En el procés de desenvolupament en auge de la indústria dels semiconductors, el cristall únic politplaques de silicijugar un paper crucial. Serveixen com a material fonamental per a la producció de diversos dispositius microelectrònics. Des de circuits integrats complexos i precisos fins a microprocessadors d'alta velocitat i sensors multifuncionals, monocristall politplaques de silicisón essencials. Les diferències en el seu rendiment i especificacions afecten directament la qualitat i el rendiment dels productes finals. A continuació es mostren les especificacions i paràmetres comuns de les hòsties de silici d'un sol cristall polides:

Diàmetre: la mida de les hòsties de silici d'un sol cristall semiconductors es mesura pel seu diàmetre i tenen diverses especificacions. Els diàmetres habituals inclouen 2 polzades (50,8 mm), 3 polzades (76,2 mm), 4 polzades (100 mm), 5 polzades (125 mm), 6 polzades (150 mm), 8 polzades (200 mm), 12 polzades (300 mm) i 18 polzades (450 mm). Els diferents diàmetres s'adapten a diverses necessitats de producció i requisits de procés. Per exemple, les hòsties de diàmetre més petit s'utilitzen habitualment per a dispositius microelectrònics especials de petit volum, mentre que les hòsties de diàmetre més gran demostren una major eficiència de producció i avantatges de costos en la fabricació de circuits integrats a gran escala. Els requisits de superfície es classifiquen en polit d'una sola cara (SSP) i polit de doble cara (DSP). Les hòsties polides d'un sol costat s'utilitzen per a dispositius que requereixen una gran planitud d'un costat, com alguns sensors. Les hòsties polides de doble cara s'utilitzen habitualment per a circuits integrats i altres productes que requereixen alta precisió en ambdues superfícies. Requisit de superfície (acabat): SSP polit d'una sola cara / DSP polit de doble cara.

Tipus/Dopant: (1) Semiconductor de tipus N: quan s'introdueixen determinats àtoms d'impuresa en el semiconductor intrínsec, en alteren la conductivitat. Per exemple, quan s'afegeixen elements pentavalents com el nitrogen (N), el fòsfor (P), l'arsènic (As) o l'antimoni (Sb), els seus electrons de valència formen enllaços covalents amb els electrons de valència dels àtoms de silici circumdants, deixant un electró addicional no unit per un enllaç covalent. Això dóna lloc a una concentració d'electrons superior a la concentració del forat, formant un semiconductor de tipus N, també conegut com a semiconductor de tipus electró. Els semiconductors de tipus N són crucials en la fabricació de dispositius que requereixen electrons com a portadors de càrrega principals, com ara certs dispositius de potència. (2) Semiconductor de tipus P: quan s'introdueixen elements d'impureses trivalents com el bor (B), el gal·li (Ga) o l'indi (In) al semiconductor de silici, els electrons de valència dels àtoms d'impuresa formen enllaços covalents amb els àtoms de silici circumdants, però no tenen almenys un electró de valència i no poden formar un enllaç covalent complet. Això condueix a una concentració de forats superior a la concentració d'electrons, formant un semiconductor de tipus P, també conegut com a semiconductor de tipus forat. Els semiconductors de tipus P tenen un paper clau en la fabricació de dispositius on els forats serveixen com a portadors de càrrega principals, com ara díodes i determinats transistors.

Resistivitat: la resistivitat és una magnitud física clau que mesura la conductivitat elèctrica de les hòsties de silici d'un sol cristall polides. El seu valor reflecteix el rendiment conductor del material. Com menor sigui la resistivitat, millor serà la conductivitat de l'hòstia de silici; per contra, com més gran és la resistivitat, més baixa és la conductivitat. La resistivitat de les hòsties de silici està determinada per les seves propietats materials inherents, i la temperatura també té un impacte significatiu. En general, la resistivitat de les hòsties de silici augmenta amb la temperatura. En aplicacions pràctiques, diferents dispositius microelectrònics tenen diferents requisits de resistivitat per a les hòsties de silici. Per exemple, les hòsties utilitzades en la fabricació de circuits integrats necessiten un control precís de la resistivitat per garantir un rendiment estable i fiable del dispositiu.

Orientació: l'orientació del cristall de l'hòstia representa la direcció cristal·logràfica de la xarxa de silici, normalment especificada per índexs de Miller com (100), (110), (111), etc. Les diferents orientacions del cristall tenen propietats físiques diferents, com la densitat de línia, que varia en funció de l'orientació. Aquesta diferència pot afectar el rendiment de l'hòstia en els passos de processament posteriors i el rendiment final dels dispositius microelectrònics. En el procés de fabricació, seleccionar una hòstia de silici amb l'orientació adequada per als diferents requisits del dispositiu pot optimitzar el rendiment del dispositiu, millorar l'eficiència de producció i millorar la qualitat del producte.

