Puolijohdeteollisuuden kukoistavassa kehitysprosessissa kiillotettu yksikidepiikiekkojaratkaisevassa roolissa. Ne toimivat perusmateriaalina erilaisten mikroelektronisten laitteiden valmistuksessa. Monimutkaisista ja tarkoista integroiduista piireistä nopeisiin mikroprosessoreihin ja monitoimisensoreihin, kiillotettua yksikidettäpiikiekkojaovat välttämättömiä. Niiden suorituskyvyn ja eritelmien erot vaikuttavat suoraan lopputuotteiden laatuun ja suorituskykyyn. Alla on kiillotettujen yksikiteisten piikiekkojen yleiset tekniset tiedot ja parametrit:

Halkaisija: Puolijohteisten yksikiteisten piikiekkojen koko mitataan niiden halkaisijalla, ja niillä on useita eritelmiä. Yleisiä halkaisijoita ovat 2 tuumaa (50,8 mm), 3 tuumaa (76,2 mm), 4 tuumaa (100 mm), 5 tuumaa (125 mm), 6 tuumaa (150 mm), 8 tuumaa (200 mm), 12 tuumaa (300 mm) ja 18 tuumaa (450 mm). Eri halkaisijat sopivat erilaisiin tuotantotarpeisiin ja prosessivaatimuksiin. Esimerkiksi halkaisijaltaan pienempiä kiekkoja käytetään yleisesti erityisissä, pienitilavuuksisissa mikroelektronisissa laitteissa, kun taas halkaisijaltaan suuremmat kiekot osoittavat parempaa tuotantotehokkuutta ja kustannusetuja laajamittaisessa integroitujen piirien valmistuksessa. Pintavaatimukset luokitellaan yksipuolisesti kiillotettuun (SSP) ja kaksipuoleiseen kiillotettuun (DSP). Yksipuolisia kiillotettuja kiekkoja käytetään laitteissa, jotka vaativat korkeaa tasaisuutta toiselta puolelta, kuten tietyt anturit. Kaksipuolisia kiillotettuja kiekkoja käytetään yleisesti integroiduissa piireissä ja muissa tuotteissa, jotka vaativat suurta tarkkuutta molemmilla pinnoilla. Pintavaatimus (viimeistely): Yksipuolinen kiillotettu SSP / Kaksipuolinen kiillotettu DSP.

Tyyppi/lisäaine: (1) N-tyyppinen puolijohde: Kun tiettyjä epäpuhtausatomeja viedään sisäiseen puolijohteeseen, ne muuttavat sen johtavuutta. Esimerkiksi kun lisätään viisiarvoisia alkuaineita, kuten typpeä (N), fosforia (P), arseenia (As) tai antimonia (Sb), niiden valenssielektronit muodostavat kovalenttisia sidoksia ympäröivien piiatomien valenssielektronien kanssa jättäen ylimääräisen elektronin, jota kovalenttinen sidos ei sido. Tämä johtaa siihen, että elektronikonsentraatio on suurempi kuin aukkopitoisuus, mikä muodostaa N-tyypin puolijohteen, joka tunnetaan myös elektronityyppisenä puolijohteena. N-tyypin puolijohteet ovat ratkaisevan tärkeitä laitteiden valmistuksessa, jotka vaativat elektroneja päävarauksen kantajina, kuten tietyt teholaitteet. (2) P-tyyppinen puolijohde: Kun kolmiarvoisia epäpuhtauselementtejä, kuten booria (B), galliumia (Ga) tai indiumia (In), viedään piipuolijohteeseen, epäpuhtausatomien valenssielektronit muodostavat kovalenttisia sidoksia ympäröivien piiatomien kanssa, mutta niistä puuttuu vähintään yksi valenssielektroni, eivätkä ne voi muodostaa täydellistä kovalenttista sidosta. Tämä johtaa elektronipitoisuutta suurempaan reikäkonsentraatioon, jolloin muodostuu P-tyyppinen puolijohde, joka tunnetaan myös reikätyyppisenä puolijohteena. P-tyyppiset puolijohteet ovat avainasemassa sellaisten laitteiden valmistuksessa, joissa reiät toimivat päävarauksen kantajina, kuten diodeissa ja tietyissä transistoreissa.

Resistiivisyys: Resistanssi on keskeinen fyysinen suure, joka mittaa kiillotettujen yksikiteisten piikiekkojen sähkönjohtavuutta. Sen arvo kuvastaa materiaalin sähköä johtavaa suorituskykyä. Mitä pienempi resistiivisyys on, sitä parempi piikiekon johtavuus; päinvastoin, mitä suurempi resistiivisyys, sitä huonompi johtavuus. Piikiekkojen ominaisvastus määräytyy niiden luontaisten materiaaliominaisuuksien perusteella, ja myös lämpötilalla on merkittävä vaikutus. Yleensä piikiekkojen resistiivisyys kasvaa lämpötilan myötä. Käytännön sovelluksissa eri mikroelektroniikkalaitteilla on erilaiset piikiekkojen ominaisvastusvaatimukset. Esimerkiksi integroitujen piirien valmistuksessa käytettävät kiekot tarvitsevat tarkan resistiivisyyden ohjauksen varmistaakseen laitteen vakaan ja luotettavan suorituskyvyn.

