Կիսահաղորդչային արդյունաբերության արագ զարգացման գործընթացում, հղկված միաբյուրեղյասիլիկոնային վաֆլիներխաղում են կարևոր դեր։ Դրանք ծառայում են որպես տարբեր միկրոէլեկտրոնային սարքերի արտադրության հիմնարար նյութ։ Բարդ և ճշգրիտ ինտեգրալ սխեմաներից մինչև բարձր արագության միկրոպրոցեսորներ և բազմաֆունկցիոնալ սենսորներ, հղկված միաբյուրեղյասիլիկոնային վաֆլիներէական են։ Դրանց կատարողականի և տեխնիկական բնութագրերի տարբերությունները անմիջականորեն ազդում են վերջնական արտադրանքի որակի և կատարողականի վրա։ Ստորև ներկայացված են հղկված միաբյուրեղային սիլիցիումային վաֆլիների ընդհանուր տեխնիկական բնութագրերը և պարամետրերը.

Տրամագիծ. Կիսահաղորդչային միաբյուրեղային սիլիցիումային թիթեղների չափը չափվում է դրանց տրամագծով, և դրանք լինում են տարբեր բնութագրերի: Ընդհանուր տրամագծերն են՝ 2 դյույմ (50.8 մմ), 3 դյույմ (76.2 մմ), 4 դյույմ (100 մմ), 5 դյույմ (125 մմ), 6 դյույմ (150 մմ), 8 դյույմ (200 մմ), 12 դյույմ (300 մմ) և 18 դյույմ (450 մմ): Տարբեր տրամագծերը հարմար են տարբեր արտադրական կարիքների և գործընթացային պահանջների համար: Օրինակ, փոքր տրամագծով թիթեղները սովորաբար օգտագործվում են հատուկ, փոքր ծավալի միկրոէլեկտրոնային սարքերի համար, մինչդեռ ավելի մեծ տրամագծով թիթեղները ցուցաբերում են ավելի բարձր արտադրական արդյունավետություն և գնային առավելություններ մեծածավալ ինտեգրալ սխեմաների արտադրության մեջ: Մակերեսային պահանջները դասակարգվում են որպես միակողմանի հղկված (SSP) և երկկողմանի հղկված (DSP): Միակողմանի հղկված թիթեղները օգտագործվում են մի կողմի բարձր հարթություն պահանջող սարքերի համար, ինչպիսիք են որոշակի սենսորներ: Երկկողմանի հղկված թիթեղները սովորաբար օգտագործվում են ինտեգրալ սխեմաների և այլ արտադրանքների համար, որոնք պահանջում են բարձր ճշգրտություն երկու մակերեսների վրա: Մակերեսի պահանջ (ավարտ): Միակողմանի հղկված SSP / Երկկողմանի հղկված DSP:

Տեսակ/Դոպանտ. (1) N-տիպի կիսահաղորդիչ. Երբ որոշակի խառնուրդների ատոմներ են ներմուծվում ներքին կիսահաղորդչի մեջ, դրանք փոխում են դրա հաղորդականությունը: Օրինակ, երբ ավելացվում են հնգարժեք տարրեր, ինչպիսիք են ազոտը (N), ֆոսֆորը (P), մկնդեղը (As) կամ անտիմոնը (Sb), դրանց վալենտային էլեկտրոնները կովալենտային կապեր են առաջացնում շրջակա սիլիցիումի ատոմների վալենտային էլեկտրոնների հետ, թողնելով լրացուցիչ էլեկտրոն, որը կապված չէ կովալենտային կապով: Սա հանգեցնում է էլեկտրոնների կոնցենտրացիայի, որը մեծ է անցքերի կոնցենտրացիայից, ձևավորելով N-տիպի կիսահաղորդիչ, որը հայտնի է նաև որպես էլեկտրոնային տիպի կիսահաղորդիչ: N-տիպի կիսահաղորդիչները կարևոր դեր են խաղում այն ​​սարքերի արտադրության մեջ, որոնք էլեկտրոններ են պահանջում որպես հիմնական լիցքի կրիչներ, ինչպիսիք են որոշակի էլեկտրական սարքերը: (2) P-տիպի կիսահաղորդիչ. Երբ եռարժեք խառնուրդների տարրեր, ինչպիսիք են բորը (B), գալիումը (Ga) կամ ինդիումը (In), ներմուծվում են սիլիցիումի կիսահաղորդչի մեջ, խառնուրդների ատոմների վալենտային էլեկտրոնները կովալենտային կապեր են առաջացնում շրջակա սիլիցիումի ատոմների հետ, բայց դրանք չունեն առնվազն մեկ վալենտային էլեկտրոն և չեն կարող ձևավորել ամբողջական կովալենտային կապ: Սա հանգեցնում է անցքերի կոնցենտրացիայի, որը մեծ է էլեկտրոնների կոնցենտրացիայից, ձևավորելով P-տիպի կիսահաղորդիչ, որը հայտնի է նաև որպես անցքերի տիպի կիսահաղորդիչ: P-տիպի կիսահաղորդիչները կարևոր դեր են խաղում այնպիսի սարքերի արտադրության մեջ, որտեղ անցքերը ծառայում են որպես հիմնական լիցքի կրիչներ, ինչպիսիք են դիոդները և որոշակի տրանզիստորները:

