Во процесот на процут на развој на полупроводничката индустрија, полираниот монокристаленсиликонски плочкииграат клучна улога. Тие служат како основен материјал за производство на разни микроелектронски уреди. Од сложени и прецизни интегрирани кола до брзи микропроцесори и мултифункционални сензори, полирани монокристалнисиликонски плочкисе од суштинско значење. Разликите во нивните перформанси и спецификации директно влијаат на квалитетот и перформансите на финалните производи. Подолу се наведени вообичаените спецификации и параметри на полирани монокристални силициумски плочки:

Дијаметар: Големината на полупроводничките монокристални силициумски плочки се мери според нивниот дијаметар и тие се достапни во различни спецификации. Вообичаени дијаметри вклучуваат 2 инчи (50,8 mm), 3 инчи (76,2 mm), 4 инчи (100 mm), 5 инчи (125 mm), 6 инчи (150 mm), 8 инчи (200 mm), 12 инчи (300 mm) и 18 инчи (450 mm). Различните дијаметри се погодни за различни производствени потреби и барања на процесот. На пример, плочките со помал дијаметар најчесто се користат за специјални микроелектронски уреди со мал волумен, додека плочките со поголем дијаметар покажуваат поголема производствена ефикасност и трошковни предности во производството на интегрирани кола во голем обем. Површинските барања се категоризираат како еднострано полирани (SSP) и двострано полирани (DSP). Еднострано полираните плочки се користат за уреди што бараат голема рамност на едната страна, како што се одредени сензори. Двострано полираните плочки најчесто се користат за интегрирани кола и други производи што бараат висока прецизност на обете површини. Потребни површински услови (завршна обработка): Еднострано полиран SSP / Двострано полиран DSP.

Тип/Допант: (1) N-тип полупроводник: Кога одредени атоми на нечистотии се воведуваат во интринзичниот полупроводник, тие ја менуваат неговата спроводливост. На пример, кога се додаваат пентавалентни елементи како азот (N), фосфор (P), арсен (As) или антимон (Sb), нивните валентни електрони формираат ковалентни врски со валентните електрони на околните силициумски атоми, оставајќи дополнителен електрон кој не е врзан со ковалентна врска. Ова резултира со концентрација на електрони поголема од концентрацијата на дупки, формирајќи полупроводник од N-тип, познат и како електронски полупроводник. N-тип полупроводниците се клучни во производството на уреди кои бараат електрони како главни носители на полнеж, како што се одредени енергетски уреди. (2) P-тип полупроводник: Кога тривалентни елементи на нечистотии како бор (B), галиум (Ga) или индиум (In) се воведуваат во силициумскиот полупроводник, валентните електрони на атомите на нечистотии формираат ковалентни врски со околните силициумски атоми, но им недостасува барем еден валентен електрон и не можат да формираат целосна ковалентна врска. Ова води до концентрација на дупки поголема од концентрацијата на електрони, формирајќи полупроводник од P-тип, познат и како полупроводник од тип на дупки. P-тип полупроводниците играат клучна улога во производството на уреди каде што дупките служат како главни носители на полнеж, како што се диодите и одредени транзистори.

Отпорност: Отпорноста е клучна физичка величина што ја мери електричната спроводливост на полираните монокристални силициумски плочки. Нејзината вредност ги одразува спроводливите перформанси на материјалот. Колку е помала отпорноста, толку е подобра спроводливоста на силициумската плоча; обратно, колку е поголема отпорноста, толку е послаба спроводливоста. Отпорноста на силициумските плочки се определува од нивните вродени својства на материјалот, а температурата исто така има значително влијание. Општо земено, отпорноста на силициумските плочки се зголемува со температурата. Во практичните апликации, различните микроелектронски уреди имаат различни барања за отпорност за силициумските плочки. На пример, плочките што се користат во производството на интегрирани кола бараат прецизна контрола на отпорноста за да се обезбеди стабилно и сигурно работење на уредот.

Ориентација: Кристалната ориентација на плочката ја претставува кристалографската насока на силициумската решетка, обично специфицирана со Милерови индекси како што се (100), (110), (111) итн. Различните кристални ориентации имаат различни физички својства, како што е густината на линиите, која варира во зависност од ориентацијата. Оваа разлика може да влијае на перформансите на плочката во последователните чекори на обработка и на конечните перформанси на микроелектронските уреди. Во процесот на производство, изборот на силициумска плочка со соодветна ориентација за различни барања на уредот може да ги оптимизира перформансите на уредот, да ја подобри ефикасноста на производството и да го подобри квалитетот на производот.

