En el procés de desenvolupament en auge de la indústria dels semiconductors, el monocristall politoblies de silicitenen 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 politoblies 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 els paràmetres comuns de les oblies de silici monocristall polit:

Diàmetre: La mida de les oblies de silici monocristall semiconductor es mesura pel seu diàmetre i vénen en una varietat d'especificacions. Els diàmetres comuns 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 són adequats per a diverses necessitats de producció i requisits de procés. Per exemple, les oblies de diàmetre més petit s'utilitzen habitualment per a dispositius microelectrònics especials de petit volum, mentre que les oblies 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 com a polides d'un sol costat (SSP) i polides de doble costat (DSP). Les oblies polides d'un sol costat s'utilitzen per a dispositius que requereixen una alta planitud en un costat, com ara certs sensors. Les oblies polides de doble costat s'utilitzen habitualment per a circuits integrats i altres productes que requereixen una alta precisió en ambdues superfícies. Requisit de superfície (acabat): SSP polit d'una sola cara / DSP polit de dues cares.

Tipus/Dopant: (1) Semiconductor de tipus N: Quan s'introdueixen certs àtoms d'impuresa al semiconductor intrínsec, n'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 resulta en una concentració d'electrons més gran que la concentració de forats, formant un semiconductor de tipus N, també conegut com a semiconductor de tipus electrònic. Els semiconductors de tipus N són crucials en la fabricació de dispositius que requereixen electrons com a principals portadors de càrrega, com ara certs dispositius d'alimentació. (2) Semiconductor de tipus P: Quan s'introdueixen elements d'impuresa 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 els falta almenys un electró de valència i no poden formar un enllaç covalent complet. Això porta a una concentració de forats més gran que 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 principals portadors de càrrega, com ara díodes i certs transistors.

Resistivitat: La resistivitat és una quantitat física clau que mesura la conductivitat elèctrica de les oblies de silici monocristall polides. El seu valor reflecteix el rendiment conductor del material. Com més baixa sigui la resistivitat, millor serà la conductivitat de l'oblia de silici; per contra, com més alta sigui la resistivitat, pitjor serà la conductivitat. La resistivitat de les oblies de silici està determinada per les seves propietats inherents al material, i la temperatura també té un impacte significatiu. Generalment, la resistivitat de les oblies de silici augmenta amb la temperatura. En aplicacions pràctiques, diferents dispositius microelectrònics tenen diferents requisits de resistivitat per a les oblies de silici. Per exemple, les oblies 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'oblia representa la direcció cristal·logràfica de la xarxa de silici, normalment especificada per índexs de Miller com ara (100), (110), (111), etc. Diferents orientacions del cristall tenen diferents propietats físiques, com ara la densitat de línies, que varia segons l'orientació. Aquesta diferència pot afectar el rendiment de l'oblia en passos de processament posteriors i el rendiment final dels dispositius microelectrònics. En el procés de fabricació, seleccionar una oblia de silici amb l'orientació adequada per als diferents requisits del dispositiu pot optimitzar el rendiment del dispositiu, millorar l'eficiència de la producció i millorar la qualitat del producte.

Pla/Osca: La vora plana (Flat) o osca en V (Notch) a la circumferència de l'oblia de silici juga un paper crític en l'alineació de l'orientació del cristall i és un identificador important en la fabricació i el processament de l'oblia. Les oblies de diferents diàmetres corresponen a diferents estàndards per a la longitud del pla o de l'osca. Les vores d'alineació es classifiquen en pla primari i pla secundari. El pla primari s'utilitza principalment per determinar l'orientació bàsica del cristall i la referència de processament de l'oblia, mentre que el pla secundari ajuda a l'alineació i el processament precisos, garantint un funcionament precís i la consistència de l'oblia a tota la línia de producció.

Gruix: El gruix d'una oblia s'especifica normalment en micròmetres (μm), amb rangs de gruix comuns entre 100 μm i 1000 μm. Les oblies de diferents gruixos són adequades per a diferents tipus de dispositius microelectrònics. Les oblies més primes (per exemple, de 100 μm a 300 μm) s'utilitzen sovint per a la fabricació de xips que requereixen un control estricte del gruix, reduint la mida i el pes del xip i augmentant la densitat d'integració. Les oblies més gruixudes (per exemple, de 500 μm a 1000 μm) s'utilitzen àmpliament en dispositius que requereixen una major resistència mecànica, com ara els 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'oblia, ja que afecta directament l'adhesió entre l'oblia i els materials de pel·lícula fina dipositats posteriorment, així com el rendiment elèctric del dispositiu. Normalment s'expressa com la rugositat de l'arrel quadràtica mitjana (RMS) (en nm). Una rugositat superficial més baixa significa que la superfície de l'oblia 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 de fabricació de semiconductors avançats, els requisits de rugositat superficial són cada cop més estrictes, especialment per a la fabricació de circuits integrats d'alta gamma, on la rugositat superficial s'ha de controlar a uns pocs nanòmetres o fins i tot menys.

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'oblia, normalment expressada en μm. Un TTV elevat pot provocar desviacions en processos com la fotolitografia i el gravat, cosa que afecta la consistència i el rendiment del dispositiu. Per tant, controlar el TTV durant la fabricació d'oblies 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 dins d'uns pocs micròmetres.

Arc: L'arc fa referència a la desviació entre la superfície de l'oblia i el pla ideal, que normalment es mesura en μm. Les oblies amb una arqueig excessiva es poden trencar o experimentar una tensió desigual durant el processament posterior, cosa que afecta l'eficiència de la producció i la qualitat del producte. Especialment en processos que requereixen una alta planitud, com ara la fotolitografia, l'arqueig s'ha de controlar dins d'un rang específic per garantir la precisió i la consistència del patró fotolitogràfic.

Deformació: La deformació indica la desviació entre la superfície de l'oblia i la forma esfèrica ideal, també mesurada en μm. De manera similar a l'arc, la deformació és un indicador important de la planitud de l'oblia. Una deformació excessiva no només afecta la precisió de col·locació de l'oblia a l'equip de processament, sinó que també pot causar problemes durant el procés d'empaquetament del 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 d'alta gamma, els requisits de deformació són cada cop més estrictes per satisfer les demandes dels processos avançats de fabricació i empaquetament de xips.

Perfil de la vora: El perfil de la vora d'una oblia és crític per al seu processament i manipulació posteriors. Normalment s'especifica mitjançant la Zona d'Exclusió de Vora (ZEE), que defineix la distància des de la vora de l'oblia on no es permet cap processament. Un perfil de vora correctament dissenyat i un control ZEE precís ajuden a evitar defectes de vora, concentracions d'estrès i altres problemes durant el processament, millorant la qualitat i el rendiment generals de l'oblia. En alguns processos de fabricació avançats, cal que la precisió del perfil de vora sigui al nivell submicrònic.

Recompte de partícules: El nombre i la distribució de la mida de les partícules a la superfície de l'oblia afecten significativament el rendiment dels dispositius microelectrònics. L'excés de partícules o les partícules grans poden provocar fallades del dispositiu, com ara curtcircuits o fuites, cosa que redueix el rendiment del producte. Per tant, el recompte de partícules se sol mesurar comptant les partícules per unitat de superfície, com ara el nombre de partícules superiors a 0,3 μm. Un control estricte del recompte de partícules durant la fabricació de l'oblia 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 l'oblia.

Producció relacionada

Oblia de silici monocristall Substrat Si Tipus N/P Oblia de carbur de silici opcional

Oblia de silici FZ CZ en estoc Oblia de silici de 12 polzades Prime o Test