Դիմադրություն. Դիմադրությունը հիմնական ֆիզիկական մեծություն է, որը չափում է հղկված միաբյուրեղային սիլիցիումային թիթեղների էլեկտրական հաղորդականությունը: Դրա արժեքը արտացոլում է նյութի հաղորդականությունը: Որքան ցածր է դիմադրությունը, այնքան լավ է սիլիցիումային թիթեղի հաղորդականությունը. ընդհակառակը, որքան բարձր է դիմադրությունը, այնքան վատ է հաղորդականությունը: Սիլիցիումային թիթեղների դիմադրությունը որոշվում է դրանց բնածին նյութական հատկություններով, և ջերմաստիճանը նույնպես զգալի ազդեցություն ունի: Ընդհանուր առմամբ, սիլիցիումային թիթեղների դիմադրությունը մեծանում է ջերմաստիճանի հետ: Գործնական կիրառություններում տարբեր միկրոէլեկտրոնային սարքեր ունեն սիլիցիումային թիթեղների դիմադրության տարբեր պահանջներ: Օրինակ, ինտեգրալ սխեմաների արտադրության մեջ օգտագործվող թիթեղները պահանջում են դիմադրության ճշգրիտ կառավարում՝ սարքի կայուն և հուսալի աշխատանքն ապահովելու համար:

Կողմնորոշում. Վաֆլիի բյուրեղային կողմնորոշումը ներկայացնում է սիլիցիումային ցանցի բյուրեղագրական ուղղությունը, որը սովորաբար որոշվում է Միլլերի ինդեքսներով, ինչպիսիք են (100), (110), (111) և այլն: Բյուրեղների տարբեր կողմնորոշումները ունեն տարբեր ֆիզիկական հատկություններ, ինչպիսիք են գծի խտությունը, որը տատանվում է՝ կախված կողմնորոշումից: Այս տարբերությունը կարող է ազդել վաֆլիի աշխատանքի վրա հետագա մշակման փուլերում և միկրոէլեկտրոնային սարքերի վերջնական աշխատանքի վրա: Արտադրական գործընթացում, տարբեր սարքերի պահանջներին համապատասխան կողմնորոշմամբ սիլիցիումային վաֆլի ընտրությունը կարող է օպտիմալացնել սարքի աշխատանքը, բարելավել արտադրության արդյունավետությունը և բարձրացնել արտադրանքի որակը:

