Í blómstrandi þróunarferli hálfleiðaraiðnaðarins, fáður einn kristalkísildiskargegna mikilvægu hlutverki. Þeir þjóna sem grundvallarefni til framleiðslu á ýmsum örrafrænum tækjum. Allt frá flóknum og nákvæmum samþættum hringrásum til háhraða örgjörva og fjölnota skynjara, fáður einkristallkísildiskareru nauðsynlegar. Munurinn á frammistöðu þeirra og forskriftum hefur bein áhrif á gæði og frammistöðu endanlegra vara. Hér að neðan eru algengar forskriftir og færibreytur fágaðra einkristalla sílikonskífu:

Þvermál: Stærð hálfleiðara einkristalla kísilskífa er mæld með þvermáli þeirra og þær koma í ýmsum forskriftum. Algeng þvermál eru 2 tommur (50,8 mm), 3 tommur (76,2 mm), 4 tommur (100 mm), 5 tommur (125 mm), 6 tommur (150 mm), 8 tommur (200 mm), 12 tommur (300 mm) og 18 tommur (450 mm). Mismunandi þvermál henta fyrir ýmsar framleiðsluþarfir og ferli kröfur. Til dæmis eru skífur með smærri þvermál almennt notaðar fyrir sérstök örrafræn tæki með litlu magni, en flísar með stærri þvermál sýna meiri framleiðsluhagkvæmni og kostnaðarhagræði í stórum samþættum hringrásarframleiðslu. Yfirborðskröfur eru flokkaðar sem einhliða fáður (SSP) og tvíhliða fáður (DSP). Einhliða fágaðar oblátur eru notaðar fyrir tæki sem krefjast mikillar flatneskju á annarri hliðinni, svo sem ákveðna skynjara. Tvíhliða fágaðar oblátur eru almennt notaðar fyrir samþættar hringrásir og aðrar vörur sem krefjast mikillar nákvæmni á báðum yfirborðum. Yfirborðskröfur (Frágangur): Einhliða fáður SSP / tvíhliða fáður DSP.

Tegund/dópefni: (1) N-gerð hálfleiðari: Þegar ákveðin óhreinindaatóm eru færð inn í innri hálfleiðara breyta þau leiðni hans. Til dæmis, þegar fimmgildum frumefnum eins og köfnunarefni (N), fosfór (P), arseni (As) eða antímóni (Sb) er bætt við, mynda gildisrafeindir þeirra samgild tengi við gildisrafeindir nærliggjandi kísilatóma, sem skilur eftir auka rafeind sem ekki er bundin með samgildu tengi. Þetta leiðir til þess að rafeindastyrkur er hærri en holustyrkurinn, sem myndar N-gerð hálfleiðara, einnig þekktur sem rafeindagerð hálfleiðari. N-gerð hálfleiðarar skipta sköpum við framleiðslu á tækjum sem þurfa rafeindir sem aðal hleðslubera, svo sem ákveðin afltæki. (2) Hálfleiðari af P-gerð: Þegar þrígild óhreinindi eins og bór (B), gallíum (Ga) eða indíum (In) eru sett inn í kísil hálfleiðarann, mynda gildisrafeindir óhreinindaatómanna samgild tengsl við kísilatómin í kring, en þær skortir að minnsta kosti eina gildisrafeind og geta ekki myndað fullkomið samgilt tengi. Þetta leiðir til holustyrks sem er meiri en rafeindastyrkurinn, sem myndar P-gerð hálfleiðara, einnig þekktur sem holu-gerð hálfleiðari. P-gerð hálfleiðarar gegna lykilhlutverki í framleiðslu á tækjum þar sem göt þjóna sem aðal hleðsluberar, svo sem díóða og ákveðna smára.

Viðnám: Viðnám er eðlisfræðilegt lykilstærð sem mælir rafleiðni fágaðra einkristalla kísilskífa. Gildi þess endurspeglar leiðandi frammistöðu efnisins. Því lægra sem viðnámið er, því betri leiðni kísilskífunnar; öfugt, því hærra sem viðnám er, því lakari leiðni. Viðnám kísilþráða ræðst af eðlisfræðilegum efniseiginleikum þeirra og hitastig hefur einnig veruleg áhrif. Almennt eykst viðnám sílikonþynna með hitastigi. Í hagnýtum forritum hafa mismunandi örrafræn tæki mismunandi viðnámskröfur fyrir kísilplötur. Til dæmis þurfa skífur sem notaðar eru við samþætta hringrásarframleiðslu nákvæma stjórn á viðnám til að tryggja stöðugan og áreiðanlegan afköst tækisins.

Stefnumörkun: Kristalstefna skífunnar táknar kristalfræðilega stefnu kísilgrindarinnar, venjulega tilgreind með Miller vísitölum eins og (100), (110), (111), osfrv. Mismunandi kristalstefnur hafa mismunandi eðliseiginleika, svo sem línuþéttleika, sem er mismunandi eftir stefnunni. Þessi munur getur haft áhrif á frammistöðu skífunnar í síðari vinnsluþrepum og endanlega frammistöðu örrafrænna tækja. Í framleiðsluferlinu getur val á kísilskúffu með viðeigandi stefnu fyrir mismunandi kröfur tækisins hámarkað afköst tækisins, bætt framleiðslu skilvirkni og aukið gæði vöru.

