A félvezetőipar fellendülő fejlődési folyamatában a polírozott egykristályokszilícium ostyákkulcsszerepet játszanak. Alapvető anyagként szolgálnak különféle mikroelektronikai eszközök gyártásához. Az összetett és precíz integrált áramköröktől a nagysebességű mikroprocesszorokon és multifunkcionális érzékelőkön át a polírozott egykristályokigszilícium ostyákelengedhetetlenek. Teljesítményük és specifikációik közötti különbségek közvetlenül befolyásolják a végtermékek minőségét és teljesítményét. Az alábbiakban a polírozott egykristályos szilícium ostyák közös specifikációit és paramétereit találja:

Átmérő: A félvezető egykristályos szilícium ostyák méretét az átmérőjükkel mérik, és különféle specifikációkban kaphatók. A gyakori átmérők közé tartozik a 2 hüvelyk (50,8 mm), 3 hüvelyk (76,2 mm), 4 hüvelyk (100 mm), 5 hüvelyk (125 mm), 6 hüvelyk (150 mm), 8 hüvelyk (200 mm), 12 hüvelyk (300 mm) és 18 hüvelyk (450 mm). A különböző átmérők a különböző gyártási igényekhez és folyamatkövetelményekhez igazodnak. Például a kisebb átmérőjű ostyákat általában speciális, kis volumenű mikroelektronikai eszközökhöz használják, míg a nagyobb átmérőjű ostyák nagyobb termelési hatékonyságot és költségelőnyöket mutatnak a nagyméretű integrált áramkörök gyártásában. A felületi követelmények egyoldalas polírozásra (SSP) és kétoldalas polírozásra (DSP) oszthatók. Az egyoldalas polírozott ostyákat olyan eszközökhöz használják, amelyek egyik oldalon nagy síkfelületet igényelnek, például bizonyos érzékelőkhöz. A kétoldalas polírozott ostyákat általában integrált áramkörökhöz és más olyan termékekhez használják, amelyek mindkét felületen nagy pontosságot igényelnek. Felületi követelmény (kidolgozás): Egyoldalasan polírozott SSP / Kétoldalasan polírozott DSP.

Típus/Adalékanyag: (1) N-típusú félvezető: Amikor bizonyos szennyező atomokat vezetnek be a belső félvezetőbe, azok megváltoztatják annak vezetőképességét. Például, amikor öt vegyértékű elemeket, például nitrogént (N), foszfort (P), arzént (As) vagy antimont (Sb) adnak hozzá, vegyértékelektronaik kovalens kötést képeznek a környező szilíciumatomok vegyértékelektronjaival, így egy extra elektron marad, amelyet nem köt kovalens kötés. Ez a lyukkoncentrációnál nagyobb elektronkoncentrációt eredményez, így egy N-típusú félvezetőt, más néven elektrontípusú félvezetőt képez. Az N-típusú félvezetők kulcsfontosságúak az olyan gyártási eszközökben, amelyekhez elektronok szükségesek fő töltéshordozóként, például bizonyos teljesítményeszközökben. (2) P-típusú félvezető: Amikor három vegyértékű szennyező elemeket, például bórt (B), galliumot (Ga) vagy indiumot (In) vezetnek be a szilícium félvezetőbe, a szennyező atomok vegyértékelektronai kovalens kötést képeznek a környező szilíciumatomokkal, de hiányzik belőlük legalább egy vegyértékelektron, és nem tudnak teljes kovalens kötést kialakítani. Ezáltal a lyukkoncentráció nagyobb lesz, mint az elektronkoncentráció, így létrejön egy P-típusú félvezető, más néven lyuktípusú félvezető. A P-típusú félvezetők kulcsszerepet játszanak az olyan eszközök gyártásában, ahol a lyukak a fő töltéshordozók, például a diódák és bizonyos tranzisztorok.

Ellenállás: Az ellenállás egy kulcsfontosságú fizikai mennyiség, amely a polírozott egykristályos szilíciumlapkák elektromos vezetőképességét méri. Értéke az anyag vezetőképességét tükrözi. Minél alacsonyabb az ellenállás, annál jobb a szilíciumlapka vezetőképessége; fordítva, minél nagyobb az ellenállás, annál rosszabb a vezetőképesség. A szilíciumlapkák ellenállását az anyag saját tulajdonságai határozzák meg, és a hőmérséklet is jelentős hatással van rá. Általában a szilíciumlapkák ellenállása a hőmérséklettel növekszik. A gyakorlati alkalmazásokban a különböző mikroelektronikai eszközök eltérő ellenállási követelményeket támasztanak a szilíciumlapkákkal szemben. Például az integrált áramkörök gyártásában használt lapkáknál az ellenállás pontos szabályozására van szükség a stabil és megbízható eszközteljesítmény biztosítása érdekében.

Orientáció: A lapka kristályorientációja a szilíciumrács kristálytani irányát jelöli, amelyet jellemzően Miller-indexek, például (100), (110), (111) stb. határoznak meg. A különböző kristályorientációk eltérő fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek, például vonalsűrűséggel, amely az orientációtól függően változik. Ez a különbség befolyásolhatja a lapka teljesítményét a későbbi feldolgozási lépésekben, valamint a mikroelektronikai eszközök végső teljesítményét. A gyártási folyamat során a különböző eszközkövetelményeknek megfelelő orientációjú szilíciumlapka kiválasztása optimalizálhatja az eszköz teljesítményét, javíthatja a termelési hatékonyságot és fokozhatja a termékminőséget.

