În procesul de dezvoltare în plină expansiune al industriei semiconductoarelor, un singur cristal lustruitplachete de siliciujoacă un rol crucial. Ele servesc ca material fundamental pentru producerea diferitelor dispozitive microelectronice. De la circuite integrate complexe și precise la microprocesoare de mare viteză și senzori multifuncționali, un singur cristal lustruitplachete de siliciusunt esentiale. Diferențele de performanță și specificații au impact direct asupra calității și performanței produselor finale. Mai jos sunt specificațiile și parametrii comuni ai plachetelor de siliciu cu un singur cristal lustruit:

Diametrul: Mărimea plachetelor de siliciu cu un singur cristal semiconductor este măsurată prin diametrul lor și vin într-o varietate de specificații. Diametrele comune includ 2 inchi (50,8 mm), 3 inchi (76,2 mm), 4 inchi (100 mm), 5 inchi (125 mm), 6 inchi (150 mm), 8 inchi (200 mm), 12 inchi (300 mm) și 18 inchi (450 mm). Diferitele diametre sunt potrivite pentru diverse nevoi de producție și cerințe de proces. De exemplu, plachetele cu diametru mai mic sunt utilizate în mod obișnuit pentru dispozitive microelectronice speciale, de volum mic, în timp ce plachetele cu diametru mai mare demonstrează o eficiență mai mare a producției și avantaje de cost în fabricarea de circuite integrate la scară largă. Cerințele de suprafață sunt clasificate ca lustruite pe o singură față (SSP) și lustruite pe două părți (DSP). Napolitanele lustruite cu o singură față sunt folosite pentru dispozitivele care necesită planeitate mare pe o parte, cum ar fi anumiți senzori. Napolitanele lustruite cu două fețe sunt utilizate în mod obișnuit pentru circuitele integrate și alte produse care necesită precizie ridicată pe ambele suprafețe. Cerințe de suprafață (finisare): SSP lustruit pe o singură față / DSP lustruit pe două părți.

Tip/Dopant: (1) Semiconductor de tip N: Când anumiți atomi de impurități sunt introduși în semiconductorul intrinsec, aceștia îi modifică conductivitatea. De exemplu, când se adaugă elemente pentavalente precum azotul (N), fosforul (P), arsenul (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 de o legătură covalentă. Acest lucru are ca rezultat o concentrație de electroni mai mare decât concentrația de gaură, formând un semiconductor de tip N, cunoscut și ca semiconductor de tip electron. Semiconductori de tip N sunt cruciali în fabricarea dispozitivelor care necesită electroni ca purtători de sarcină principali, cum ar fi anumite dispozitive de putere. (2) Semiconductor de tip P: Când elementele de impurități trivalente precum bor (B), galiu (Ga) sau indiu (In) sunt introduse în semiconductorul de siliciu, electronii de valență ai atomilor de impurități 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. Acest lucru duce la o concentrație de gaură mai mare decât concentrația de electroni, formând un semiconductor de tip P, cunoscut și ca semiconductor de tip gaură. Semiconductorii de tip P joacă un rol cheie în fabricarea dispozitivelor în care găurile servesc ca purtători de sarcină principali, cum ar fi diodele și anumiți tranzistori.

Rezistivitate: Rezistivitatea este o mărime fizică cheie care măsoară conductivitatea electrică a plăcilor de siliciu lustruite cu un singur cristal. Valoarea acestuia reflectă performanța conductivă a materialului. Cu cât rezistivitatea este mai mică, cu atât conductivitatea plachetei de siliciu este mai bună; invers, cu cât rezistivitatea este mai mare, cu atât conductivitatea este mai slabă. Rezistivitatea plachetelor de siliciu este determinată de proprietățile lor inerente ale materialului, iar temperatura are, de asemenea, un impact semnificativ. În general, rezistivitatea plachetelor de siliciu crește odată cu temperatura. În aplicațiile practice, diferite dispozitive microelectronice au cerințe diferite de rezistivitate pentru plăcile de siliciu. De exemplu, plachetele utilizate în fabricarea de circuite integrate au nevoie de un control precis al rezistivității pentru a asigura o performanță stabilă și fiabilă a dispozitivului.

Orientare: Orientarea cristalului a plachetei reprezintă direcția cristalografică a rețelei de siliciu, de obicei specificată de indici Miller, cum ar fi (100), (110), (111), etc. Diferitele orientări ale cristalului au proprietăți fizice diferite, cum ar fi densitatea liniei, 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 plăci de siliciu cu orientarea adecvată pentru diferite cerințe ale dispozitivului poate optimiza performanța dispozitivului, îmbunătăți eficiența producției și poate îmbunătăți calitatea produsului.

