Производство вафель

По мере развития технологий спрос навафлипродолжает расти. В настоящее время основные размеры кремниевых пластин на внутреннем рынке составляют 100 мм, 150 мм и 200 мм. Увеличение диаметра кремниявафлиможет снизить стоимость производства каждого чипа, что приведет к росту спроса на кремниевые пластины диаметром 300 мм. Однако больший диаметр также предъявляет более строгие требования к ключевым параметрам, таким как плоскостность поверхности пластины, контроль следовых примесей, внутренние дефекты и содержание кислорода. Следовательно, производство пластин стало основным направлением исследований в области производства чипов.

Прежде чем углубляться в производство пластин, важно понять основную кристаллическую структуру.

Разница во внутренней атомной организации материалов является решающим фактором в их различении. Кристаллические материалы, такие как кремний и германий, имеют атомы, расположенные в фиксированной периодической структуре, тогда как некристаллические материалы, такие как пластмассы, лишены такого упорядоченного расположения. Кремний стал основным материалом для изготовления пластин благодаря своей уникальной структуре, благоприятным химическим свойствам, природному распространению и другим преимуществам.

Кристаллические материалы обладают двумя уровнями атомной организации. Первый уровень — это структура отдельных атомов, образующих элементарную ячейку, периодически повторяющуюся по всему кристаллу. Второй уровень относится к общему расположению этих элементарных ячеек, известному как структура решетки, где атомы занимают определенные позиции внутри решетки. Число атомов в элементарной ячейке, их взаимное расположение и энергия связи между ними определяют различные свойства материала. Кристаллическая структура кремния классифицируется как структура алмаза, состоящая из двух наборов гранецентрированных кубических решеток, смещенных по диагонали на одну четверть длины диагонали.

Особенности периодичности и симметрии в кристаллах обуславливают необходимость более простого метода описания положения атомов, а не использования универсальной трехмерной прямоугольной системы координат. Чтобы лучше описать распределение атомов в кристалле на основе периодичности его решетки, мы выбираем элементарную ячейку в соответствии с тремя основными принципами. Эта элементарная ячейка эффективно отражает периодичность и симметрию кристалла и служит наименьшей повторяющейся единицей. Как только координаты атомов внутри элементарной ячейки определены, мы можем легко сделать вывод об относительном положении частиц во всем кристалле. Установив систему координат на основе трех краевых векторов элементарной ячейки, мы можем существенно упростить процесс описания кристаллической структуры.

Кристаллическая плоскость определяется как плоская поверхность, образованная расположением атомов, ионов или молекул внутри кристалла. И наоборот, направление кристалла относится к определенной ориентации этих атомных расположений.

Кристаллические плоскости представлены индексами Миллера. Обычно круглые скобки () обозначают кристаллические плоскости, квадратные скобки [] указывают направления кристалла, угловые скобки <> обозначают семейства кристаллических направлений, а фигурные скобки {} представляют семейства кристаллических плоскостей. В производстве полупроводников наиболее часто используемые кристаллические плоскости кремниевых пластин — (100), (110) и (111). Каждая кристаллическая плоскость обладает уникальными характеристиками, что делает их пригодными для различных производственных процессов.

Например, кристаллические плоскости (100) преимущественно используются при производстве МОП-приборов из-за их благоприятных свойств поверхности, облегчающих контроль порогового напряжения. Кроме того, с пластинами с кристаллическими плоскостями (100) легче обращаться во время обработки, и они имеют относительно плоские поверхности, что делает их идеальными для производства крупномасштабных интегральных схем. Напротив, в биполярных устройствах часто используются кристаллические плоскости (111), которые имеют более высокую атомную плотность и меньшие затраты на выращивание. Этих плоскостей можно добиться, тщательно управляя направлением кристаллов в процессе роста, выбирая подходящее направление затравочного кристалла.

Кристаллическая плоскость (100) параллельна оси Y-Z и пересекает ось X в точке, где единичное значение равно 1. Кристаллическая плоскость (110) пересекает оси X и Y, а кристаллическая плоскость (111) пересекает все три оси: X, Y и Z.

С структурной точки зрения кристаллическая плоскость (100) имеет квадратную форму, тогда как кристаллическая плоскость (111) принимает треугольную форму. Из-за различий в структуре разных кристаллических плоскостей способ разрушения пластины также различается. Пластины, ориентированные по <100>, имеют тенденцию разламываться на квадратные формы или образовывать изломы под прямым углом (90°), а ориентированные по <111> ломаются на треугольные фрагменты.

Учитывая уникальные химические, электрические и физические свойства, связанные с внутренней структурой кристаллов, конкретная ориентация кристаллов пластины существенно влияет на ее общие характеристики. Следовательно, крайне важно поддерживать строгий контроль над ориентацией кристаллов в процессе приготовления.

Semicorex предлагает высококачественныеполупроводниковые пластины. Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

Контактный телефон +86-13567891907.

Электронная почта: sales@semicorex.com