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에스토니아산 반도체 웨이퍼 재료 실리콘 잉곳(Material silicon ingot of estonia semiconductor wafer)-191114-2 추천 (해외배송 가능상품)

기본 정보
상품명 에스토니아산 반도체 웨이퍼 재료 실리콘 잉곳(Material silicon ingot of estonia semiconductor wafer)-191114-2
제조사 자체제작
원산지 에스토니아 (Harju, Estonia)
판매가 230,000원
상품코드 P0000WAC
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에스토니아산 반도체 웨이퍼 재료 실리콘 잉곳(Material silicon ingot of estonia semiconductor wafer)-191114-2 수량증가 수량감소 230000 (  0)
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S H O P P I N G - T I P

 

 

 

 

 

 

 

 

 


화석월드(Fossil & Mineral World)는 화석, 광물, 암석, 보석, 원석 및 운석을 전문 공급하며 전시, 체험, 교육용 교재, 및 박물관 컨설팅, 수입식품 판매업을 전문적으로 하는 회사입니다. 문의할 사항이 있으시다면 저희 홈페이지 Http://www.fossilworld.co.kr을 방문해 주시거나 사무실 02-429-6706으로 연락 주시면 감사하겠습니다.

(Fossilworld is a company that specializes in fossils, minerals, rocks, jewels, original rocks, meteorites. We also specialize in exhibition, training manuals, museum consulting field experiences. If you have questions or comments, please visit our homepage at Http://www.fossilworld.co.kr, give us a call at 02-429-6706, or visit us directly)

 

일반명(Common Name): 에스토니아산 반도체 웨이퍼 재료 실리콘 잉곳(Material silicon ingot of estonia semiconductor wafer)-191114-2

 

영명(English name): Silicon Ingot

화학식(Formula): Silicon, 14Si

녹는점(Melting point): 1,687K (1,414°C, 2,577°F)

끓는점/비점(Boiling point): 3,538 K (3265°C, 5909°F)

밀도(Density) (near r.t.): 2.3290 g/cm3, 액체일때(m.p.): 2.57 g/cm3

융해열(Heat of fusion): 50.21 kJ/mol

기화열/증발열(Heat of vaporization): 383 kJ/mol

전자배치(Electron configuration): [Ne] 3s2 3p2

 

결정구조(Crystal structure): 면심 다이아몬드형 입방정계(face-centered diamond cubic)

열팽창(Thermal expansion): 2.6 µm/(m·K) (25°C)

열전도율(Thermal conductivity): 149 W/(m·K)

전기 저항도(Electrical resistivity): 2.3×103 Ω·m (at 20°C)

자기질서(Magnetic ordering): 반자기성(diamagnetic)

영률(Young's modulus): 130–188 GPa

부피탄성계수(Bulk modulus): 97.6 GPa

포아송비(Poisson ratio): 0.064–0.28à재료가 인장력의 작용에 따라 늘어날 때 직각 방향의 축소비율

모스경도(Mohs hardness): 6.5

 

산 지(Location): 에스토니아(Harju maakond, Republic of Estonia)

제조사(Company name): Auremo Baltia OÜ

제작방법(Manufacturing method): 초크랄스키방법(Czochralski method)

무 게(Weight): 927g

크기(Size): Ø115~ Ø5mm-165mm(H)

 

내용(Content): 여기에 제시하는 표본은 초크랄스키방법(czochralski method)으로 제조된 잉곳의 마지막부분으로 교육 및 전시용 표본입니다.

 

반도체를 만들기위해서는 모래에서 규소를 뽑아내고 이를 다시 웨이퍼(평판)으로 가공할 수 있는 원통으로 성장시켜야 하는데 이 방식은 주로 초크랄스키방법(czochralski method)을 이용한다. 이 표본은 초크랄스키방법으로 제작된 실리콘 잉곳(ingot)에서 원통 부분은 슬라이스하여 반도체로 사용하고 그 나머지 부분을 전시 교육용으로 제공되는 것이다.

