Plaukiojančiame puslaidininkių pramonės plėtros procese, poliruotas monokristalassilicio plokštelėsvaidinti lemiamą vaidmenį. Jie naudojami kaip pagrindinė medžiaga gaminant įvairius mikroelektroninius prietaisus. Nuo sudėtingų ir tikslių integrinių grandynų iki didelės spartos mikroprocesorių ir daugiafunkcinių jutiklių, poliruoto vieno kristalosilicio plokštelėsyra būtini. Jų eksploatacinių savybių ir specifikacijų skirtumai tiesiogiai įtakoja galutinių produktų kokybę ir veikimą. Žemiau pateikiamos bendrosios poliruotų monokristalinių silicio plokštelių specifikacijos ir parametrai:

Skersmuo: puslaidininkinių monokristalinių silicio plokštelių dydis matuojamas pagal jų skersmenį ir yra įvairių specifikacijų. Įprasti skersmenys yra 2 coliai (50,8 mm), 3 coliai (76,2 mm), 4 coliai (100 mm), 5 coliai (125 mm), 6 coliai (150 mm), 8 coliai (200 mm), 12 colių (300 mm) ir 18 colių (450 mm). Skirtingi skersmenys tinka įvairiems gamybos poreikiams ir proceso reikalavimams. Pavyzdžiui, mažesnio skersmens plokštelės dažniausiai naudojamos specialiems, mažo tūrio mikroelektroniniams įrenginiams, o didesnio skersmens plokštelės demonstruoja didesnį gamybos efektyvumą ir kaštų pranašumus didelės apimties integrinių grandynų gamyboje. Paviršiaus reikalavimai skirstomi į vienpusį poliruotą (SSP) ir dvipusį poliruotą (DSP). Vienpusės poliruotos plokštelės naudojamos įrenginiams, kurių viena pusė reikalauja didelio plokštumo, pavyzdžiui, tam tikriems jutikliams. Dvipusės poliruotos plokštelės dažniausiai naudojamos integriniams grandynams ir kitiems gaminiams, kuriems reikalingas didelis abiejų paviršių tikslumas. Paviršiaus reikalavimas (apdaila): Vienpusis poliruotas SSP / Dvipusis poliruotas DSP.

Tipas / priedas: (1) N tipo puslaidininkis: kai tam tikri priemaišų atomai patenka į vidinį puslaidininkį, jie keičia jo laidumą. Pavyzdžiui, kai pridedami penkiavalentys elementai, tokie kaip azotas (N), fosforas (P), arsenas (As) arba stibis (Sb), jų valentiniai elektronai sudaro kovalentinius ryšius su aplinkinių silicio atomų valentiniais elektronais, palikdami papildomą elektroną, nesusietą kovalentine jungtimi. Dėl to elektronų koncentracija yra didesnė už skylės koncentraciją ir susidaro N tipo puslaidininkis, dar žinomas kaip elektrono tipo puslaidininkis. N tipo puslaidininkiai yra labai svarbūs gaminant prietaisus, kuriems reikalingi elektronai kaip pagrindiniai krūvininkai, pavyzdžiui, tam tikri galios įrenginiai. (2) P tipo puslaidininkis: kai į silicio puslaidininkį įvedami trivalenčių priemaišų elementų, tokių kaip boras (B), galis (Ga) arba indis (In), priemaišos atomų valentiniai elektronai sudaro kovalentinius ryšius su aplinkiniais silicio atomais, tačiau jiems trūksta bent vieno valentinio elektrono ir jie negali sudaryti pilnos kovalentinės jungties. Dėl to skylės koncentracija yra didesnė už elektronų koncentraciją ir sudaro P tipo puslaidininkį, taip pat žinomą kaip skylės tipo puslaidininkis. P tipo puslaidininkiai atlieka pagrindinį vaidmenį gaminant įrenginius, kuriuose skylės yra pagrindiniai krūvininkai, pavyzdžiui, diodai ir tam tikri tranzistoriai.

