Silicon conductivité thermique des propriétés des matériaux

Réalités

• La conductivité thermique est l'une des nombreuses propriétés thermiques du matériau silicium. Autres propriétés comprennent la chaleur spécifique (0,70 joules par degré gramme Kelvin) qui aide à déterminer la puissance nécessaire pour élever la température de la plaquette, point d'ébullition (2628 degrés Kelvin), point de fusion (1683 K), la température critique (5159 K), diffusivité thermique (0,9 cm2 par seconde), la dilatation thermique linéaire ou un coefficient de dilatation thermique (2,6 &# 6.10 x2022- C-1), la température de Debye (640 K) et d'autres.

Valeurs

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  Les changements de conductivité thermique que les changements de température. "Vous devez garder la température de fonctionnement nécessaire à l'esprit lors de l'utilisation conductivité thermique pour déterminer la distribution de température à travers la plaquette," avertit Michael Klebig, un ingénieur des ventes Silicon Valley spécialisée dans l'application de la chaleur dans le traitement semi-conducteurs de la plaquette. "La conductivité thermique de mal signifie que vous ne serez pas atteindre l'uniformité de la température vous avez besoin et la performance des appareils sera compromise. Si elle est assez mauvais, vous ne serez pas en mesure de continuer à la prochaine étape de la séquence de traitement de semi-conducteurs. La plaquette sera inutile."

Impuretés

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  Il existe deux types d'impuretés dans le procédé de fabrication de la puce de silicium. Tout d'abord, des impuretés inhérentes à la lingot de silicium d'origine. Le deuxième type d'impureté est connu en tant que dopant, une impureté introduite délibérément dans le processus de fabrication pour modifier les propriétés électriques du silicium dans des domaines spécifiques, exposés sur une plaquette. Comme le niveau d'impuretés augmente, la conductivité thermique diminue. "Lors de la conception de l'uniformité de la température, vous devez faire des ajustements en réponse à la valeur de conductivité inférieure de silicium dopé," dit Klebig. "Silicium dopé dessus de 100 degrés Kelvin a un impact négligeable sur la conductivité thermique."

Insight expert

• La détermination de l'uniformité de température à l'aide de la conductivité thermique et d'autres propriétés thermiques est une tâche extrêmement complexe. "Par conséquent," dit Klebig, "vous devriez utiliser les méthodes les plus connues lors de la conception de l'uniformité de la température, telles que l'analyse par éléments finis (FEA) modélisation informatique thermique 3D. Les grandes organisations d'ingénierie ont généralement leurs propres groupes de modélisation par éléments finis. Si vous ne disposez pas d'un accès à une telle ressource au sein de votre entreprise, contacter une firme d'ingénierie de FEA."

Avertissement

• Soyez conscient que les propriétés des matériaux de conductivité thermique sont différents pour le silicium sous forme liquide. Silicium liquide a trois fois la conductivité thermique du silicium solide.