세계 최고의 반도체회사인 삼성과 하이닉스가 있는 대한민국의 교육기관 어디에도 반도체 재료에 대한 표본을 볼 수 있는 곳이 한곳도 없다. 표본이 비싸거나 재료를 구하지 못하는 것도 아닌데 왜 그럴까. 우선 교육기관에서 전혀 관심이 없다는 것이다. 교육기관에서도 완성된 반도체를 보여주고 응용할 곳에 대하여만 교육한다. 어떤 원리로 만들어지고 어떻게 특성이 생성되고 어떤 공정이 필요한지에 대하여는 누구도 관심이 없다. 표본을 공급하는 입장에서 조금이나마 도움이 될까 하여 표본과 공정 등을 간단하게 설명해 보고자 한다. 아래 내용을 보면 현재 일본과의 무역전쟁에서 수출입규재에 해당하는 품목이 왜 중요한 요소인지 참고가 될 수 있겠다. 이 내용에서 실리콘 잉곳(Silicon Ingot)를 만드는 영국(Silicon Valley Microelectronics UK)의 반도체회사와 일본에서 CPU를만드는 반도체회사(fujitsu)자료를 참고했다.

 

[실리콘 원재료를 녹여서 만드는 실리콘잉곳(Silicon Ingot)이란?]

실리콘 잉곳(Ingot)을 성장시키는 데는 크기, 품질 및 사양을 포함한 많은 요소에 따라 일주일에서 한 달까지 걸릴 수 있다모든 단결정 실리콘 웨이퍼의 75 % 이상이 처녀(seed) 다결정 실리콘(virgin polycrystalline silicon) 덩어리를 사용하는 CZ(초크랄스키/Czochralski) 방법을 통해 성장시킨다이 덩어리는 녹여서 도펀트(dopant)라고 불리는 소량의 원소와 함께 석영 도가니에 놓여지며, 소량의 원소로 가장 일반적인 것은 붕소, , 비소 및 안티몬이다첨가된 도펀트는 성장된 잉곳에 대해 원하는 전기적 특성을 제공하며, 사용된 도펀트(dopant)에 따라 잉곳이 P 또는 N형잉곳이 된다.

붕소(boron): P유형

(phosphorus), 안티몬(antimony), 비소(arsenic): N 유형

 

이어서, 재료는 약 1,420℃의 실리콘의 융점 초과의 온도로 가열된다다결정 실리콘과 도펀트 조합이 액화되면, 단일 실리콘 결정인 시드가 용융물 위에 위치하여 표면에 거의 닿지 않는다종자는 완성된 잉곳에서 요구되는 것과 동일한 결정 방위를 갖는다도핑 균일성을 달성하기 위해, 용융 실리콘의 시드 및 도가니는 반대 방향으로 회전된다결정 성장 조건이 충족되면, 시드 결정은 용융물로부터 천천히 들어 올려진다성장은 시작 공정에서 잉곳내의 결정 결함의 수를 최소화하기 위해 시드 결정의 빠른 당김으로 시작된다그 후, 결정의 직경이 원하는 최종 직경보다 약간 크게 성장할 수 있도록 풀 속도가 감소된다목표 직경이 얻어지면, 성장 조건은 직경을 유지하기 위해 안정화 된다시드가 용융물 위로 서서히 상승함에 따라, 시드와 용융물 사이의 표면 장력은 실리콘의 박막이 시드에 부착 된 후 냉각되게 한다냉각되는 동안, 용융 된 실리콘의 원자들은 시드의 결정 구조에 대해 스스로 배향한다.

 

잉곳이 완전히 자라면, 완성 된 실리콘 웨이퍼의 원하는 직경보다 약간 큰 거친 직경으로 연마된다그런 다음 웨이퍼 직경, 고객 사양 또는 SEMI 표준에 따라 잉곳에 방향을 표시하기 위해 노치 또는 플랫을 제공한다다수의 검사를 통과하면 잉곳이 웨이퍼로 분리된다. 각 제조사들은 현재 200mm~300mm 실리콘 잉곳과 285mm~ 440mm 사이의 맞춤형 직경을 생산할 수 있다. 직경이 클수록 난이도는 높아지지만 수율이라는 차원에서는 삼성이나 하이닉스처럼 첨단기업에서만 사용되는 웨이퍼가 된다. 여기에서 어려운 말들이 등장하는데 도판트(dopant) 반도체를 p형 또는 n형으로 하기 위해, 혹은 이미 존재하는 불순물 효과 보상하기 위해 첨가하는 불순물이다. 반도체에 첨가하는 미세한 불순물을 말한다.