Atsparumas: Atsparumas yra pagrindinis fizinis dydis, matuojantis poliruotų monokristalinių silicio plokštelių elektrinį laidumą. Jo vertė atspindi medžiagos laidumą. Kuo mažesnė varža, tuo geresnis silicio plokštelės laidumas; ir atvirkščiai, kuo didesnė savitoji varža, tuo prastesnis laidumas. Silicio plokštelių savitumą lemia joms būdingos medžiagos savybės, taip pat didelę įtaką turi temperatūra. Paprastai silicio plokštelių varža didėja didėjant temperatūrai. Praktikoje skirtingi mikroelektroniniai prietaisai turi skirtingus atsparumo reikalavimus silicio plokštelėms. Pavyzdžiui, integrinių grandynų gamyboje naudojamoms plokštelėms reikia tiksliai kontroliuoti varžą, kad būtų užtikrintas stabilus ir patikimas įrenginio veikimas.

Orientacija: plokštelės kristalinė orientacija parodo silicio gardelės kristalografinę kryptį, paprastai nurodytą Millerio indeksais, tokiais kaip (100), (110), (111) ir tt Skirtingos kristalų orientacijos turi skirtingas fizines savybes, pvz., linijos tankį, kuris skiriasi priklausomai nuo orientacijos. Šis skirtumas gali turėti įtakos plokštelės veikimui vėlesniuose apdorojimo etapuose ir galutiniam mikroelektroninių prietaisų veikimui. Gamybos procese pasirinkus silicio plokštelę su atitinkama orientacija, atitinkančia skirtingus įrenginio reikalavimus, galima optimizuoti įrenginio veikimą, pagerinti gamybos efektyvumą ir pagerinti gaminio kokybę.

Plokščias / įpjova: plokščias kraštas (plokščias) arba V formos įpjova (įpjova) ant silicio plokštelės perimetro vaidina lemiamą vaidmenį nustatant kristalų orientaciją ir yra svarbus identifikatorius gaminant ir apdorojant plokštelę. Skirtingo skersmens plokštelės atitinka skirtingus Flat arba Notch ilgio standartus. Išlygiavimo kraštai skirstomi į pirminius plokščius ir antrinius plokščius. Pirminis plokščias daugiausia naudojamas pagrindinei plokštelės kristalų orientacijai ir apdorojimo atskaitai nustatyti, o antrinis plokščias padeda tiksliai suderinti ir apdoroti, užtikrinant tikslų plokštelės veikimą ir nuoseklumą visoje gamybos linijoje.

Storis: plokštelės storis paprastai nurodomas mikrometrais (μm), o įprastas storis svyruoja nuo 100 μm iki 1000 μm. Skirtingo storio plokštelės tinka įvairių tipų mikroelektronikos prietaisams. Plonesnės plokštelės (pvz., 100 μm – 300 μm) dažnai naudojamos drožlių gamybai, kuriai reikalinga griežta storio kontrolė, sumažinant lusto dydį ir svorį bei padidinant integravimo tankį. Storesnės plokštelės (pvz., 500 μm – 1000 μm) plačiai naudojamos įrenginiuose, kuriems reikalingas didesnis mechaninis stiprumas, pavyzdžiui, galios puslaidininkiniuose įrenginiuose, siekiant užtikrinti stabilumą eksploatacijos metu.

Paviršiaus šiurkštumas: Paviršiaus šiurkštumas yra vienas iš pagrindinių parametrų vertinant plokštelių kokybę, nes jis tiesiogiai veikia plokštelės ir vėliau nusodintų plonasluoksnių medžiagų sukibimą, taip pat prietaiso elektrines charakteristikas. Paprastai jis išreiškiamas kaip vidutinis kvadratinis (RMS) šiurkštumas (nm). Mažesnis paviršiaus šiurkštumas reiškia, kad plokštelės paviršius yra lygesnis, o tai padeda sumažinti tokius reiškinius kaip elektronų sklaida ir pagerina įrenginio veikimą bei patikimumą. Pažangiuose puslaidininkių gamybos procesuose paviršiaus šiurkštumo reikalavimai tampa vis griežtesni, ypač aukščiausios klasės integrinių grandynų gamyboje, kur paviršiaus šiurkštumas turi būti kontroliuojamas iki kelių nanometrų ar net mažesnio.