Flat/Notch: Flat brún (Flat) eða V-hak (Notch) á ummáli kísilskífunnar gegnir mikilvægu hlutverki í kristalstillingu og er mikilvægt auðkenni í framleiðslu og vinnslu disksins. Wafers með mismunandi þvermál samsvara mismunandi stöðlum fyrir lengd Flatar eða Notch. Jöfnunarbrúnirnar eru flokkaðar í aðal flata og auka flata. Aðalíbúðin er aðallega notuð til að ákvarða grunn kristalstefnu og vinnsluviðmiðun skúffunnar, en efri íbúðin aðstoðar frekar við nákvæma röðun og vinnslu, sem tryggir nákvæma notkun og samkvæmni skúffunnar í gegnum framleiðslulínuna.

Þykkt: Þykkt obláts er venjulega tilgreind í míkrómetrum (μm), með algeng þykkt á bilinu 100μm og 1000μm. Diskar af mismunandi þykktum henta fyrir mismunandi gerðir af örrafrænum tækjum. Þynnri flísar (td 100μm – 300μm) eru oft notaðar til flísaframleiðslu sem krefst strangrar þykktarstýringar, minnkar stærð og þyngd flíssins og auka samþættingarþéttleikann. Þykkari diskar (td 500μm - 1000μm) eru mikið notaðar í tækjum sem krefjast meiri vélrænni styrkleika, svo sem afl hálfleiðara, til að tryggja stöðugleika meðan á notkun stendur.

Yfirborðsgrófleiki: Yfirborðsgrófleiki er ein af lykilstærðunum til að meta gæði skúffunnar, þar sem það hefur bein áhrif á viðloðun milli skífunnar og síðari útsettra þunnfilmuefna, sem og rafmagnsgetu tækisins. Það er venjulega gefið upp sem rótmeðalkvaðrat (RMS) grófleiki (í nm). Minni yfirborðsgrófleiki þýðir að skífuyfirborðið er sléttara, sem hjálpar til við að draga úr fyrirbærum eins og rafeindadreifingu og bætir afköst tækisins og áreiðanleika. Í háþróaðri framleiðsluferli hálfleiðara eru kröfur um yfirborðsgrófleika að verða sífellt strangari, sérstaklega fyrir háþróaða samþætta rafrásaframleiðslu, þar sem ójöfnur yfirborðs verður að vera stjórnaður í nokkra nanómetra eða jafnvel lægri.

Heildarþykktarbreyting (TTV): Heildarþykktarbreyting vísar til mismunsins á milli hámarks- og lágmarksþykktar mæld á mörgum stöðum á yfirborði skífunnar, venjulega gefinn upp í μm. Hátt TTV getur leitt til frávika í ferlum eins og ljósgreiningu og ætingu, sem hefur áhrif á samkvæmni og afköst tækisins. Þess vegna er eftirlit með TTV við oblátaframleiðslu lykilskref til að tryggja gæði vöru. Til framleiðslu á öreindabúnaði með mikilli nákvæmni þarf venjulega að TTV sé innan nokkurra míkrómetra.

Bogi: Bogi vísar til fráviks milli yfirborðs yfirborðsins og hið fullkomna flata plans, venjulega mælt í μm. Flötur með of mikilli hneigð geta brotnað eða orðið fyrir ójafnri streitu við síðari vinnslu, sem hefur áhrif á framleiðslu skilvirkni og gæði vöru. Sérstaklega í ferlum sem krefjast mikillar flatneskju, eins og ljóslitafræði, verður að stjórna beygju innan tiltekins sviðs til að tryggja nákvæmni og samkvæmni ljóssteinamynstrsins.

Undið: Undið gefur til kynna frávik milli yfirborðs yfirborðsins og kjörlaga kúlulaga, einnig mælt í μm. Svipað og boga er undið mikilvæg vísbending um flatneskju. Óhófleg undið hefur ekki aðeins áhrif á staðsetningarnákvæmni skúffunnar í vinnslubúnaði heldur getur það einnig valdið vandamálum meðan á flísumbúðunum stendur, svo sem léleg tenging milli flísarinnar og umbúðaefnisins, sem aftur hefur áhrif á áreiðanleika tækisins. Í hágæða hálfleiðaraframleiðslu eru undiðkröfur að verða strangari til að mæta kröfum háþróaðrar flísaframleiðslu og pökkunarferla.

Kantsnið: Brúnsniðið á oblátu er mikilvægt fyrir síðari vinnslu og meðhöndlun hennar. Það er venjulega tilgreint af Edge Exclusion Zone (EEZ), sem skilgreinir fjarlægðina frá oblátabrúninni þar sem engin vinnsla er leyfð. Rétt hannað kantsnið og nákvæm EEZ-stýring hjálpa til við að forðast kantgalla, álagsstyrk og önnur vandamál meðan á vinnslu stendur, sem bætir heildar gæði og afrakstur obláta. Í sumum háþróaðri framleiðsluferlum þarf nákvæmni brúnprófíla að vera á undir-míkron stigi.

Fjöldi agna: Fjöldi og stærðardreifing agna á yfirborði skífunnar hefur veruleg áhrif á frammistöðu örrafrænna tækja. Of miklar eða stórar agnir geta leitt til bilana í tækinu, svo sem skammhlaups eða leka, sem minnkar afrakstur vörunnar. Þess vegna er agnafjöldi venjulega mældur með því að telja agnirnar á flatarmálseiningu, svo sem fjölda agna sem eru stærri en 0,3μm. Strangt eftirlit með agnafjölda við oblátaframleiðslu er nauðsynleg ráðstöfun til að tryggja gæði vöru. Háþróuð hreinsitækni og hreint framleiðsluumhverfi er notað til að lágmarka mengun agna á yfirborði flötarinnar.

Tengd framleiðsla

Single Crystal Silicon Wafer Si Substrate Type N/P Valfrjálst kísilkarbíð wafer

FZ CZ Si oblátur á lager 12 tommu sílikon oblátur Prime or Test