تولید ویفر

با پیشرفت تکنولوژی، تقاضا برایویفربه افزایش خود ادامه می دهد. در حال حاضر، اندازه های اصلی ویفرهای سیلیکونی در بازار داخلی 100 میلی متر، 150 میلی متر و 200 میلی متر است. افزایش قطر سیلیکونویفرمی تواند هزینه ساخت هر تراشه را کاهش دهد و منجر به افزایش تقاضا برای ویفرهای سیلیکونی 300 میلی متری شود. با این حال، قطرهای بزرگتر نیز الزامات سخت تری را بر پارامترهای کلیدی، مانند صافی سطح ویفر، کنترل ناخالصی ردیابی، عیوب داخلی و محتوای اکسیژن تحمیل می کند. در نتیجه، تولید ویفر به کانون اصلی تحقیقات در تولید تراشه تبدیل شده است.

قبل از پرداختن به تولید ویفر، درک ساختار کریستالی زیرین ضروری است.

تفاوت در سازمان اتمی درونی مواد عاملی حیاتی در تمایز بین آنهاست. مواد کریستالی مانند سیلیکون و ژرمانیوم دارای اتم هایی هستند که در یک ساختار تناوبی ثابت مرتب شده اند، در حالی که مواد غیر کریستالی مانند پلاستیک فاقد این آرایش منظم هستند. سیلیکون به دلیل ساختار منحصر به فرد، خواص شیمیایی مطلوب، فراوانی طبیعی و مزایای دیگر به عنوان ماده اولیه ویفرها ظاهر شده است.

مواد کریستالی دارای دو سطح سازمان اتمی هستند. سطح اول ساختار اتم های منفرد است که یک سلول واحد را تشکیل می دهد که به طور دوره ای در سراسر کریستال تکرار می شود. سطح دوم به آرایش کلی این سلول های واحد اشاره دارد که به ساختار شبکه معروف است، جایی که اتم ها موقعیت های خاصی را در شبکه اشغال می کنند. تعداد اتم ها در سلول واحد، موقعیت نسبی آنها و انرژی اتصال بین آنها، خواص مختلف ماده را تعیین می کند. ساختار کریستالی سیلیکون به عنوان یک ساختار الماس طبقه بندی می شود که از دو مجموعه شبکه های مکعبی در مرکز صورت تشکیل شده است که در طول مورب با یک چهارم طول مورب جابجا شده اند.

ویژگی‌های تناوب و تقارن در کریستال‌ها به جای استفاده از یک سیستم مختصات مستطیلی سه‌بعدی جهانی، نیاز به روش ساده‌تری برای توصیف موقعیت اتم‌ها دارد. برای توصیف بهتر توزیع اتمی در یک کریستال بر اساس تناوب شبکه آن، یک سلول واحد را طبق سه اصل راهنما انتخاب می کنیم. این سلول واحد به طور موثر تناوب و تقارن کریستال را منعکس می کند و به عنوان کوچکترین واحد تکراری عمل می کند. هنگامی که مختصات اتمی درون سلول واحد مشخص شد، می‌توانیم به راحتی موقعیت نسبی ذرات را در کل کریستال استنباط کنیم. با ایجاد یک سیستم مختصات بر اساس سه بردار لبه سلول واحد، می‌توانیم فرآیند توصیف ساختار کریستالی را به طور قابل توجهی ساده کنیم.

صفحه کریستالی به عنوان سطح صافی تعریف می شود که از آرایش اتم ها، یون ها یا مولکول ها در یک کریستال تشکیل شده است. برعکس، جهت کریستالی به جهت گیری خاصی از این آرایش اتمی اشاره دارد.

صفحات کریستالی با استفاده از شاخص های میلر نشان داده می شوند. به طور معمول، پرانتز () نشان دهنده صفحات کریستال، براکت های مربع [] نشان دهنده جهت بلور، براکت های زاویه <> نشان دهنده خانواده جهت های کریستال، و براکت های مجعد {} نشان دهنده خانواده های صفحات کریستال هستند. در ساخت نیمه هادی، پرکاربردترین صفحات کریستالی برای ویفرهای سیلیکونی (100)، (110)، و (111) هستند. هر هواپیمای کریستالی دارای ویژگی های منحصر به فردی است که آنها را برای فرآیندهای مختلف تولید مناسب می کند.

به عنوان مثال، (100) صفحات کریستالی عمدتاً در ساخت دستگاه‌های MOS به دلیل ویژگی‌های سطحی مطلوبشان استفاده می‌شوند که کنترل ولتاژ آستانه را تسهیل می‌کند. علاوه بر این، ویفرهای دارای (100) صفحه کریستالی در هنگام پردازش راحت‌تر به کار می‌روند و سطوح نسبتاً مسطحی دارند، که آنها را برای تولید مدارهای مجتمع در مقیاس بزرگ ایده‌آل می‌کند. در مقابل، (111) صفحات کریستالی، که چگالی اتمی بالاتر و هزینه های رشد کمتری دارند، اغلب در دستگاه های دوقطبی استفاده می شوند. این صفحات را می توان با مدیریت دقیق جهت کریستال در طول فرآیند رشد با انتخاب جهت مناسب کریستال بذر به دست آورد.

صفحه کریستالی (100) موازی با محور Y-Z است و در نقطه ای که مقدار واحد آن 1 است، محور X را قطع می کند. صفحه کریستالی (110) هر دو محور X و Y را قطع می کند، در حالی که صفحه کریستالی (111) قطع می کند. هر سه محور: X، Y و Z.

در یک دیدگاه ساختاری، صفحه کریستال (100) یک شکل مربع را تشکیل می دهد، در حالی که صفحه کریستال (111) یک شکل مثلثی به خود می گیرد. با توجه به تغییرات ساختار در بین صفحات کریستالی مختلف، نحوه شکستن ویفر نیز متفاوت است. ویفرهایی که در امتداد <100> قرار دارند، تمایل دارند به اشکال مربع بشکنند یا در زوایای قائم (90 درجه) شکسته شوند، در حالی که آنهایی که در امتداد <111> قرار دارند به قطعات مثلثی تبدیل می شوند.

با توجه به خواص شیمیایی، الکتریکی و فیزیکی منحصر به فرد مرتبط با ساختارهای داخلی کریستال ها، جهت گیری کریستالی خاص یک ویفر به طور قابل توجهی بر عملکرد کلی آن تأثیر می گذارد. در نتیجه، حفظ کنترل دقیق بر جهت گیری کریستال در طول فرآیند آماده سازی بسیار مهم است.

Semicorex کیفیت بالایی را ارائه می دهدویفرهای نیمه هادی. اگر سؤالی دارید یا نیاز به جزئیات بیشتری دارید، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.

تلفن تماس 86-13567891907

ایمیل: sales@semicorex.com