Кремниевая пластина является важным материалом для изготовления интегральных схем.На кремниевых пластинах методами фотолитографии, ионной имплантации и другими методами можно изготавливать различные полупроводниковые устройства. Чипы, изготовленные из кремниевых пластин, обладают потрясающей вычислительной мощностью. Развитие науки и техники продолжает способствовать развитию полупроводников. Развитие таких технологий, как автоматизация и компьютеры, снизило стоимость высокотехнологичной продукции, такой как кремниевые пластины (интегральные схемы), до очень низкого уровня. Это позволило кремниевым пластинам широко использоваться в аэрокосмической отрасли, промышленности, сельском хозяйстве и обороне и даже незаметно войти в каждый дом.
Содержание кремния в земной коре достигает 25,8%, что является неисчерпаемым источником производства монокристаллического кремния. Поскольку кремний является одним из наиболее распространенных элементов в земной коре, для таких продуктов, как солнечные элементы, которым суждено выйти на массовый рынок, преимущество запасов также является одной из причин, почему кремний стал основным материалом для фотоэлектрических систем.
При производстве полупроводниковых приборов кремниевые пластины должны подвергаться строгой очистке. Следовые количества загрязнений также могут привести к выходу устройства из строя. Целью очистки является удаление поверхностных загрязнений и примесей, в том числе органических и неорганических веществ. Некоторые из этих примесей существуют в атомарном или ионном состоянии, а некоторые существуют в виде тонких пленок или частиц на поверхности кремниевой пластины. К органическим загрязнениям относятся фоторезист, остатки органических растворителей, синтетические воски, жиры и волокна, попавшие в результате контакта человека с устройствами, инструментами и посудой. Неорганические загрязнения включают тяжелые металлы, такие как золото, медь, железо, хром и т. д., что серьезно влияет на срок службы неосновных носителей и поверхностную проводимость; щелочные металлы, такие как натрий и т. д., вызывают серьезные утечки; загрязнение твердыми частицами включает кремниевый шлак, пыль, бактерии, микроорганизмы, органические коллоидные волокна и т. д. могут привести к различным дефектам. Удалить загрязнение можно двумя способами: физическая очистка и химическая очистка.
Существует три метода физической очистки. ① Чистка щеткой или скребком: позволяет удалить загрязнения и большую часть пленки, прилипшей к пленке. ② Очистка под высоким давлением: жидкость распыляется на поверхность пленки, а давление сопла достигает нескольких сотен атмосфер. Очистка под высоким давлением основана на струйном воздействии, поэтому вероятность появления царапин и повреждений пленки меньше. Однако распыление под высоким давлением приводит к образованию статического электричества, которого можно избежать, отрегулировав расстояние и угол между соплом и пленкой или добавив антистатик. ③Ультразвуковая очистка: ультразвуковая звуковая энергия передается в раствор, а загрязнения на пленке смываются кавитацией. Однако с узорчатых листов сложнее удалить частицы размером менее 1 микрона. Увеличьте частоту до сверхвысокой частоты для лучшего эффекта очистки.
Химическая очистка заключается в удалении невидимых загрязнений атомов и ионов.Существует множество методов, в том числе экстракция растворителями, травление (серная кислота, азотная кислота, царская водка, различные смеси кислот и др.) и плазменные методы. Среди них метод очистки системы перекисью водорода эффективен и вызывает незначительное загрязнение окружающей среды. Общий метод заключается в первой очистке кремниевой пластины кислой жидкостью с соотношением состава H2SO4:H2O2=5:1 или 4:1. Сильное окислительное свойство чистящего раствора разлагает и удаляет органические вещества; после промывки сверхчистой водой используйте щелочь с соотношением состава H2O:H2O2:NH4OH=5:2:1 или 5:1:1 или 7:2: 1 Очистите химическим чистящим раствором.Из-за окисления H2O2 и комплексообразования NH4OH многие ионы металлов образуют стабильные растворимые комплексы и растворимы в воде, затем используйте соотношение состава H2O:H2O2:HCL=7:2:1. или кислый чистящий раствор 5:2:1, вследствие окисления H2O2 и растворения соляной кислоты, а также комплексообразования хлорид-ионов многие металлы генерируют комплексные ионы, растворимые в воде, тем самым достигая цели очистки.
Атомный анализ радиоактивных индикаторов и масс-спектрометрический анализ показывают, что использование системы перекиси водорода для очистки кремниевых пластин является лучшим, и все используемые химические реагенты, H2O2, NH4OH и HCl, могут полностью улетучиваться. При очистке кремниевых пластин H2SO4 и H2O2 на поверхности кремниевой пластины останется около 2×1010 атомов серы на квадратный сантиметр, которые можно полностью удалить при использовании последнего кислотного очищающего раствора. Использование системы H2O2 для очистки кремниевых пластин не оставляет следов, менее вредно, а также полезно для здоровья работников и защиты окружающей среды. После каждого этапа использования чистящего раствора при очистке кремниевых пластин его необходимо тщательно промыть сверхчистой водой.
