I den blomstrende utviklingsprosessen av halvlederindustrien, polert enkeltkrystallsilisiumskiverspille en avgjørende rolle. De tjener som det grunnleggende materialet for produksjon av ulike mikroelektroniske enheter. Fra komplekse og presise integrerte kretser til høyhastighets mikroprosessorer og multifunksjonelle sensorer, polert enkeltkrystallsilisiumskiverer essensielle. Forskjellene i ytelse og spesifikasjoner påvirker direkte kvaliteten og ytelsen til sluttproduktene. Nedenfor er de vanlige spesifikasjonene og parametrene for polerte enkrystall silisiumskiver:

Diameter: Størrelsen på halvleder-enkrystall silisiumskiver måles etter deres diameter, og de kommer i en rekke spesifikasjoner. Vanlige diametre inkluderer 2 tommer (50,8 mm), 3 tommer (76,2 mm), 4 tommer (100 mm), 5 tommer (125 mm), 6 tommer (150 mm), 8 tommer (200 mm), 12 tommer (300 mm) og 18 tommer (450 mm). Ulike diametre er egnet for ulike produksjonsbehov og prosesskrav. For eksempel brukes wafere med mindre diameter ofte for spesielle mikroelektroniske enheter med små volum, mens wafere med større diameter viser høyere produksjonseffektivitet og kostnadsfordeler i storskala integrert kretsproduksjon. Overflatekrav er kategorisert som ensidig polert (SSP) og dobbeltsidig polert (DSP). Ensidig polerte wafere brukes for enheter som krever høy flathet på den ene siden, for eksempel visse sensorer. Dobbeltsidig polerte wafere brukes ofte til integrerte kretser og andre produkter som krever høy presisjon på begge overflater. Overflatekrav (finish): Enkelsidig polert SSP / Dobbeltsidig polert DSP.

Type/Dopant: (1) N-type halvleder: Når visse urenhetsatomer introduseres i den iboende halvlederen, endrer de dens ledningsevne. For eksempel, når femverdige elementer som nitrogen (N), fosfor (P), arsen (As) eller antimon (Sb) tilsettes, danner valenselektronene deres kovalente bindinger med valenselektronene til de omkringliggende silisiumatomene, og etterlater et ekstra elektron som ikke er bundet av en kovalent binding. Dette resulterer i en elektronkonsentrasjon som er større enn hullkonsentrasjonen, og danner en N-type halvleder, også kjent som en elektron-type halvleder. N-type halvledere er avgjørende for produksjon av enheter som krever elektroner som hovedladningsbærere, for eksempel visse kraftenheter. (2) P-type halvleder: Når trivalente urenheter som bor (B), gallium (Ga) eller indium (In) introduseres i silisiumhalvlederen, danner valenselektronene til urenhetsatomene kovalente bindinger med de omkringliggende silisiumatomene, men de mangler minst ett valenselektron og kan ikke danne en fullstendig kovalent binding. Dette fører til en hullkonsentrasjon som er større enn elektronkonsentrasjonen, og danner en halvleder av P-type, også kjent som en halvleder av hulltype. P-type halvledere spiller en nøkkelrolle i produksjon av enheter der hull tjener som hovedladningsbærere, for eksempel dioder og visse transistorer.

Resistivitet: Resistivitet er en nøkkelfysisk størrelse som måler den elektriske ledningsevnen til polerte enkeltkrystall silisiumskiver. Verdien gjenspeiler materialets ledende ytelse. Jo lavere resistivitet, jo bedre ledningsevne til silisiumplaten; omvendt, jo høyere resistivitet, jo dårligere ledningsevne. Resistiviteten til silisiumskiver bestemmes av deres iboende materialegenskaper, og temperaturen har også en betydelig innvirkning. Generelt øker resistiviteten til silisiumskiver med temperaturen. I praktiske applikasjoner har forskjellige mikroelektroniske enheter forskjellige resistivitetskrav for silisiumskiver. For eksempel trenger wafere som brukes i produksjon av integrerte kretser presis kontroll av resistiviteten for å sikre stabil og pålitelig enhetsytelse.

Orientering: Krystallorienteringen til waferen representerer den krystallografiske retningen til silisiumgitteret, typisk spesifisert av Miller-indekser som (100), (110), (111), etc. Ulike krystallorienteringer har ulike fysiske egenskaper, som linjetetthet, som varierer basert på orienteringen. Denne forskjellen kan påvirke waferens ytelse i påfølgende prosesseringstrinn og den endelige ytelsen til mikroelektroniske enheter. I produksjonsprosessen kan valg av en silisiumplate med riktig orientering for ulike enhetskrav optimere enhetens ytelse, forbedre produksjonseffektiviteten og forbedre produktkvaliteten.