Flat/Notch: la vora plana (Flat) o V-Notch (Notch) a la circumferència de l'hòstia de silici té un paper crític en l'alineació de l'orientació del cristall i és un identificador important en la fabricació i processament de l'hòstia. Les hòsties de diferents diàmetres corresponen a diferents estàndards per a la longitud del Flat o Notch. Les vores d'alineació es classifiquen en plana primària i plana secundària. El pla primari s'utilitza principalment per determinar l'orientació bàsica del cristall i la referència de processament de l'hòstia, mentre que el pla secundari ajuda encara més en l'alineació i el processament precisos, assegurant un funcionament preciso i la consistència de l'hòstia a tota la línia de producció.

Gruix: el gruix d'una hòstia s'especifica normalment en micròmetres (μm), amb un gruix comú entre 100μm i 1000μm. Les hòsties de diferents gruixos són adequades per a diferents tipus de dispositius microelectrònics. Les hòsties més primes (per exemple, 100 μm - 300 μm) s'utilitzen sovint per a la fabricació d'encenalls que requereixen un control estricte del gruix, reduint la mida i el pes del xip i augmentant la densitat d'integració. Les hòsties més gruixudes (per exemple, 500 μm - 1000 μm) s'utilitzen àmpliament en dispositius que requereixen una resistència mecànica més alta, com ara dispositius semiconductors de potència, per garantir l'estabilitat durant el funcionament.

Rugositat superficial: la rugositat superficial és un dels paràmetres clau per avaluar la qualitat de l'hòstia, ja que afecta directament l'adhesió entre l'hòstia i els materials de pel·lícula fina dipositats posteriorment, així com el rendiment elèctric del dispositiu. Normalment s'expressa com la rugositat quadrada mitjana (RMS) (en nm). La menor rugositat de la superfície significa que la superfície de l'hòstia és més llisa, cosa que ajuda a reduir fenòmens com la dispersió d'electrons i millora el rendiment i la fiabilitat del dispositiu. En els processos avançats de fabricació de semiconductors, els requisits de rugositat de la superfície són cada cop més estrictes, especialment per a la fabricació de circuits integrats de gamma alta, on la rugositat de la superfície s'ha de controlar a uns quants nanòmetres o fins i tot inferior.

Variació del gruix total (TTV): la variació del gruix total es refereix a la diferència entre els gruixos màxim i mínim mesurats en múltiples punts de la superfície de l'hòstia, normalment expressada en μm. Un alt TTV pot provocar desviacions en processos com ara la fotolitografia i el gravat, afectant la consistència i el rendiment del rendiment del dispositiu. Per tant, controlar la TTV durant la fabricació de les hòsties és un pas clau per garantir la qualitat del producte. Per a la fabricació de dispositius microelectrònics d'alta precisió, normalment es requereix que el TTV estigui en uns pocs micròmetres.

Arc: l'arc es refereix a la desviació entre la superfície de l'hòstia i el pla ideal, normalment mesurada en μm. Les hòsties amb una inclinació excessiva poden trencar-se o experimentar una tensió desigual durant el processament posterior, afectant l'eficiència de la producció i la qualitat del producte. Especialment en processos que requereixen una gran planitud, com ara la fotolitografia, l'arc s'ha de controlar dins d'un rang específic per garantir la precisió i la consistència del patró fotolitogràfic.

Warp: Warp indica la desviació entre la superfície de l'hòstia i la forma esfèrica ideal, també mesurada en μm. Similar a l'arc, l'ordit és un indicador important de la planitud de l'hòstia. L'ordit excessiu no només afecta la precisió de col·locació de l'hòstia a l'equip de processament, sinó que també pot causar problemes durant el procés d'embalatge de xip, com ara una mala unió entre el xip i el material d'embalatge, que al seu torn afecta la fiabilitat del dispositiu. En la fabricació de semiconductors de gamma alta, els requisits d'ordit són cada cop més estrictes per satisfer les demandes dels processos avançats de fabricació i embalatge de xips.

Perfil de vora: el perfil de vora d'una hòstia és fonamental per al seu processament i manipulació posteriors. Normalment s'especifica a la Zona d'exclusió de la vora (EEZ), que defineix la distància des de la vora de l'hòstia on no es permet el processament. Un perfil de vora dissenyat correctament i un control EEZ precís ajuden a evitar defectes de vora, concentracions d'estrès i altres problemes durant el processament, millorant la qualitat i el rendiment generals de les hòsties. En alguns processos de fabricació avançats, la precisió del perfil de la vora ha de ser a un nivell inferior al micròmetre.

Recompte de partícules: el nombre i la distribució de la mida de les partícules a la superfície de l'hòstia afecten significativament el rendiment dels dispositius microelectrònics. Les partícules excessives o grans poden provocar fallades del dispositiu, com ara curtcircuits o fuites, reduint el rendiment del producte. Per tant, el recompte de partícules normalment es mesura comptant les partícules per unitat d'àrea, com ara el nombre de partícules més grans de 0,3 μm. Un control estricte del recompte de partícules durant la fabricació de les hòsties és una mesura essencial per garantir la qualitat del producte. S'utilitzen tecnologies de neteja avançades i un entorn de producció net per minimitzar la contaminació de partícules a la superfície de les hòsties.

Producció relacionada

Hòstia de silici de cristall únic Tipus de substrat Si N/P Hòstia de carbur de silici opcional

Hòstia FZ CZ Si en estoc Hòstia de silici de 12 polzades Prime o Test