Чипы, изготовленные из кремниевых пластин, известны как «магические операторы» и обладают потрясающей вычислительной мощностью. Независимо от того, насколько сложны математические проблемы, физические проблемы или инженерные проблемы, и независимо от того, насколько велика вычислительная нагрузка, пока персонал сообщает задачу через компьютерную клавиатуру и выдает идеи и инструкции для решения проблемы, компьютер может решить проблему за очень короткое время.Я скажу вам ответ. Таким образом, задачи, на вычисление которых вручную потребовались бы годы или десятилетия, могут быть решены компьютерами всего за несколько минут. Даже на некоторые вопросы, которые не могут быть рассчитаны людьми, компьютеры могут быстро дать вам ответы.
Чип также представляет собой современную миниатюрную «базу знаний». Он обладает мифическими возможностями хранения. 24-томная «Британская энциклопедия» может быть загружена на кремниевый чип размером с булавочную головку. Сегодня в мире существует более 30 миллионов видов книг и журналов, и каждый год добавляется более 500 000 видов.Это можно назвать огромным океаном. Немецкий футурист Бейнхауэр указывал: «Сегодняшние учёные, даже если они работают круглые сутки, могут прочитать лишь 5% всех публикаций по своей профессии». Единственный путь — для каждой библиотеки и информационного центра хранить различную информацию в кремниевой памяти и подключать ее к сети линиями связи. Таким образом, когда научно-технический персонал хочет найти определенную информацию и данные, ему нужно всего лишь сидеть в офисе и работать с клавиатурой компьютера, и контент, который они хотят запросить, будет немедленно отображен на флуоресцентном экране компьютера.
Микроэлектронные чипы вошли в сферу медицины, омолаживая древнюю медицину и постоянно создавая новые возможности для здравоохранения человека.
«Магия» микроэлектронных чипов заключается в том, что они могут вернуть зрение слепым, вернуть слух глухим, заставить немых говорить и двигать протезами, а также принести свет и надежду десяткам миллионов инвалидов по всему миру.
Несравненная мощь технологий микроэлектроники в аэрокосмической, оборонной и промышленной автоматизации является общеизвестным фактом. Под управлением крупномасштабных электронных компьютеров беспилотные летательные аппараты могут свободно летать в голубом небе; искусственные спутники, космические корабли и космические челноки могут точно взлетать, летать и позиционироваться, а также автоматически отправлять различную информацию обратно на землю. Под управлением электронно-вычислительной машины артиллерия и ракеты могут стрелять без промедления и точно поражать цели, а также точно поражать даже быстродвижущиеся цели в воздухе, в том числе ракеты противника в полете. Компьютеры и различные сенсорные технологии широко используются в промышленности, что позволяет сэкономить рабочую силу, повысить автоматизацию и точность обработки, а также значительно повысить эффективность труда. Роботы появились во многих отраслях промышленности. Они не только усердно работают, но также работают быстро и с высокой точностью. Они могут даже двигаться вперед на некоторых высокотемпературных, подводных и опасных участках работы. По мере продвижения вперед интеллектуальные роботы начали демонстрировать свои экстраординарные навыки. Его эффективная организационная координация и высокая осведомленность в стрельбе поразительны. Победил гроссмейстера номер один в мире. Его замечательная производительность показывает, что интеллектуальные компьютеры перешли на новый этап развития.
Самый большой вред, наносимый кремнием человеческому организму, – это силикоз. Вызывается длительным вдыханием больших доз пыли кремнезема (Si02). Кремнеземная пыль попадает в дыхательные пути и поглощается легочными макрофагами, высвобождая активные факторы, которые стимулируют фибробласты синтезировать больше коллагена. Кремнеземная пыль также может стимулировать макрофаги к высвобождению лизосомальных ферментов, разрушать белки, покрытые поверхностью SiO2, и обнажать поврежденные клеточные мембраны. Она также может инициировать перекисное окисление липидов, генерировать свободные радикалы, повреждать или даже убивать макрофаги и мертвые клетки. Может стимулировать соседние фибробласты. синтезировать коллаген. Кремнеземная пыль высвобождается снова и фагоцитируется другими макрофагами для производства большего количества коллагеновых волокон.Со временем болезнь прогрессирует и вызывает силикоз. Шахтеры, туннельные рабочие на различных металлических рудниках, каменщики в промышленности огнеупорных материалов, изделия из стекла и кварцевые шлифовальные станки, а также очистители песка - все они с большей вероятностью подвергаются воздействию кремнеземной пыли и заболевают силикозом. Благодаря энергичному развитию работ по предотвращению пыли, заболеваемость силикозом значительно снизилась, но полностью он еще не взят под контроль и до сих пор остается одним из важнейших профессиональных заболеваний в моей стране.
Кремниевые пластины изначально безвредны, но чрезмерное употребление цинка вредно для организма человека и может вызвать головокружение, рвоту и диарею. Основным ингредиентом является кремнезем, также известный как песок, поэтому он в целом безвреден для человеческого организма.
Кремниевые пластины представляют собой полупроводниковые материалы. Если вы тестируете голые кремниевые пластины, в этом нет никакого вреда. Однако, если вы хотите использовать лазерный аппарат, обратите внимание на источник лазера. Если это хотя бы модуль типа КВДПВД, там будут какие-то токсичные газы.