Հարթ/Ակնոց. Սիլիկոնային վաֆլիի շրջագծի վրա գտնվող հարթ եզրը (Flat) կամ V-աձև կտրվածքը (Notch) կարևոր դեր է խաղում բյուրեղների կողմնորոշման հավասարեցման մեջ և կարևոր նույնականացուցիչ է վաֆլիի արտադրության և մշակման մեջ: Տարբեր տրամագծերի վաֆլիները համապատասխանում են հարթ կամ կտրվածքի երկարության տարբեր չափանիշների: Հավասարեցման եզրերը դասակարգվում են որպես առաջնային հարթ և երկրորդային հարթ: Առաջնային հարթը հիմնականում օգտագործվում է վաֆլիի հիմնական բյուրեղային կողմնորոշումը և մշակման հղումը որոշելու համար, մինչդեռ երկրորդային հարթը նպաստում է ճշգրիտ հավասարեցմանը և մշակմանը՝ ապահովելով վաֆլիի ճշգրիտ աշխատանքը և հետևողականությունը ողջ արտադրական գծի ընթացքում:

Հաստություն. թիթեղի հաստությունը սովորաբար նշվում է միկրոմետրերով (μm), որոնց հաստությունը սովորաբար տատանվում է 100μm-ից մինչև 1000μm: Տարբեր հաստությունների թիթեղները հարմար են տարբեր տեսակի միկրոէլեկտրոնային սարքերի համար: Ավելի բարակ թիթեղները (օրինակ՝ 100μm – 300μm) հաճախ օգտագործվում են չիպերի արտադրության համար, որը պահանջում է հաստության խիստ վերահսկողություն, որը նվազեցնում է չիպի չափը և քաշը և մեծացնում ինտեգրման խտությունը: Ավելի հաստ թիթեղները (օրինակ՝ 500μm – 1000μm) լայնորեն օգտագործվում են այն սարքերում, որոնք պահանջում են ավելի բարձր մեխանիկական ամրություն, ինչպիսիք են հզոր կիսահաղորդչային սարքերը, աշխատանքի ընթացքում կայունությունն ապահովելու համար:

Մակերեսի կոպտություն. Մակերեսի կոպտությունը վաֆլիի որակը գնահատելու հիմնական պարամետրերից մեկն է, քանի որ այն անմիջականորեն ազդում է վաֆլիի և հետագա նստեցված բարակ թաղանթային նյութերի միջև կպչունության, ինչպես նաև սարքի էլեկտրական կատարողականության վրա: Այն սովորաբար արտահայտվում է որպես միջին քառակուսի (RMS) կոպտություն (նմ-ով): Մակերեսի ավելի ցածր կոպտությունը նշանակում է, որ վաֆլիի մակերեսը ավելի հարթ է, ինչը նպաստում է էլեկտրոնների ցրման նման երևույթների նվազեցմանը և բարելավում է սարքի աշխատանքը և հուսալիությունը: Կիսահաղորդչային արտադրության առաջադեմ գործընթացներում մակերեսի կոպտության պահանջները դառնում են ավելի խիստ, հատկապես բարձրակարգ ինտեգրալ սխեմաների արտադրության համար, որտեղ մակերեսի կոպտությունը պետք է վերահսկվի մինչև մի քանի նանոմետր կամ նույնիսկ ավելի ցածր:

Ընդհանուր հաստության փոփոխություն (ԸՀՓ). Ընդհանուր հաստության փոփոխությունը վերաբերում է վաֆլիի մակերեսի բազմաթիվ կետերում չափված առավելագույն և նվազագույն հաստությունների տարբերությանը, որը սովորաբար արտահայտվում է մկմ-ով: ԲարձրԸՀՓ-ն կարող է հանգեցնել շեղումների այնպիսի գործընթացներում, ինչպիսիք են լուսավիտոգրաֆիան և փորագրությունը, ազդելով սարքի աշխատանքի կայունության և արտադրողականության վրա: Հետևաբար, վաֆլիի արտադրության ընթացքումԸՀՓ-ի վերահսկումը արտադրանքի որակն ապահովելու կարևոր քայլ է: Բարձր ճշգրտությամբ միկրոէլեկտրոնային սարքերի արտադրության համարԸՀՓ-ն սովորաբար պետք է լինի մի քանի միկրոմետրի սահմաններում:

