În procesul de dezvoltare în plină expansiune al industriei semiconductorilor, monocristalul lustruitnapolitane de siliciujoacă un rol crucial. Acestea servesc drept material fundamental pentru producerea diverselor dispozitive microelectronice. De la circuite integrate complexe și precise la microprocesoare de mare viteză și senzori multifuncționali, monocristalul lustruitnapolitane de siliciusunt esențiale. Diferențele de performanță și specificații au un impact direct asupra calității și performanței produselor finale. Mai jos sunt specificațiile și parametrii comuni ai napolitanelor de siliciu monocristalin lustruite:

Diametru: Dimensiunea napolitanelor de siliciu monocristalin semiconductor se măsoară prin diametrul lor, iar acestea vin într-o varietate de specificații. Diametrele comune includ 2 inci (50,8 mm), 3 inci (76,2 mm), 4 inci (100 mm), 5 inci (125 mm), 6 inci (150 mm), 8 inci (200 mm), 12 inci (300 mm) și 18 inci (450 mm). Diferite diametre sunt potrivite pentru diverse nevoi de producție și cerințe de proces. De exemplu, napolitanele cu diametru mai mic sunt utilizate în mod obișnuit pentru dispozitive microelectronice speciale, de volum mic, în timp ce napolitanele cu diametru mai mare demonstrează o eficiență de producție mai mare și avantaje de cost în fabricarea circuitelor integrate la scară largă. Cerințele de suprafață sunt clasificate ca lustruite pe o singură față (SSP) și lustruite pe două fețe (DSP). Napolitanele lustruite pe o singură față sunt utilizate pentru dispozitive care necesită o planeitate ridicată pe o parte, cum ar fi anumiți senzori. Napolitanele lustruite pe două fețe sunt utilizate în mod obișnuit pentru circuite integrate și alte produse care necesită o precizie ridicată pe ambele suprafețe. Cerințe de suprafață (finisaj): SSP lustruit pe o singură față / DSP lustruit pe ambele părți.

Tip/Dopant: (1) Semiconductor de tip N: Când anumiți atomi de impuritate sunt introduși în semiconductorul intrinsec, aceștia îi modifică conductivitatea. De exemplu, când se adaugă elemente pentavalente precum azotul (N), fosforul (P), arsenicul (As) sau antimoniul (Sb), electronii lor de valență formează legături covalente cu electronii de valență ai atomilor de siliciu din jur, lăsând un electron suplimentar nelegat printr-o legătură covalentă. Acest lucru are ca rezultat o concentrație de electroni mai mare decât concentrația de goluri, formând un semiconductor de tip N, cunoscut și sub numele de semiconductor de tip electron. Semiconductorii de tip N sunt cruciali în fabricarea dispozitivelor care necesită electroni ca principali purtători de sarcină, cum ar fi anumite dispozitive de alimentare. (2) Semiconductor de tip P: Când elemente de impuritate trivalente precum borul (B), galiul (Ga) sau indiul (In) sunt introduse în semiconductorul de siliciu, electronii de valență ai atomilor de impuritate formează legături covalente cu atomii de siliciu din jur, dar le lipsește cel puțin un electron de valență și nu pot forma o legătură covalentă completă. Aceasta duce la o concentrație de goluri mai mare decât concentrația de electroni, formând un semiconductor de tip P, cunoscut și sub denumirea de semiconductor de tip gaură. Semiconductorii de tip P joacă un rol cheie în fabricarea dispozitivelor în care golurile servesc drept principali purtători de sarcină, cum ar fi diodele și anumiți tranzistori.

Rezistență: Rezistența este o mărime fizică cheie care măsoară conductivitatea electrică a napolitanelor de siliciu monocristalin lustruite. Valoarea sa reflectă performanța conductivă a materialului. Cu cât rezistivitatea este mai mică, cu atât conductivitatea napolitanei de siliciu este mai bună; invers, cu cât rezistivitatea este mai mare, cu atât conductivitatea este mai slabă. Rezistența napolitanelor de siliciu este determinată de proprietățile lor inerente ale materialului, iar temperatura are, de asemenea, un impact semnificativ. În general, rezistivitatea napolitanelor de siliciu crește odată cu temperatura. În aplicațiile practice, diferite dispozitive microelectronice au cerințe diferite de rezistivitate pentru napolitanele de siliciu. De exemplu, napolitanele utilizate în fabricarea circuitelor integrate necesită un control precis al rezistivității pentru a asigura o performanță stabilă și fiabilă a dispozitivului.

Orientare: Orientarea cristalină a plachetei reprezintă direcția cristalografică a rețelei de siliciu, specificată de obicei prin indici Miller, cum ar fi (100), (110), (111) etc. Diferite orientări cristaline au proprietăți fizice diferite, cum ar fi densitatea liniilor, care variază în funcție de orientare. Această diferență poate afecta performanța plachetei în etapele ulterioare de procesare și performanța finală a dispozitivelor microelectronice. În procesul de fabricație, selectarea unei plachete de siliciu cu orientarea adecvată pentru diferite cerințe ale dispozitivului poate optimiza performanța dispozitivului, poate îmbunătăți eficiența producției și poate spori calitatea produsului.

