Pusvadītāju rūpniecības straujajā attīstības procesā pulēts monokristālssilīcija vafelesspēlē izšķirošu lomu. Tie kalpo kā pamatmateriāls dažādu mikroelektronisko ierīču ražošanai. Sākot ar sarežģītām un precīzām integrētām shēmām un beidzot ar ātrdarbīgiem mikroprocesoriem un daudzfunkcionāliem sensoriem, pulētiem monokristāliemsilīcija vafelesir būtiski. To veiktspējas un specifikāciju atšķirības tieši ietekmē galaproduktu kvalitāti un veiktspēju. Tālāk ir norādītas pulētu monokristāla silīcija plākšņu vispārīgās specifikācijas un parametri:

Diametrs: Pusvadītāju monokristāla silīcija plākšņu izmēru mēra pēc to diametra, un tās ir pieejamas dažādās specifikācijās. Biežāk sastopamie diametri ir 2 collas (50,8 mm), 3 collas (76,2 mm), 4 collas (100 mm), 5 collas (125 mm), 6 collas (150 mm), 8 collas (200 mm), 12 collas (300 mm) un 18 collas (450 mm). Dažādi diametri ir piemēroti dažādām ražošanas vajadzībām un procesa prasībām. Piemēram, mazāka diametra plāksnītes parasti tiek izmantotas īpašām, maza apjoma mikroelektroniskām ierīcēm, savukārt lielāka diametra plāksnītes demonstrē augstāku ražošanas efektivitāti un izmaksu priekšrocības liela mēroga integrēto shēmu ražošanā. Virsmas prasības tiek klasificētas kā vienpusēji pulētas (SSP) un abpusēji pulētas (DSP). Vienpusēji pulētas plāksnītes tiek izmantotas ierīcēm, kurām nepieciešama augsta līdzenuma pakāpe vienā pusē, piemēram, noteiktiem sensoriem. Divpusēji pulētas plāksnītes parasti izmanto integrētajām shēmām un citiem produktiem, kuriem nepieciešama augsta precizitāte abās virsmās. Virsmas prasības (apdare): Vienpusēji pulēts SSP / Divpusēji pulēts DSP.

Tips/piemaisījums: (1) N tipa pusvadītājs: Kad iekšējajā pusvadītājā tiek ievadīti noteikti piemaisījumu atomi, tie maina tā vadītspēju. Piemēram, pievienojot piecvērtīgus elementus, piemēram, slāpekli (N), fosforu (P), arsēnu (As) vai antimonu (Sb), to valences elektroni veido kovalentās saites ar apkārtējo silīcija atomu valences elektroniem, atstājot papildu elektronu, kas nav saistīts ar kovalento saiti. Tā rezultātā elektronu koncentrācija ir lielāka par caurumu koncentrāciju, veidojot N tipa pusvadītāju, kas pazīstams arī kā elektronu tipa pusvadītājs. N tipa pusvadītāji ir ļoti svarīgi tādu ierīču ražošanā, kurām kā galvenie lādiņnesēji nepieciešami elektroni, piemēram, noteiktās barošanas ierīcēs. (2) P tipa pusvadītājs: Kad silīcija pusvadītājā tiek ievadīti trīsvērtīgi piemaisījumu elementi, piemēram, bors (B), gallijs (Ga) vai indijs (In), piemaisījumu atomu valences elektroni veido kovalentās saites ar apkārtējiem silīcija atomiem, bet tiem trūkst vismaz viena valences elektrona un tie nevar veidot pilnīgu kovalento saiti. Tas noved pie caurumu koncentrācijas, kas ir lielāka par elektronu koncentrāciju, veidojot P tipa pusvadītāju, kas pazīstams arī kā cauruma tipa pusvadītājs. P tipa pusvadītājiem ir galvenā loma tādu ierīču ražošanā, kurās caurumi kalpo kā galvenie lādiņnesēji, piemēram, diodēs un noteiktos tranzistoros.