Կլորացում. Կլորացումը վերաբերում է վաֆլիի մակերեսի և իդեալական հարթության միջև շեղմանը, որը սովորաբար չափվում է մկմ-ով: Չափազանց կլորացում ունեցող վաֆլիները կարող են կոտրվել կամ անհավասար լարվածություն զգալ հետագա մշակման ընթացքում, ինչը ազդում է արտադրության արդյունավետության և արտադրանքի որակի վրա: Հատկապես բարձր հարթություն պահանջող գործընթացներում, ինչպիսին է ֆոտոլիտոգրաֆիան, կլորացումը պետք է վերահսկվի որոշակի միջակայքում՝ ֆոտոլիտոգրաֆիկ պատկերի ճշգրտությունն ու հետևողականությունն ապահովելու համար:

Ծռվածք. Ծռվածքը ցույց է տալիս վաֆլիի մակերեսի և իդեալական գնդաձև ձևի միջև շեղումը, որը նույնպես չափվում է մկմ-ով: Ինչպես աղեղը, ծռվածքը վաֆլիի հարթության կարևոր ցուցանիշ է: Չափազանց ծռվածքը ոչ միայն ազդում է վաֆլիի տեղադրման ճշգրտության վրա մշակման սարքավորումներում, այլև կարող է խնդիրներ առաջացնել չիպի փաթեթավորման գործընթացում, ինչպիսիք են չիպի և փաթեթավորման նյութի միջև վատ կապը, ինչն էլ իր հերթին ազդում է սարքի հուսալիության վրա: Բարձրակարգ կիսահաղորդչային արտադրության մեջ ծռվածքի պահանջները դառնում են ավելի խիստ՝ չիպերի արտադրության և փաթեթավորման առաջադեմ գործընթացների պահանջները բավարարելու համար:

Եզրի պրոֆիլ. Վաֆլիի եզրի պրոֆիլը կարևոր է դրա հետագա մշակման և տեղափոխման համար: Այն սովորաբար սահմանվում է Եզրի Բացառման Գոտով (ԵԲԳ), որը սահմանում է վաֆլիի եզրից այն հեռավորությունը, որտեղ մշակումը թույլատրված չէ: Ճիշտ նախագծված եզրի պրոֆիլը և ճշգրիտ ԵԲԳ-ի կառավարումը օգնում են խուսափել եզրի արատներից, լարվածության կոնցենտրացիաներից և այլ խնդիրներից մշակման ընթացքում՝ բարելավելով վաֆլիի ընդհանուր որակը և արտադրողականությունը: Որոշ առաջադեմ արտադրական գործընթացներում եզրի պրոֆիլի ճշգրտությունը պահանջվում է լինել միկրոնների ենթամակարդակի մակարդակում:

Մասնիկների քանակ. Վաֆլիի մակերեսին մասնիկների քանակը և չափերի բաշխումը զգալիորեն ազդում են միկրոէլեկտրոնային սարքերի աշխատանքի վրա: Չափից շատ կամ մեծ մասնիկները կարող են հանգեցնել սարքի խափանումների, ինչպիսիք են կարճ միացումը կամ արտահոսքը, նվազեցնելով արտադրանքի արտադրողականությունը: Հետևաբար, մասնիկների քանակը սովորաբար չափվում է մասնիկները մեկ միավոր մակերեսի վրա հաշվելով, օրինակ՝ 0.3 մկմ-ից մեծ մասնիկների քանակը: Վաֆլիի արտադրության ընթացքում մասնիկների քանակի խիստ վերահսկողությունը արտադրանքի որակն ապահովելու կարևոր միջոց է: Վաֆլիի մակերեսին մասնիկների աղտոտումը նվազագույնի հասցնելու համար օգտագործվում են առաջադեմ մաքրման տեխնոլոգիաներ և մաքուր արտադրական միջավայր:

Առնչվող արտադրություն

Միաբյուրեղյա սիլիցիումային վաֆլի Si Հիմքի տեսակ՝ N/P (ըստ ցանկության) սիլիցիումի կարբիդային վաֆլի

FZ CZ Si վաֆլի՝ առկա է պահեստում, 12 դյույմանոց սիլիկոնային վաֆլի՝ Prime կամ Test