Bendras storio pokytis (TTV): bendras storio pokytis reiškia skirtumą tarp didžiausio ir mažiausio storio, išmatuoto keliuose plokštelės paviršiaus taškuose, paprastai išreiškiant μm. Aukštas TTV gali sukelti nukrypimų nuo tokių procesų kaip fotolitografija ir ėsdinimas, o tai gali turėti įtakos įrenginio veikimo nuoseklumui ir našumui. Todėl TTV valdymas plokštelių gamybos metu yra pagrindinis žingsnis siekiant užtikrinti produkto kokybę. Norint gaminti didelio tikslumo mikroelektroninius įrenginius, TTV paprastai turi būti kelių mikrometrų atstumu.

Lankas: lankas reiškia nuokrypį tarp plokštelės paviršiaus ir idealios plokščios plokštumos, paprastai matuojamas μm. Per daug išlinkusios plokštelės vėlesnio apdorojimo metu gali sulūžti arba patirti netolygų įtempimą, o tai turi įtakos gamybos efektyvumui ir produkto kokybei. Ypač atliekant procesus, kuriems reikalingas didelis plokštumas, pavyzdžiui, fotolitografija, nusilenkimas turi būti kontroliuojamas tam tikru diapazonu, kad būtų užtikrintas fotolitografinio modelio tikslumas ir nuoseklumas.

Metmenys: Metmenys rodo nuokrypį tarp plokštelės paviršiaus ir idealios sferinės formos, taip pat matuojant μm. Panašiai kaip lankas, metmenys yra svarbus plokštelės plokštumo rodiklis. Per didelis deformavimas ne tik paveikia plokštelės įdėjimo į apdorojimo įrangą tikslumą, bet ir gali sukelti problemų drožlių pakavimo procese, pvz., prastą sukibimą tarp lusto ir pakavimo medžiagos, o tai savo ruožtu turi įtakos įrenginio patikimumui. Aukštos klasės puslaidininkių gamyboje metmenų reikalavimai tampa vis griežtesni, kad atitiktų pažangių lustų gamybos ir pakavimo procesų reikalavimus.

Krašto profilis: plokštelės krašto profilis yra labai svarbus tolesniam apdorojimui ir tvarkymui. Paprastai jį nurodo kraštų išskyrimo zona (EEZ), kuri apibrėžia atstumą nuo plokštelės krašto, kuriame apdorojimas neleidžiamas. Tinkamai suprojektuotas krašto profilis ir tikslus IEZ valdymas padeda išvengti briaunų defektų, įtempių koncentracijos ir kitų problemų apdorojimo metu, pagerina bendrą plokštelių kokybę ir išeigą. Kai kuriuose pažangiuose gamybos procesuose reikalaujama, kad krašto profilio tikslumas būtų mažesnis nei mikronų.

Dalelių skaičius: dalelių skaičius ir dydžio pasiskirstymas plokštelės paviršiuje daro didelę įtaką mikroelektroninių prietaisų veikimui. Dėl per didelio arba didelių dalelių gali sugesti prietaisas, pvz., trumpasis jungimas arba nuotėkis, todėl gali sumažėti produkto išeiga. Todėl dalelių skaičius paprastai matuojamas skaičiuojant daleles ploto vienetui, pavyzdžiui, dalelių, didesnių nei 0,3 μm, skaičių. Griežta dalelių skaičiaus kontrolė plokštelių gamybos metu yra esminė produkto kokybės užtikrinimo priemonė. Siekiant sumažinti plokštelės paviršiaus užterštumą dalelėmis, naudojamos pažangios valymo technologijos ir švari gamybos aplinka.

Susijusi gamyba

Vieno kristalo silicio plokštelė Si substrato tipas N/P Neprivaloma silicio karbido plokštelė

FZ CZ Si plokštelė sandėlyje 12 colių silicio plokštelė Prime arba Test