silicon thứ 2 > Thiên hạ đang đồn thổi FPT và DGC hưởng lợi từ pha này > Mình bổ xung thêm cát trắng thạch anh

Một nguồn tài nguyên thiên nhiên sẵn có của Việt Nam đã và đang dần dần được chế biến sâu hơn nữa tất cả nhờ anh Hai

--- Gộp bài viết, 24/09/2023, Bài cũ: 24/09/2023 ---