Рамна/Засечна: Рамната ивица (Flat) или V-засекот (Notch) на обемот на силициумската плочка игра клучна улога во усогласувањето на ориентацијата на кристалите и е важен идентификатор во производството и преработката на плочката. Плочките со различни дијаметри одговараат на различни стандарди за должината на рамната или засечната. Рабовите за усогласување се класифицираат како примарни рамни и секундарни рамни. Примарната рамна главно се користи за да се одреди основната ориентација на кристалите и референцата за обработка на плочката, додека секундарната рамна дополнително помага во прецизното усогласување и обработка, обезбедувајќи прецизно работење и конзистентност на плочката низ целата производна линија.

Дебелина: Дебелината на плочката обично се мери во микрометри (μm), со вообичаени дебелини кои се движат помеѓу 100μm и 1000μm. Плочките со различна дебелина се погодни за различни типови микроелектронски уреди. Потенките плочки (на пр., 100μm – 300μm) често се користат за производство на чипови што бара строга контрола на дебелината, намалувајќи ја големината и тежината на чипот и зголемувајќи ја густината на интеграција. Подебелите плочки (на пр., 500μm – 1000μm) се широко користени во уреди кои бараат поголема механичка цврстина, како што се енергетски полупроводничките уреди, за да се обезбеди стабилност за време на работата.

Рапавост на површината: Рапавоста на површината е еден од клучните параметри за оценување на квалитетот на плочките, бидејќи директно влијае на адхезијата помеѓу плочките и последователно наталожените тенкофилмски материјали, како и на електричните перформанси на уредот. Обично се изразува како грубост од средна квадратна вредност (RMS) (во nm). Помалата грубост на површината значи дека површината на плочките е помазна, што помага да се намалат феномените како што е расејувањето на електрони и ги подобрува перформансите и сигурноста на уредот. Во напредните процеси на производство на полупроводници, барањата за грубост на површината стануваат сè построги, особено за производство на висококвалитетни интегрирани кола, каде што грубоста на површината мора да се контролира на неколку нанометри или дури и пониско.

Варијација на вкупната дебелина (TTV): Варијацијата на вкупната дебелина се однесува на разликата помеѓу максималната и минималната дебелина измерена на повеќе точки на површината на плочката, обично изразена во μm. Висок TTV може да доведе до отстапувања во процесите како што се фотолитографијата и бакирањето, што влијае на конзистентноста на перформансите на уредот и приносот. Затоа, контролирањето на TTV за време на производството на плочката е клучен чекор во обезбедувањето квалитет на производот. За производство на микроелектронски уреди со висока прецизност, обично се бара TTV да биде во рамките на неколку микрометри.

Лак: Лакот се однесува на отстапувањето помеѓу површината на плочката и идеалната рамна рамнина, обично мерено во μm. Плочките со прекумерно свиткување може да се скршат или да доживеат нерамномерен стрес за време на последователната обработка, што влијае на ефикасноста на производството и квалитетот на производот. Особено во процесите што бараат висока рамност, како што е фотолитографијата, свиткувањето мора да се контролира во одреден опсег за да се обезбеди точност и конзистентност на фотолитографскиот модел.

Искривување: Искривувањето го означува отстапувањето помеѓу површината на плочката и идеалната сферична форма, исто така мерено во μm. Слично на свиокот, искривувањето е важен индикатор за рамноста на плочката. Прекумерното искривување не само што влијае на точноста на поставувањето на плочката во опремата за обработка, туку може да предизвика и проблеми за време на процесот на пакување на чипот, како што е лошо поврзување помеѓу чипот и материјалот за пакување, што пак влијае на сигурноста на уредот. Во производството на полупроводници од висока класа, барањата за искривување стануваат сè построги за да се задоволат барањата на напредните процеси на производство и пакување на чипови.

Профил на работ: Профилот на работ на плочката е клучен за нејзината понатамошна обработка и ракување. Тој обично е специфициран со Зоната за исклучување на работ (EEZ), која го дефинира растојанието од работ на плочката каде што не е дозволена обработка. Правилно дизајнираниот профил на работ и прецизната контрола на EEZ помагаат да се избегнат дефекти на работ, концентрации на стрес и други проблеми за време на обработката, подобрувајќи го целокупниот квалитет и принос на плочката. Во некои напредни производствени процеси, прецизноста на профилот на работ треба да биде на субмикронско ниво.

Број на честички: Бројот и распределбата на големината на честичките на површината на плочката значително влијаат на перформансите на микроелектронските уреди. Прекумерните или големите честички може да доведат до дефекти на уредот, како што се кратки споеви или протекување, намалувајќи го приносот на производот. Затоа, бројот на честички обично се мери со броење на честичките по единица површина, како што е бројот на честички поголеми од 0,3 μm. Строгата контрола на бројот на честички за време на производството на плочката е суштинска мерка за обезбедување квалитет на производот. Напредни технологии за чистење и чиста производствена средина се користат за да се минимизира контаминацијата со честички на површината на плочката.

Поврзано производство

Монокристална силициумска плочка Si Тип на подлога N/P Опционална силициум карбидна плочка

FZ CZ Si плочка на залиха 12-инчна силиконска плочка Prime или Test