V bujícím procesu vývoje polovodičového průmyslu leštěný monokrystalkřemíkové destičkyhrají klíčovou roli. Slouží jako základní materiál pro výrobu různých mikroelektronických zařízení. Od složitých a přesných integrovaných obvodů až po vysokorychlostní mikroprocesory a multifunkční senzory, leštěné monokrystalykřemíkové destičkyjsou zásadní. Rozdíly v jejich výkonu a specifikacích přímo ovlivňují kvalitu a výkon konečných produktů. Níže jsou uvedeny běžné specifikace a parametry leštěných monokrystalických křemíkových destiček:

Průměr: Velikost polovodičových monokrystalických křemíkových destiček se měří jejich průměrem a dodávají se v různých specifikacích. Mezi běžné průměry patří 2 palce (50,8 mm), 3 palce (76,2 mm), 4 palce (100 mm), 5 palců (125 mm), 6 palců (150 mm), 8 palců (200 mm), 12 palců (300 mm) a 18 palců (450 mm). Různé průměry jsou vhodné pro různé výrobní potřeby a procesní požadavky. Například destičky s menším průměrem se běžně používají pro speciální mikroelektronická zařízení s malým objemem výroby, zatímco destičky s větším průměrem vykazují vyšší efektivitu výroby a cenové výhody při velkovýrobě integrovaných obvodů. Požadavky na povrch se kategorizují jako leštěné na jedné straně (SSP) a leštěné na obou stranách (DSP). Leštěné destičky na jedné straně se používají pro zařízení vyžadující vysokou rovinnost na jedné straně, jako jsou některé senzory. Leštěné destičky na obou stranách se běžně používají pro integrované obvody a další produkty, které vyžadují vysokou přesnost na obou površích. Požadavek na povrch (úprava): Jednostranně leštěný SSP / Oboustranně leštěný DSP.

Typ/příměs: (1) Polovodič typu N: Když jsou do intrinzického polovodiče zavedeny určité atomy nečistot, mění se jeho vodivost. Například když jsou přidány pětimocné prvky, jako je dusík (N), fosfor (P), arsen (As) nebo antimon (Sb), jejich valenční elektrony tvoří kovalentní vazby s valenčními elektrony okolních atomů křemíku, takže jeden elektron navíc není vázán kovalentní vazbou. To má za následek větší koncentraci elektronů než koncentraci děr, čímž vzniká polovodič typu N, známý také jako polovodič elektronového typu. Polovodiče typu N jsou klíčové při výrobě zařízení, která vyžadují elektrony jako hlavní nosiče náboje, jako jsou některá výkonová zařízení. (2) Polovodič typu P: Když jsou do křemíkového polovodiče zavedeny trojmocné prvky nečistot, jako je bor (B), gallium (Ga) nebo indium (In), valenční elektrony atomů nečistot tvoří kovalentní vazby s okolními atomy křemíku, ale chybí jim alespoň jeden valenční elektron a nemohou vytvořit úplnou kovalentní vazbu. To vede k větší koncentraci děr než koncentraci elektronů, čímž vzniká polovodič typu P, známý také jako polovodič děrového typu. Polovodiče typu P hrají klíčovou roli při výrobě zařízení, kde díry slouží jako hlavní nosiče náboje, jako jsou diody a některé tranzistory.

Merný odpor: Merný odpor je klíčová fyzikální veličina, která měří elektrickou vodivost leštěných monokrystalických křemíkových destiček. Jeho hodnota odráží vodivost materiálu. Čím nižší je merný odpor, tím lepší je vodivost křemíkového destičky; naopak, čím vyšší je merný odpor, tím horší je vodivost. Merný odpor křemíkových destiček je určen jejich inherentními materiálovými vlastnostmi a významný vliv má také teplota. Obecně se merný odpor křemíkových destiček zvyšuje s teplotou. V praktických aplikacích mají různá mikroelektronická zařízení různé požadavky na merný odpor křemíkových destiček. Například destičky používané při výrobě integrovaných obvodů vyžadují přesnou regulaci merného odporu, aby byl zajištěn stabilní a spolehlivý výkon zařízení.

Orientace: Krystalová orientace destičky představuje krystalografický směr křemíkové mřížky, typicky specifikovaný Millerovými indexy, jako například (100), (110), (111) atd. Různé krystalové orientace mají různé fyzikální vlastnosti, jako je hustota čar, která se liší v závislosti na orientaci. Tento rozdíl může ovlivnit výkon destičky v následných krocích zpracování a konečný výkon mikroelektronických zařízení. Ve výrobním procesu může výběr křemíkové destičky s vhodnou orientací pro různé požadavky zařízení optimalizovat výkon zařízení, zlepšit efektivitu výroby a zvýšit kvalitu produktu.

Plochá hrana/zářez: Plochá hrana (plochá) nebo V-zářez (zářez) na obvodu křemíkového destičky hraje klíčovou roli v zarovnání orientace krystalů a je důležitým identifikátorem při výrobě a zpracování destičky. Destičky různých průměrů odpovídají různým standardům pro délku ploché hrany nebo zářezu. Zarovnávací hrany se dělí na primární ploché a sekundární ploché. Primární plochá hrana se používá hlavně k určení základní orientace krystalů a referenční hodnoty zpracování destičky, zatímco sekundární plochá hrana dále pomáhá s přesným zarovnáním a zpracováním, čímž zajišťuje přesný provoz a konzistenci destičky v celé výrobní lince.