 

반도체 웨이퍼를 만드는 초크랄스키방식(czochralski method)이란 어떤것인가?

 

 

 

 

 

 


앞에서 설명했지만 좀더 쉽게 설명하면 czochralski method 는 일반적으로 반도체 공정에서 웨이퍼를 만들기 위해 쓰는 기술이다. 실리콘을 예로 들어 설명하면, 실리콘 덩어리를 크리스탈 도가니에 도핑 물질과 함께 넣어 고온에서 가열하여 완전히 액체상태로 만든다. 그리고 단결정 실리콘 물질이 발라진 촉 모양의 봉으로, 액체 상태의 다결정 실리콘위를 살짝 찍어서 천천히 회전시키면서 위로 올린다. 끌어 올려지면서 만나는 지점에서 냉각이 일어나고, 계면에서 결정이 성장하면서 잉곳(ingot)을 형성하게 된다. 또한 끌어당겨 올리는 과정에서 자기장, 전기장을 걸어주어 불순물이 들어가는 것을 막을 수 있다.

이렇게 만들어진 잉곳을 일정하게 자르고 (slicing), lapping(두께를 일정하게 하는 처리), polishing(울퉁불퉁한 표면을 매끈하게 하는 처리), 또 표면에 붙은 오염입자들을 제거하는 등의 추가 과정을 거쳐서 아래 그림의 wafer가 완성이 되고 이는 chip 제작에 쓰인다.

 

초크랄스키법(Czochralski Method)으로 인조 보석도 만들고 있다. 육성시키려는 물질을 이리듐 도가니 속에 넣고 고온으로 가열하여 완전한 용액 상태로 만든다. 종자 결정을 융액의 표면 중앙부에 닿게 하여 서서히 회전시키면서 끌어올리면 결정의 정출 작용이 종자 결정 끝에서부터 시작되고, 인상된 융액이 고화 되면서 막대 모양의 원통형 결정이 성장되는 결정성장법이다. 반도체잉곳 만드는 것과 방법은 같지만 도가니가 다르다.

1918년 초크랄스키에 의해 개발되어서 초크랄스키법이라 명명되었으며 결정 인상법(Crystal Pulling)이라고도 부른다. 이 방법은 용융점이 높고, 정밀산업에 이용되는 고순도 결정을 만들 때 사용된다. 장점으로는 양질의 결정을 성장시키는데 유리하다. 비교적 성장 속도가 빨라 커런덤의 경우 인상 속도는 시간당 6mm 내지 25mm정도이다. 직경이 11cm이고 길이가 40cm인 거대한 결정을 이 방법으로 만들기도 하나 대체로 작은 결정을 만든다. 또한 고도의 정교한 기술로 결정 성장을 제어하므로 결함이 없는 깨끗한 결정을 얻어낼 수 있다. 단 점으로는 시설비용이 매우 높다는 것이다. 주로 군사용이나 산업용레이저용으로 사용되는 합성 커런덤(루비), 전자 부품 용도로 사용되는 YAG* GGG* 그리고 합성 스피넬(sapphire 모조품으로 사용), 합성 알렉산드라이트(보석뿐아니라 레이져발생석으로도 사용됨), 캐츠아이(보석) 등을 생산한다.

 

YAG(yttrium aluminum garnet laser): YAG레이저. 이트륨(yttrium), 알루미늄(aluminum), 석류석(garnet) 3종류로 구성된 결정을 사용하는 고체 레이저로, 의료에서는 안과수술, 내과수술, 치과치료 등에 사용된다.

GGG(gadolinium gallium garnet): 1970년대에 나타난 다이아몬드의 유사품으로, 그 특징은 다이아몬드와는 전혀 다르기 때문에 합성석은 아니다. 후에 새로운 타입의 유사석인 큐빅 지르코니아(cubic zirconia; 약호 CZ. 다이아몬드 유사석이다. 반짝거림광택 등의 외관은 천연 다이아몬드에 흡사하다.)가 나타났기 때문에 그다지 일반에게 보급되지 못했다.

 

CPU는 어떻게 만들어지나(How to Create a CPU)

슈퍼 컴퓨터의 핵심 CPU는 어떻게 만들어 집니까?(이미지 참조)

 

 

 

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