Processo Czochralski
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Motivazione: Praticamente incomprensibile per i non adetti ai lavori. Segnalazione di Jacopo86
Il processo Czochralski è una tecnica introdotta agli inizi degli anni ‘50 che permette di ottenere blocchi di silicio di estrema purezza, sottoforma di pani cilindrici, materiale di base per la realizzazione dei semiconduttori, (transistor, circuiti integrati, microprocessori e altri dispositivi).
Consiste nel sollevamento verticale (a bassissima velocità) di un seme monocristallino di silicio, immerso inizialmente per pochi millimetri in un crogiolo contenete silicio puro fuso. Gli atomi di silicio fuso, a contatto con il seme monocristallino si orientano secondo il reticolo atomico della struttura del silicio, un processo simile alla formazione di un cristallo di quarzo, con la differenza che in natura, un cristallo di quarzo si forma in milioni di anni, con questo processo, in laboratorio un "pane" di silicio monocristallino si ottiene in pochi giorni. La temperatura del silicio nel crogiuolo è mantenuta di pochi gradi superiore a quella di fusione e aderendo al seme monocristallino, che gradualmente viene estratto dalla massa fusa, si solidifica molto rapidamente conservando la struttura monocristallina del seme a cui aderisce. Il controllo rigoroso della temperatura del materiale fuso, dell'atmosfera nella camera, e della velocità di estrazione, nonché assenza assoluta di vibrazioni, consente la produzione di ‘fusi‘ perfettamente cilindrici e altamente puri, hanno praticamente l'aspetto di una mortadella di vetro, in effetti il silicio puro monocristallino ha l'aspetto e la fragilità del vetro.
l'operazione successiva consiste nel tagliare il fuso tramite un disco diamantato, in sottili fettine chiamate wafer, le quali costituiranno il supporto (substrato), per svariati circuiti semiconduttori. Dato che la quantità di dispositivi ricavabili da una singola fetta è proporzionale al suo diametro, col tempo si è cercato di realizzare fusi con diametro sempre maggiore, attualmente si realizzano fusi con diametro di circa 30 centimetri; considerando che l'area di silicio necessaria ad un microprocessore è di circa un centimetro quadro, su un wafer di 20 centimetri di diametro se ne ricavano 300, su un diametro di 30 se ne ricavano 700.
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