Výroba oplatek

Jak technologie postupuje, poptávka pooplatkystále stoupá. V současné době jsou běžné velikosti křemíkových plátků na domácím trhu 100 mm, 150 mm a 200 mm. Zvětšení průměru křemíkuoplatkymůže snížit výrobní náklady každého čipu, což vede k rostoucí poptávce po 300mm křemíkových waferech. Větší průměry však také kladou přísnější požadavky na klíčové parametry, jako je rovinnost povrchu plátku, kontrola stopových nečistot, vnitřní defekty a obsah kyslíku. V důsledku toho se výroba waferů stala primárním cílem výzkumu v oblasti výroby čipů.

Než se ponoříme do výroby destiček, je nezbytné porozumět základní krystalové struktuře.

Rozdíl ve vnitřní atomové organizaci materiálů je zásadním faktorem při rozlišování mezi nimi. Krystalické materiály, jako je křemík a germanium, mají atomy uspořádané v pevné periodické struktuře, zatímco nekrystalické materiály, jako jsou plasty, toto uspořádané uspořádání postrádají. Křemík se objevil jako primární materiál pro wafery díky své jedinečné struktuře, příznivým chemickým vlastnostem, přirozenému množství a dalším výhodám.

Krystalické materiály mají dvě úrovně atomové organizace. První úrovní je struktura jednotlivých atomů, tvořících jednotkovou buňku, která se periodicky opakuje v celém krystalu. Druhá úroveň se týká celkového uspořádání těchto základních buněk, známého jako mřížková struktura, kde atomy zaujímají specifické pozice v mřížce. Počet atomů v základní buňce, jejich vzájemné polohy a vazebná energie mezi nimi určují různé vlastnosti materiálu. Struktura křemíkového krystalu je kategorizována jako diamantová struktura, složená ze dvou sad plošně centrovaných kubických mřížek přesazených podél úhlopříčky o jednu čtvrtinu délky úhlopříčky.

Charakteristiky periodicity a symetrie v krystalech vyžadují jednodušší metodu pro popis poloh atomů spíše než použití univerzálního trojrozměrného pravoúhlého systému souřadnic. Abychom lépe popsali rozložení atomů v krystalu na základě jeho periodicity mřížky, vybereme základní buňku podle tří hlavních principů. Tato základní buňka účinně odráží periodicitu a symetrii krystalu a slouží jako nejmenší opakující se jednotka. Jakmile jsou určeny atomové souřadnice v základní buňce, můžeme snadno odvodit relativní polohy částic v celém krystalu. Vytvořením souřadnicového systému založeného na třech hranových vektorech základní buňky můžeme výrazně zjednodušit proces popisu krystalové struktury.

Krystalová rovina je definována jako plochý povrch vytvořený uspořádáním atomů, iontů nebo molekul uvnitř krystalu. Naopak, směr krystalu odkazuje na specifickou orientaci těchto atomových uspořádání.

Krystalové roviny jsou reprezentovány pomocí Millerových indexů. Závorky () obvykle označují krystalové roviny, hranaté závorky [] označují krystalové směry, lomené závorky <> označují rodiny krystalových směrů a složené závorky {} představují rodiny krystalových rovin. Při výrobě polovodičů jsou nejběžněji používané krystalové roviny pro křemíkové destičky (100), (110) a (111). Každá krystalová rovina má jedinečné vlastnosti, díky čemuž je vhodná pro různé výrobní procesy.

Například (100) krystalové roviny se převážně používají při výrobě MOS zařízení kvůli jejich příznivým povrchovým vlastnostem, které usnadňují kontrolu nad prahovým napětím. Navíc se s wafery s (100) krystalovými plochami snadněji manipuluje během zpracování a mají relativně ploché povrchy, takže jsou ideální pro výrobu rozsáhlých integrovaných obvodů. Naproti tomu (111) krystalové roviny, které mají vyšší atomovou hustotu a nižší náklady na růst, jsou často využívány v bipolárních zařízeních. Těchto rovin lze dosáhnout pečlivým řízením směru krystalu během procesu růstu výběrem vhodného směru očkovacího krystalu.

Krystalová rovina (100) je rovnoběžná s osou Y-Z a protíná osu X v bodě, kde je jednotková hodnota 1. Krystalová rovina (110) protíná obě osy X a Y, zatímco krystalová rovina (111) protíná všechny tři osy: X, Y a Z.

Ve strukturální perspektivě tvoří krystalová rovina (100) čtvercový tvar, zatímco krystalová rovina (111) má trojúhelníkový tvar. Kvůli odchylkám ve struktuře mezi různými krystalovými rovinami se také liší způsob, jakým se plátek láme. Plátky orientované podél <100> mají tendenci se lámat do čtvercových tvarů nebo vytvářet zlomy v pravém úhlu (90°), zatímco ty orientované podél <111> se lámou na trojúhelníkové fragmenty.

Vzhledem k jedinečným chemickým, elektrickým a fyzikálním vlastnostem spojeným s vnitřními strukturami krystalů specifická krystalová orientace plátku významně ovlivňuje jeho celkový výkon. V důsledku toho je důležité udržovat přísnou kontrolu nad orientací krystalů během procesu přípravy.

Semicorex nabízí vysokou kvalitupolovodičové destičky. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete další podrobnosti, neváhejte nás kontaktovat.

Kontaktní telefon +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com