Flat/Notch: Den flate kanten (Flat) eller V-notch (Notch) på omkretsen av silisiumplaten spiller en kritisk rolle i krystallorienteringsjusteringen og er en viktig identifikator i produksjon og prosessering av waferen. Wafere med forskjellige diametre tilsvarer forskjellige standarder for lengden på Flat eller Notch. Justeringskantene er klassifisert i primær flat og sekundær flat. Den primære flaten brukes hovedsakelig til å bestemme den grunnleggende krystallorienteringen og prosesseringsreferansen til waferen, mens den sekundære flaten videre hjelper til med presis justering og prosessering, og sikrer nøyaktig drift og konsistens av waferen gjennom hele produksjonslinjen.

Tykkelse: Tykkelsen på en wafer er vanligvis spesifisert i mikrometer (μm), med vanlige tykkelser mellom 100μm og 1000μm. Wafere med forskjellige tykkelser er egnet for forskjellige typer mikroelektroniske enheter. Tynnere wafere (f.eks. 100μm – 300μm) brukes ofte til brikkeproduksjon som krever streng tykkelseskontroll, reduserer størrelsen og vekten på brikken og øker integrasjonstettheten. Tykkere wafere (f.eks. 500μm – 1000μm) er mye brukt i enheter som krever høyere mekanisk styrke, for eksempel krafthalvlederenheter, for å sikre stabilitet under drift.

Overflateruhet: Overflateruhet er en av nøkkelparametrene for å evaluere waferkvaliteten, siden den direkte påvirker adhesjonen mellom waferen og påfølgende avsatte tynnfilmmaterialer, samt den elektriske ytelsen til enheten. Det uttrykkes vanligvis som RMS-ruheten (i nm). Lavere overflateruhet betyr at waferoverflaten er jevnere, noe som bidrar til å redusere fenomener som elektronspredning og forbedrer enhetens ytelse og pålitelighet. I avanserte halvlederproduksjonsprosesser blir kravene til overflateruhet stadig strengere, spesielt for avansert integrert kretsproduksjon, der overflateruheten må kontrolleres til noen få nanometer eller enda lavere.

Total tykkelsesvariasjon (TTV): Total tykkelsesvariasjon refererer til forskjellen mellom maksimal og minimum tykkelse målt på flere punkter på waferoverflaten, typisk uttrykt i μm. En høy TTV kan føre til avvik i prosesser som fotolitografi og etsing, og påvirke enhetens ytelseskonsistens og utbytte. Derfor er kontroll av TTV under wafer-produksjon et nøkkeltrinn for å sikre produktkvalitet. For produksjon av mikroelektroniske enheter med høy presisjon, kreves det vanligvis at TTV befinner seg innenfor noen få mikrometer.

Bow: Bow refererer til avviket mellom waferoverflaten og det ideelle flate planet, typisk målt i μm. Wafere med overdreven bøying kan gå i stykker eller oppleve ujevn belastning under påfølgende bearbeiding, noe som påvirker produksjonseffektiviteten og produktkvaliteten. Spesielt i prosesser som krever høy flathet, som fotolitografi, må bøying kontrolleres innenfor et spesifikt område for å sikre nøyaktigheten og konsistensen til det fotolitografiske mønsteret.

Warp: Warp indikerer avviket mellom waferoverflaten og den ideelle sfæriske formen, også målt i μm. I likhet med bue er varp en viktig indikator på flathet av skiver. Overdreven deformering påvirker ikke bare plasseringsnøyaktigheten til waferen i prosessutstyr, men kan også forårsake problemer under chippakkingsprosessen, for eksempel dårlig binding mellom brikken og emballasjematerialet, noe som igjen påvirker påliteligheten til enheten. I high-end halvlederproduksjon blir warp-kravene strengere for å møte kravene til avanserte brikkeproduksjons- og pakkeprosesser.

Kantprofil: Kantprofilen til en wafer er avgjørende for dens påfølgende behandling og håndtering. Det er vanligvis spesifisert av Edge Exclusion Zone (EEZ), som definerer avstanden fra waferkanten der ingen behandling er tillatt. En riktig utformet kantprofil og presis EEZ-kontroll bidrar til å unngå kantdefekter, spenningskonsentrasjoner og andre problemer under behandlingen, og forbedrer den generelle waferkvaliteten og -ytelsen. I noen avanserte produksjonsprosesser kreves kantprofilpresisjon på undermikronnivå.

Partikkelantall: Antall og størrelsesfordeling av partikler på waferoverflaten påvirker ytelsen til mikroelektroniske enheter betydelig. For store eller store partikler kan føre til enhetsfeil, for eksempel kortslutning eller lekkasje, noe som reduserer produktutbyttet. Derfor måles partikkelantall vanligvis ved å telle partikler per arealenhet, for eksempel antall partikler større enn 0,3μm. Streng kontroll av partikkelantall under wafer-produksjon er et viktig tiltak for å sikre produktkvalitet. Avanserte renseteknologier og et rent produksjonsmiljø brukes for å minimere partikkelforurensning på waferoverflaten.

Relatert produksjon

Single Crystal Silisium Wafer Si Substrat Type N/P Valgfri Silisiumkarbid Wafer

FZ CZ Si wafer på lager 12 tommer silisium wafer Prime or Test