Flat/Notch: Marginea plată (Flat) sau V-notch (Notch) de pe circumferința plachetei de siliciu joacă un rol critic în alinierea orientării cristalului și este un identificator important în fabricarea și prelucrarea plachetei. Napolitanele de diferite diametre corespund standardelor diferite pentru lungimea plată sau a crestăturii. Marginile de aliniere sunt clasificate în plat primar și plat secundar. Plata primară este utilizată în principal pentru a determina orientarea de bază a cristalului și referința de procesare a plachetei, în timp ce platul secundar ajută în continuare la alinierea și prelucrarea precisă, asigurând funcționarea precisă și consistența napolitanei pe întreaga linie de producție.

Grosimea: grosimea unei plachete este de obicei specificată în micrometri (μm), cu grosimi comune cuprinse între 100μm și 1000μm. Napolitanele de diferite grosimi sunt potrivite pentru diferite tipuri de dispozitive microelectronice. Napolitanele mai subțiri (de exemplu, 100μm – 300μm) sunt adesea folosite pentru fabricarea așchiilor care necesită un control strict al grosimii, reducând dimensiunea și greutatea așchiului și crescând densitatea de integrare. Placile mai groase (de exemplu, 500μm – 1000μm) sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele care necesită 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 în mod direct aderența dintre plachetă și materialele de film subțire depuse ulterior, precum și performanța electrică a dispozitivului. Este de obicei exprimată ca rugozitate pătrată medie (RMS) (în nm). Rugozitatea 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 de rugozitate a suprafeței devin din ce în ce mai stricte, în special pentru fabricarea de circuite integrate de vârf, unde rugozitatea suprafeței trebuie controlată la câțiva nanometri sau chiar mai mică.

Variația grosimii totale (TTV): Variația grosimii totale se referă la diferența dintre grosimile maxime și minime măsurate în mai multe puncte de pe suprafața plachetei, de obicei exprimată în μm. Un TTV ridicat poate duce la abateri în procese, cum ar fi fotolitografia și gravarea, influențând consistența performanței dispozitivului și randamentul. Prin urmare, controlul TTV în timpul producției de napolitane este un pas cheie în asigurarea calității produsului. Pentru fabricarea de dispozitive microelectronice de înaltă precizie, TTV este de obicei necesar să fie în câțiva micrometri.

Arcul: Arcul se referă la abaterea dintre suprafața plachetei și planul plat ideal, măsurată de obicei în μm. Napolitanele cu înclinare excesivă se pot rupe sau pot suferi stres neuniform în timpul prelucrării ulterioare, afectând eficiența producției și calitatea produsului. În special în procesele care necesită planeitate mare, cum ar fi fotolitografia, înclinarea trebuie controlată într-un interval specific pentru a asigura acuratețea și consistența modelului fotolitografic.

Warp: Warp indică abaterea dintre suprafața plachetei și forma sferică ideală, măsurată de asemenea în μm. Similar cu arcul, warp este un indicator important al planeității napolitanelor. Deformarea excesivă nu afectează doar 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 legătură slabă între cip și materialul de ambalare, care la rândul său afectează fiabilitatea dispozitivului. În producția de semiconductori de ultimă generație, cerințele warp devin din ce în ce mai stricte pentru a satisface cerințele proceselor avansate de fabricare și ambalare a cipurilor.

Profilul marginii: Profilul marginii unei plachete este esențial pentru prelucrarea și manipularea sa ulterioară. Este specificat de obicei de Zona de excludere a marginilor (EEZ), care definește distanța de la marginea plachetei unde nu este permisă nicio prelucrare. Un profil de margine proiectat corespunzător și un control EEZ precis ajută la evitarea defectelor de margine, a concentrațiilor de tensiuni și a altor probleme în timpul procesării, îmbunătățind calitatea și randamentul general al plachetei. În unele procese de producție avansate, precizia profilului marginii este necesară să fie la nivel sub-micron.

Numărul de particule: numărul și distribuția dimensiunilor particulelor de pe suprafața plachetei afectează în mod semnificativ performanța dispozitivelor microelectronice. Particulele excesive sau mari pot duce la defecțiuni ale dispozitivului, cum ar fi scurtcircuite sau scurgeri, reducând randamentul produsului. Prin urmare, numărul de particule este de obicei măsurat prin numărarea particulelor pe unitate de suprafață, cum ar fi numărul de particule mai mare de 0,3μm. Controlul strict al numărului de particule în timpul producției de napolitane 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 plachetei.

Productie aferenta

Vafer de siliciu cu un singur cristal Tip substrat N/P Opțional Vafer de carbură de siliciu

FZ CZ Si napolitană în stoc 12 inch Silicon Wafer Prime sau Test