Tloušťka: Tloušťka destičky se obvykle udává v mikrometrech (μm), přičemž běžné tloušťky se pohybují mezi 100 μm a 1000 μm. Destičky různých tlouštěk jsou vhodné pro různé typy mikroelektronických zařízení. Tenčí destičky (např. 100 μm – 300 μm) se často používají pro výrobu čipů, která vyžaduje přísnou kontrolu tloušťky, čímž se snižuje velikost a hmotnost čipu a zvyšuje hustota integrace. Silnější destičky (např. 500 μm – 1000 μm) se široce používají v zařízeních, která vyžadují vyšší mechanickou pevnost, jako jsou výkonové polovodičové součástky, aby byla zajištěna stabilita během provozu.

Drsnost povrchu: Drsnost povrchu je jedním z klíčových parametrů pro hodnocení kvality destičky, protože přímo ovlivňuje adhezi mezi destičkou a následně nanesenými tenkovrstvými materiály, jakož i elektrický výkon součástky. Obvykle se vyjadřuje jako efektivní hodnota drsnosti (RMS) (v nm). Nižší drsnost povrchu znamená, že povrch destičky je hladší, což pomáhá snižovat jevy, jako je rozptyl elektronů, a zlepšuje výkon a spolehlivost součástky. V pokročilých procesech výroby polovodičů jsou požadavky na drsnost povrchu stále přísnější, zejména pro výrobu špičkových integrovaných obvodů, kde musí být drsnost povrchu řízena na několik nanometrů nebo i méně.

Celková variace tloušťky (TTV): Celková variace tloušťky se vztahuje k rozdílu mezi maximální a minimální tloušťkou měřenou v několika bodech na povrchu destičky, obvykle vyjádřená v μm. Vysoká hodnota TTV může vést k odchylkám v procesech, jako je fotolitografie a leptání, což ovlivňuje konzistenci výkonu a výtěžnost zařízení. Proto je řízení TTV během výroby destiček klíčovým krokem k zajištění kvality produktu. Pro výrobu vysoce přesných mikroelektronických zařízení je obvykle vyžadováno, aby TTV byla v rozmezí několika mikrometrů.

Prohnutí: Prohnutí označuje odchylku mezi povrchem destičky a ideální plochou rovinou, obvykle měřenou v μm. Destičky s nadměrným prohnutím se mohou během následného zpracování zlomit nebo na ně být vystaveny nerovnoměrnému namáhání, což ovlivňuje efektivitu výroby a kvalitu produktu. Zejména u procesů, které vyžadují vysokou rovinnost, jako je fotolitografie, musí být prohnutí řízeno v určitém rozsahu, aby byla zajištěna přesnost a konzistence fotolitografického vzoru.

Deformace: Deformace udává odchylku mezi povrchem destičky a ideálním kulovitým tvarem, měřená také v μm. Podobně jako prohnutí je deformace důležitým ukazatelem plochosti destičky. Nadměrná deformace nejen ovlivňuje přesnost umístění destičky ve zpracovatelském zařízení, ale může také způsobit problémy během procesu balení čipů, jako je špatné spojení mezi čipem a balicím materiálem, což následně ovlivňuje spolehlivost zařízení. Ve výrobě špičkových polovodičů se požadavky na deformaci stávají přísnějšími, aby se splnily požadavky pokročilých procesů výroby a balení čipů.

Profil hrany: Profil hrany destičky je zásadní pro její následné zpracování a manipulaci. Obvykle je určen zónou vyloučení hrany (EEZ), která definuje vzdálenost od hrany destičky, kde není povoleno žádné zpracování. Správně navržený profil hrany a přesné řízení EEZ pomáhají předcházet defektům hrany, koncentraci napětí a dalším problémům během zpracování, čímž se zlepšuje celková kvalita a výtěžnost destičky. V některých pokročilých výrobních procesech je vyžadována přesnost profilu hrany na submikronové úrovni.

Počet částic: Počet a distribuce velikosti částic na povrchu destičky významně ovlivňují výkon mikroelektronických zařízení. Nadměrné nebo velké částice mohou vést k poruchám zařízení, jako jsou zkraty nebo úniky, a tím snížit výtěžnost produktu. Počet částic se proto obvykle měří počítáním částic na jednotku plochy, například počtem částic větších než 0,3 μm. Přísná kontrola počtu částic během výroby destičky je nezbytným opatřením pro zajištění kvality produktu. Pro minimalizaci kontaminace povrchu destičky částicemi se používají pokročilé čisticí technologie a čisté výrobní prostředí.

Související produkce

Monokrystalická křemíková destička Typ substrátu Si N/P Volitelná destička z karbidu křemíku

Křemíkový wafer FZ CZ skladem 12palcový křemíkový wafer Prime nebo Test