Wafer produksjon

Ettersom teknologien utvikler seg, etterspørselen etteroblaterfortsetter å stige. For tiden er de vanlige størrelsene på silisiumskiver på hjemmemarkedet 100 mm, 150 mm og 200 mm. Øke diameteren på silisiumoblaterkan redusere produksjonskostnadene for hver brikke, noe som fører til en økende etterspørsel etter 300 mm silisiumskiver. Større diametre stiller imidlertid også strengere krav til nøkkelparametere, slik som flathet på skiven, sporforurensningskontroll, interne defekter og oksygeninnhold. Følgelig har waferproduksjon blitt et hovedfokus for forskning innen chipproduksjon.

Før du fordyper deg i wafer-produksjon, er det viktig å forstå den underliggende krystallstrukturen.

Forskjellen i den interne atomorganiseringen av materialer er en avgjørende faktor for å skille mellom dem. Krystallinske materialer, som silisium og germanium, har atomer arrangert i en fast periodisk struktur, mens ikke-krystallinske materialer, som plast, mangler dette ordnede arrangementet. Silisium har dukket opp som det primære materialet for wafere på grunn av sin unike struktur, gunstige kjemiske egenskaper, naturlige overflod og andre fordeler.

Krystallinske materialer har to nivåer av atomorganisering. Det første nivået er strukturen til individuelle atomer, og danner en enhetscelle som periodisk gjentas gjennom hele krystallen. Det andre nivået refererer til det overordnede arrangementet av disse enhetscellene, kjent som gitterstrukturen, der atomer inntar spesifikke posisjoner i gitteret. Antall atomer i enhetscellen, deres relative posisjoner og bindingsenergien mellom dem bestemmer de ulike egenskapene til materialet. Silisiumkrystallstruktur er kategorisert som en diamantstruktur, sammensatt av to sett med ansiktssentrerte kubiske gitter forskjøvet langs diagonalen med en fjerdedel av diagonallengden.

Egenskapene til periodisitet og symmetri i krystaller nødvendiggjør en enklere metode for å beskrive posisjonene til atomer i stedet for å bruke et universelt tredimensjonalt rektangulært koordinatsystem. For bedre å beskrive atomfordelingen i en krystall basert på gitterperiodisiteten, velger vi en enhetscelle i henhold til tre veiledende prinsipper. Denne enhetscellen reflekterer effektivt periodisiteten og symmetrien til krystallen og fungerer som den minste repeterende enheten. Når atomkoordinatene i enhetscellen er bestemt, kan vi enkelt utlede de relative posisjonene til partiklene gjennom hele krystallen. Ved å etablere et koordinatsystem basert på de tre kantvektorene til enhetscellen, kan vi forenkle prosessen med å beskrive krystallstrukturen betydelig.

Et krystallplan er definert som en flat overflate dannet av arrangementet av atomer, ioner eller molekyler i en krystall. Omvendt refererer en krystallretning til en spesifikk orientering av disse atomarrangementene.

Krystallplan er representert ved hjelp av Miller-indekser. Typisk angir parenteser () krystallplan, firkantede parenteser [] indikerer krystallretninger, vinkelparenteser <> angir familier av krystallretninger, og krøllete parenteser {} representerer familier av krystallplan. I halvlederproduksjon er de mest brukte krystallplanene for silisiumskiver (100), (110) og (111). Hvert krystallplan har unike egenskaper, noe som gjør dem egnet for ulike produksjonsprosesser.

For eksempel brukes (100) krystallplan hovedsakelig i produksjonen av MOS-enheter på grunn av deres gunstige overflateegenskaper, som letter kontroll over terskelspenningen. I tillegg er wafere med (100) krystallplan lettere å håndtere under prosessering og har relativt flate overflater, noe som gjør dem ideelle for å produsere integrerte kretser i stor skala. Derimot blir (111) krystallplan, som har en høyere atomtetthet og lavere vekstkostnader, ofte brukt i bipolare enheter. Disse planene kan oppnås ved å nøye styre krystallretningen under vekstprosessen ved å velge riktig retning for frøkrystallen.

(100) krystallplanet er parallelt med Y-Z-aksen og skjærer X-aksen i punktet der enhetsverdien er 1. (110) krystallplanet skjærer både X- og Y-aksen, mens (111) krystallplanet skjærer alle tre aksene: X, Y og Z.

I et strukturelt perspektiv danner (100) krystallplanet en kvadratisk form, mens (111) krystallplanet antar en trekantet form. På grunn av variasjonene i strukturen mellom forskjellige krystallplan, varierer også måten en wafer bryter på. Wafere orientert langs <100> har en tendens til å bryte i firkantede former eller lage brudd i rette vinkler (90°), mens de som er orientert langs <111> brytes i trekantede fragmenter.

Gitt de unike kjemiske, elektriske og fysiske egenskapene knyttet til de indre strukturene til krystaller, påvirker den spesifikke krystallorienteringen til en wafer betydelig dens generelle ytelse. Følgelig er det avgjørende å opprettholde streng kontroll over krystallorienteringen under forberedelsesprosessen.

Semicorex tilbyr høy kvalitethalvlederskiver. Hvis du har spørsmål eller trenger ytterligere detaljer, ikke nøl med å ta kontakt med oss.

Kontakt telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com