integrerede kredsløb hjerner af næsten alle moderne enhed fra mobiltelefon til bærbar computer til rumstation. Et integreret kredsløb , på størrelse med et frimærke , kan indeholde mere end en milliard transistorer . Denne ekstreme miniaturisering kræver temperatur ensartethed på tværs af silicium wafers , hvor kredsløb er bygget . Varmeledningsevne ( repræsenteret som " k ") er et mål for, hvor let et materiale leder varme . Det er en kritisk parameter i fastlæggelsen og designe til temperatur ensartethed. Fakta

Varmeledningsevne er en af ​​mange termiske egenskaber af materialet silicium. Andre egenskaber omfatter specifik varme ( 0,70 joule pr gram grad Kelvin ), som hjælper med at bestemme strøm, der kræves for at hæve temperaturen af skiven , kogepunkt ( 2.628 grader Kelvin ) , smeltepunkt ( 1.683 K ) , den kritiske temperatur ( 5.159 K ) , termisk diffusivitet ( .9 cm2 pr sekund) , lineær varmeudvidelse eller varmeudvidelseskoefficient (2,6 • 10-6 C-1 ​​) , Debye temperatur ( 640 K) og andre.
Værdier < br >

Varmeledningsevne ændringer som temperaturændringer . " Du er nødt til at holde den ønskede driftstemperatur , når du bruger varmeledningsevne til at bestemme temperaturen fordeling på wafer , " advarer Michael Klebig , en Silicon Valley salgsingeniør med speciale i anvendelse af varme i halvleder wafers . " Den forkerte varmeledningsevne betyder, at du ikke vil opnå den temperatur ensartethed , du har brug for og udførelsen af ​​de enheder vil blive kompromitteret. Hvis det er slemt nok , vil du ikke være i stand til at fortsætte til næste trin i halvleder forarbejdning sekvens. Den wafer vil være ubrugelig . "

urenheder
p Der er to typer af urenheder i silicium chip fremstillingsprocessen. Først er urenheder iboende i den oprindelige silicium ingots . Den anden type af urenhed er kendt som et doteringsstof , en urenhed bevidst indført i fremstillingsprocessen for at ændre de elektriske egenskaber af silicium i bestemte , udsatte områder på en wafer . Da niveauet af urenheder stiger, falder varmeledningsevne . "Når designe for ensartet temperatur , skal du foretage justeringer i respons på den lavere ledningsevne værdien af ​​doteret silicium ," siger Klebig . " Doteret silicium over 100 grader Kelvin har ubetydelig indvirkning på varmeledningsevne . "
Ekspert Insight

Bestemmelse temperatur ensartethed ved brug af termisk ledningsevne og andre termiske egenskaber er en yderst kompleks opgave. "Som et resultat ," siger Klebig ", skal du udnytte bedst kendte metoder , når designe for ensartet temperatur , såsom 3D termisk finite element analyse ( FEA) computermodeller . Store tekniske organisationer har typisk egne FEA modellering grupper. Hvis du don ' t have adgang til en sådan en ressource i din virksomhed , kan du kontakte en FEA ingeniørfirma . "
Warning

Vær opmærksom på at varmeledningsevne materialeegenskaber er forskellige for silicium i flydende formular . Flydende silicium har tre gange den termiske ledningsevne af fast silicium.