Margine plată/Creșătură: Marginea plată (Flat) sau crestătura în V (Notch) de pe circumferința plachetei de siliciu joacă un rol esențial în alinierea orientării cristalului și este un identificator important în fabricarea și procesarea plachetei. Plachetele cu diametre diferite corespund unor standarde diferite pentru lungimea plăcii sau crestăturii. Marginile de aliniere sunt clasificate în plăci primare și plăci secundare. Placa primară este utilizată în principal pentru a determina orientarea de bază a cristalului și referința de procesare a plachetei, în timp ce placa secundară ajută în continuare la alinierea și procesarea precisă, asigurând funcționarea corectă și consecvența plachetei pe întreaga linie de producție.

Grosime: Grosimea unei plachete este de obicei specificată în micrometri (μm), grosimile fiind cuprinse între 100 μm și 1000 μm. Plachetele de diferite grosimi sunt potrivite pentru diferite tipuri de dispozitive microelectronice. Plachetele mai subțiri (de exemplu, 100 μm – 300 μm) sunt adesea utilizate pentru fabricarea de cipuri care necesită un control strict al grosimii, reducând dimensiunea și greutatea cipului și crescând densitatea de integrare. Plachetele mai groase (de exemplu, 500 μm – 1000 μm) sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele care necesită o rezistență mecanică mai mare, cum ar fi dispozitivele semiconductoare de putere, pentru a asigura stabilitatea în timpul funcționării.

Rugozitatea suprafeței: Rugozitatea suprafeței este unul dintre parametrii cheie pentru evaluarea calității plachetei, deoarece afectează direct aderența dintre plachetă și materialele peliculare subțiri depuse ulterior, precum și performanța electrică a dispozitivului. De obicei, se exprimă ca rugozitate medie pătratică (RMS) (în nm). O rugozitate mai mică a suprafeței înseamnă că suprafața plachetei este mai netedă, ceea ce ajută la reducerea fenomenelor precum împrăștierea electronilor și îmbunătățește performanța și fiabilitatea dispozitivului. În procesele avansate de fabricație a semiconductorilor, cerințele privind rugozitatea suprafeței devin din ce în ce mai stricte, în special pentru fabricarea circuitelor integrate de înaltă performanță, unde rugozitatea suprafeței trebuie controlată la câțiva nanometri sau chiar mai puțin.

Variația totală a grosimii (TTV): Variația totală a grosimii se referă la diferența dintre grosimile maxime și minime măsurate în mai multe puncte de pe suprafața napolitanei, exprimată de obicei în μm. Un TTV ridicat poate duce la abateri în procese precum fotolitografia și gravarea, afectând consecvența performanței și randamentul dispozitivului. Prin urmare, controlul TTV în timpul fabricării napolitanei este un pas esențial în asigurarea calității produsului. Pentru fabricarea de dispozitive microelectronice de înaltă precizie, TTV trebuie de obicei să fie în limita a câțiva micrometri.

Curbură: Curbura se referă la abaterea dintre suprafața napolitanei și planul ideal, măsurată de obicei în μm. Napolitanele cu curbură excesivă se pot rupe sau pot suferi solicitări neuniforme în timpul procesării ulterioare, afectând eficiența producției și calitatea produsului. În special în procesele care necesită o planeitate ridicată, cum ar fi fotolitografia, curbura trebuie controlată într-un interval specific pentru a asigura acuratețea și consecvența modelului fotolitografic.

Deformare: Deformarea indică abaterea dintre suprafața plachetei și forma sferică ideală, măsurată tot în μm. Similar curburii, deformarea este un indicator important al planeității plachetei. Deformarea excesivă nu numai că afectează precizia de plasare a plachetei în echipamentul de procesare, dar poate cauza și probleme în timpul procesului de ambalare a cipului, cum ar fi o lipire slabă între cip și materialul de ambalare, ceea ce, la rândul său, afectează fiabilitatea dispozitivului. În fabricarea semiconductorilor de înaltă performanță, cerințele privind deformarea devin din ce în ce mai stricte pentru a satisface cerințele proceselor avansate de fabricație și ambalare a cipurilor.

Profilul marginii: Profilul marginii unei plachete este esențial pentru procesarea și manipularea ulterioară a acesteia. De obicei, este specificat de Zona de excludere a marginii (EEZ), care definește distanța față de marginea plachetei unde nu este permisă nicio procesare. Un profil de margine proiectat corespunzător și un control precis al EEZ ajută la evitarea defectelor de margine, a concentrărilor de stres și a altor probleme în timpul procesării, îmbunătățind calitatea și randamentul general al plachetei. În unele procese avansate de fabricație, este necesar ca precizia profilului de margine să fie la nivel submicronic.

Numărul de particule: Numărul și distribuția dimensiunilor particulelor de pe suprafața napolitanei afectează semnificativ performanța dispozitivelor microelectronice. Particulele excesive sau mari pot duce la defecțiuni ale dispozitivelor, cum ar fi scurtcircuite sau scurgeri, reducând randamentul produsului. Prin urmare, numărul de particule este de obicei măsurat prin numărarea particulelor pe unitatea de suprafață, cum ar fi numărul de particule mai mari de 0,3 μm. Controlul strict al numărului de particule în timpul fabricării napolitanei este o măsură esențială pentru asigurarea calității produsului. Tehnologiile avansate de curățare și un mediu de producție curat sunt utilizate pentru a minimiza contaminarea cu particule de pe suprafața napolitanei.

Producție conexă

Substrat de siliciu monocristalin tip Si, plachetă opțională din carbură de siliciu N/P

Placă de siliciu FZ CZ în stoc, placă de siliciu de 12 inch, primă sau test