Sík/Bevágás: A szilíciumlapka kerületén található sík él (Flat) vagy V-alakú bevágás (Notch) kritikus szerepet játszik a kristályok orientációjának beállításában, és fontos azonosító a lapka gyártása és feldolgozása során. A különböző átmérőjű lapkák a sík vagy bevágás hosszára vonatkozó különböző szabványoknak felelnek meg. Az illesztőéleket elsődleges síkra és másodlagos síkra osztják. Az elsődleges síkot elsősorban a lapka alapvető kristályorientációjának és feldolgozási referenciájának meghatározására használják, míg a másodlagos sík a pontos beállítást és feldolgozást segíti, biztosítva a lapka pontos működését és konzisztenciáját a gyártósoron keresztül.

Vastagság: A lapka vastagságát jellemzően mikrométerben (μm) adják meg, a szokásos vastagság 100 μm és 1000 μm között van. A különböző vastagságú lapkák különböző típusú mikroelektronikai eszközökhöz alkalmasak. A vékonyabb lapkákat (pl. 100 μm – 300 μm) gyakran használják olyan chipgyártáshoz, amely szigorú vastagságszabályozást igényel, csökkentve a chip méretét és súlyát, valamint növelve az integrációs sűrűséget. A vastagabb lapkákat (pl. 500 μm – 1000 μm) széles körben használják olyan eszközökben, amelyek nagyobb mechanikai szilárdságot igényelnek, például teljesítmény-félvezető eszközökben, a működés közbeni stabilitás biztosítása érdekében.

Felületi érdesség: A felületi érdesség az egyik kulcsfontosságú paraméter a wafer minőségének értékeléséhez, mivel közvetlenül befolyásolja a wafer és a később lerakódott vékonyréteg-anyagok közötti tapadást, valamint az eszköz elektromos teljesítményét. Általában négyzetes középértékként (RMS) fejezik ki (nm-ben). Az alacsonyabb felületi érdesség azt jelenti, hogy a wafer felülete simább, ami segít csökkenteni az olyan jelenségeket, mint az elektronszórás, és javítja az eszköz teljesítményét és megbízhatóságát. A fejlett félvezető-gyártási folyamatokban a felületi érdességi követelmények egyre szigorúbbak, különösen a csúcskategóriás integrált áramkörök gyártásánál, ahol a felületi érdességet néhány nanométerre vagy akár alacsonyabbra kell szabályozni.

Teljes vastagságváltozás (TTV): A teljes vastagságváltozás a lapka felületén több ponton mért maximális és minimális vastagság közötti különbségre utal, jellemzően μm-ben kifejezve. A magas TTV eltérésekhez vezethet olyan folyamatokban, mint a fotolitográfia és a maratás, ami hatással lehet az eszköz teljesítményének állandóságára és hozamára. Ezért a TTV szabályozása a lapkagyártás során kulcsfontosságú lépés a termékminőség biztosításában. Nagy pontosságú mikroelektronikai eszközök gyártásához a TTV-nek jellemzően néhány mikrométeren belül kell lennie.

Meghajlás: A meghajlás a lapka felülete és az ideális sík közötti eltérést jelenti, jellemzően μm-ben mérve. A túlzottan meghajló lapkák eltörhetnek vagy egyenetlen feszültséget szenvedhetnek el a későbbi feldolgozás során, ami befolyásolhatja a termelési hatékonyságot és a termékminőséget. Különösen a nagy síkfelületet igénylő folyamatokban, mint például a fotolitográfia, a meghajlást egy meghatározott tartományon belül kell szabályozni a fotolitográfiai minta pontosságának és konzisztenciájának biztosítása érdekében.

Vetemerülés: A vetemedés a lapka felülete és az ideális gömbalaka közötti eltérést jelzi, amelyet szintén μm-ben mérnek. A vetemedéshez hasonlóan a vetemedés a lapka síkfelületének fontos mutatója. A túlzott vetemedés nemcsak a lapka elhelyezési pontosságát befolyásolja a feldolgozóberendezésben, hanem problémákat is okozhat a chipcsomagolási folyamat során, például a chip és a csomagolóanyag közötti rossz kötést, ami viszont befolyásolja az eszköz megbízhatóságát. A csúcskategóriás félvezetőgyártásban a vetemedési követelmények egyre szigorúbbak, hogy megfeleljenek a fejlett chipgyártási és csomagolási folyamatok igényeinek.

Élprofil: A lapka élprofilja kritikus fontosságú a későbbi feldolgozás és kezelés szempontjából. Általában az élkizárási zóna (EEZ) határozza meg, amely meghatározza azt a távolságot az ostya szélétől, ahol a feldolgozás nem engedélyezett. A megfelelően megtervezett élprofil és a pontos EEZ-szabályozás segít elkerülni az élhibákat, a feszültségkoncentrációkat és egyéb problémákat a feldolgozás során, javítva az ostya általános minőségét és hozamát. Egyes fejlett gyártási folyamatokban az élprofil pontosságának mikron alattinak kell lennie.

Részecskeszám: A lapka felületén lévő részecskék száma és méreteloszlása ​​jelentősen befolyásolja a mikroelektronikai eszközök teljesítményét. A túlzott vagy nagy részecskék eszközhibákhoz, például rövidzárlathoz vagy szivárgáshoz vezethetnek, csökkentve a termék hozamát. Ezért a részecskeszámot általában a részecskék egységnyi felületre jutó számlálásával mérik, például a 0,3 μm-nél nagyobb részecskék számával. A részecskeszám szigorú ellenőrzése a lapka gyártása során elengedhetetlen a termékminőség biztosításához. A fejlett tisztítási technológiákat és a tiszta gyártási környezetet alkalmazzák a részecskeszennyeződés minimalizálása érdekében a lapka felületén.

Kapcsolódó gyártás

Egykristályos szilícium-dioxid lapka Si hordozó típusa N/P Opcionális szilícium-karbid lapka

FZ CZ Si ostya raktáron 12 hüvelykes szilícium ostya Prime vagy Test