Pretestība: Pretestība ir galvenais fizikālais lielums, kas mēra pulētu monokristāla silīcija plākšņu elektrovadītspēju. Tās vērtība atspoguļo materiāla vadītspējas rādītājus. Jo zemāka pretestība, jo labāka ir silīcija plāksnītes vadītspēja; un otrādi, jo augstāka pretestība, jo sliktāka vadītspēja. Silīcija plākšņu pretestību nosaka to raksturīgās materiāla īpašības, un temperatūrai ir arī būtiska ietekme. Parasti silīcija plākšņu pretestība palielinās līdz ar temperatūru. Praktiskos pielietojumos dažādām mikroelektroniskām ierīcēm ir atšķirīgas silīcija plākšņu pretestības prasības. Piemēram, integrēto shēmu ražošanā izmantotajām plāksnītēm ir nepieciešama precīza pretestības kontrole, lai nodrošinātu stabilu un uzticamu ierīces darbību.

Orientācija: Plāksnes kristāla orientācija atspoguļo silīcija režģa kristalogrāfisko virzienu, ko parasti nosaka Millera indeksi, piemēram, (100), (110), (111) utt. Dažādām kristāla orientācijām ir atšķirīgas fizikālās īpašības, piemēram, līniju blīvums, kas mainās atkarībā no orientācijas. Šī atšķirība var ietekmēt plāksnītes veiktspēju turpmākajos apstrādes posmos un mikroelektronisko ierīču galīgo veiktspēju. Ražošanas procesā, izvēloties silīcija plāksni ar atbilstošu orientāciju dažādām ierīces prasībām, var optimizēt ierīces veiktspēju, uzlabot ražošanas efektivitāti un uzlabot produkta kvalitāti.

Plakanā mala/iecirtums: Plakanajai malai (Flat) jeb V veida iecirtumam (Notch) uz silīcija plāksnes apkārtmēra ir izšķiroša nozīme kristāla orientācijas izlīdzināšanā un tā ir svarīgs identifikators plāksnes ražošanā un apstrādē. Dažāda diametra plāksnes atbilst dažādiem plakanās malas vai iecirtuma garuma standartiem. Izlīdzināšanas malas tiek klasificētas primārajā plakanajā malā un sekundārajā plakanajā malā. Primāro plakni galvenokārt izmanto, lai noteiktu plāksnes pamata kristāla orientāciju un apstrādes atskaites punktu, savukārt sekundārā plakne papildus palīdz precīzā izlīdzināšanā un apstrādē, nodrošinot precīzu darbību un plāksnes konsekvenci visā ražošanas līnijā.

Biezums: Plāksnes biezums parasti tiek norādīts mikrometros (μm), un parasti tas svārstās no 100 μm līdz 1000 μm. Dažāda biezuma plāksnes ir piemērotas dažādu veidu mikroelektroniskām ierīcēm. Plānākas plāksnes (piemēram, 100 μm–300 μm) bieži tiek izmantotas mikroshēmu ražošanā, kam nepieciešama stingra biezuma kontrole, samazinot mikroshēmas izmēru un svaru un palielinot integrācijas blīvumu. Biezākas plāksnes (piemēram, 500 μm–1000 μm) tiek plaši izmantotas ierīcēs, kurām nepieciešama lielāka mehāniskā izturība, piemēram, jaudas pusvadītāju ierīcēs, lai nodrošinātu stabilitāti darbības laikā.

Virsmas raupjums: Virsmas raupjums ir viens no galvenajiem parametriem plāksnītes kvalitātes novērtēšanai, jo tas tieši ietekmē saķeri starp plāksnīti un pēc tam uzklātajiem plāno kārtiņu materiāliem, kā arī ierīces elektrisko veiktspēju. To parasti izsaka kā vidējo kvadrātisko (RMS) raupjumu (nm). Zemāks virsmas raupjums nozīmē, ka plāksnītes virsma ir gludāka, kas palīdz samazināt tādas parādības kā elektronu izkliede un uzlabo ierīces veiktspēju un uzticamību. Progresīvos pusvadītāju ražošanas procesos virsmas raupjuma prasības kļūst arvien stingrākas, īpaši augstas klases integrēto shēmu ražošanā, kur virsmas raupjums ir jākontrolē līdz dažiem nanometriem vai pat zemāk.

Kopējā biezuma variācija (TTV): Kopējā biezuma variācija attiecas uz atšķirību starp maksimālo un minimālo biezumu, kas izmērīts vairākos punktos uz plāksnītes virsmas, parasti izteiktu μm. Augsta TTV vērtība var izraisīt novirzes tādos procesos kā fotolitogrāfija un kodināšana, ietekmējot ierīces veiktspējas konsekvenci un ražu. Tāpēc TTV kontrole plāksnītes ražošanas laikā ir galvenais solis produkta kvalitātes nodrošināšanā. Augstas precizitātes mikroelektronisko ierīču ražošanā TTV vērtībai parasti jābūt dažu mikrometru robežās.

Izliekums: Izliekums attiecas uz novirzi starp plāksnītes virsmu un ideālo plakni, ko parasti mēra μm. Plāksnītes ar pārmērīgu izliekumu turpmākās apstrādes laikā var salūzt vai piedzīvot nevienmērīgu spriegumu, ietekmējot ražošanas efektivitāti un produkta kvalitāti. Īpaši procesos, kuros nepieciešams augsts līdzenums, piemēram, fotolitogrāfijā, izliekums ir jākontrolē noteiktā diapazonā, lai nodrošinātu fotolitogrāfiskā raksta precizitāti un konsekvenci.

Deformācija: Deformācija norāda novirzi starp plāksnes virsmu un ideālo sfērisko formu, ko arī mēra μm. Līdzīgi kā izliekums, deformācija ir svarīgs plāksnes plakanuma rādītājs. Pārmērīga deformācija ne tikai ietekmē plāksnes novietojuma precizitāti apstrādes iekārtās, bet arī var radīt problēmas mikroshēmas iepakošanas procesā, piemēram, sliktu saikni starp mikroshēmu un iepakošanas materiālu, kas savukārt ietekmē ierīces uzticamību. Augstas klases pusvadītāju ražošanā deformācijas prasības kļūst arvien stingrākas, lai apmierinātu progresīvu mikroshēmu ražošanas un iepakošanas procesu prasības.

Malu profils: Plāksnes malu profils ir kritiski svarīgs tās turpmākajai apstrādei un apstrādei. To parasti nosaka malu izslēgšanas zona (EEZ), kas nosaka attālumu no plāksnes malas, kur apstrāde nav atļauta. Pareizi izstrādāts malu profils un precīza EEZ kontrole palīdz izvairīties no malu defektiem, sprieguma koncentrācijas un citām problēmām apstrādes laikā, uzlabojot kopējo plāksnītes kvalitāti un ražu. Dažos progresīvos ražošanas procesos malu profila precizitātei jābūt submikrona līmenī.

Daļiņu skaits: Daļiņu skaits un izmēru sadalījums uz plāksnītes virsmas būtiski ietekmē mikroelektronisko ierīču veiktspēju. Pārmērīgs vai liels daļiņu daudzums var izraisīt ierīču bojājumus, piemēram, īsslēgumus vai noplūdes, samazinot produkta ražu. Tāpēc daļiņu skaitu parasti mēra, saskaitot daļiņas laukuma vienībā, piemēram, daļiņu skaitu, kas ir lielākas par 0,3 μm. Stingra daļiņu skaita kontrole plāksnītes ražošanas laikā ir būtisks produkta kvalitātes nodrošināšanas pasākums. Lai samazinātu daļiņu piesārņojumu uz plāksnītes virsmas, tiek izmantotas uzlabotas tīrīšanas tehnoloģijas un tīra ražošanas vide.

Saistītā ražošana

Monokristāla silīcija vafele Si substrāta tips N/P (pēc izvēles) silīcija karbīda vafele

FZ CZ Si vafele noliktavā 12 collu silīcija vafele Prime vai Test