Orientaatio: Kiekon kideorientaatio edustaa piihilan kristallografista suuntaa, jonka tyypillisesti määrittelevät Millerin indeksit, kuten (100), (110), (111) jne. Eri kideorientaatioilla on erilaiset fysikaaliset ominaisuudet, kuten viivan tiheys, joka vaihtelee orientaation mukaan. Tämä ero voi vaikuttaa kiekon suorituskykyyn myöhemmissä käsittelyvaiheissa ja mikroelektronisten laitteiden lopulliseen suorituskykyyn. Valmistusprosessissa piikiekon valitseminen eri laitevaatimuksiin sopivalla tavalla voi optimoida laitteen suorituskykyä, parantaa tuotannon tehokkuutta ja parantaa tuotteen laatua.

Litteä/lovi: Piikiekon kehällä olevalla litteällä reunalla (Flat) tai V-lovella (love) on kriittinen rooli kiteen suuntauksen kohdistamisessa ja se on tärkeä tunniste kiekon valmistuksessa ja käsittelyssä. Erihalkaisijaiset kiekot vastaavat erilaisia ​​standardeja Flat- tai Notch-pituuden osalta. Kohdistusreunat luokitellaan ensisijaiseen litteään ja toissijaiseen litteään. Ensisijaista tasoa käytetään pääasiassa määrittämään kiekon peruskidesuuntaus ja prosessointireferenssi, kun taas toissijainen taso auttaa edelleen tarkassa kohdistuksessa ja prosessoinnissa varmistaen kiekon tarkan toiminnan ja yhtenäisyyden koko tuotantolinjalla.

Paksuus: Kiekon paksuus määritellään tyypillisesti mikrometreinä (μm), ja yleinen paksuus vaihtelee välillä 100 μm - 1000 μm. Eripaksuiset kiekot sopivat erilaisiin mikroelektroniikkalaitteisiin. Ohuempia kiekkoja (esim. 100 µm – 300 µm) käytetään usein lastun valmistukseen, joka vaatii tiukkaa paksuuden valvontaa, mikä pienentää sirun kokoa ja painoa ja lisää integrointitiheyttä. Paksumpia kiekkoja (esim. 500 µm – 1 000 µm) käytetään laajalti laitteissa, jotka vaativat suurempaa mekaanista lujuutta, kuten tehopuolijohdelaitteessa toiminnan vakauden varmistamiseksi.

Pinnan karheus: Pinnan karheus on yksi avainparametreista kiekkojen laadun arvioinnissa, koska se vaikuttaa suoraan kiekon ja myöhemmin kerrostetun ohutkalvomateriaalin väliseen tarttumiseen sekä laitteen sähköiseen suorituskykyyn. Se ilmaistaan ​​tavallisesti neliökeskiarvona (RMS) karheutena (nm). Pienempi pinnan karheus tarkoittaa, että kiekon pinta on tasaisempi, mikä auttaa vähentämään ilmiöitä, kuten elektronien sirontaa, ja parantaa laitteen suorituskykyä ja luotettavuutta. Kehittyneissä puolijohteiden valmistusprosesseissa pinnan karheusvaatimukset ovat yhä tiukemmat, erityisesti huippuluokan integroitujen piirien valmistuksessa, jossa pinnan karheus on säädettävä muutamaan nanometriin tai jopa alle.

Total Thickness Variation (TTV): Kokonaispaksuuden vaihtelu viittaa suurimman ja vähimmäispaksuuden väliseen eroon, joka mitataan kiekon pinnan useista kohdista, tyypillisesti μm:inä. Korkea TTV voi johtaa poikkeamiin prosesseissa, kuten fotolitografiassa ja etsauksessa, mikä vaikuttaa laitteen suorituskyvyn johdonmukaisuuteen ja tuottoon. Siksi TTV:n hallinta kiekkojen valmistuksen aikana on keskeinen askel tuotteen laadun varmistamisessa. Korkean tarkkuuden mikroelektronisten laitteiden valmistuksessa TTV:n on tyypillisesti oltava muutaman mikrometrin sisällä.

Keula: Keula tarkoittaa kiekon pinnan ja ihanteellisen tasaisen tason välistä poikkeamaa, joka mitataan tyypillisesti μm:inä. Liiallisesti taipuneet kiekot voivat rikkoutua tai kohdata epätasaista rasitusta myöhemmän käsittelyn aikana, mikä vaikuttaa tuotannon tehokkuuteen ja tuotteen laatuun. Erityisesti korkeatasoisuutta vaativissa prosesseissa, kuten valolitografiassa, taipumista on ohjattava tietyllä alueella valolitografisen kuvion tarkkuuden ja yhtenäisyyden varmistamiseksi.

Loimi: Loimi ilmaisee poikkeaman kiekon pinnan ja ihanteellisen pallomaisen muodon välillä, mitattuna myös μm:inä. Kuten keula, loimi on tärkeä indikaattori kiekkojen tasaisuudesta. Liiallinen vääntyminen ei vaikuta ainoastaan ​​kiekon sijoitustarkkuuteen käsittelylaitteistossa, vaan se voi myös aiheuttaa ongelmia lastupakkausprosessin aikana, kuten sirun ja pakkausmateriaalin välisen huonon sidoksen, mikä puolestaan ​​vaikuttaa laitteen luotettavuuteen. Huippuluokan puolijohteiden valmistuksessa loimivaatimukset ovat yhä tiukemmat, jotta ne vastaisivat kehittyneiden sirujen valmistus- ja pakkausprosessien vaatimuksia.

Reunaprofiili: Kiekon reunaprofiili on kriittinen sen myöhemmän käsittelyn ja käsittelyn kannalta. Sen määrittää tyypillisesti Edge Exclusion Zone (EEZ), joka määrittää etäisyyden kiekon reunasta, jossa käsittely ei ole sallittua. Oikein suunniteltu reunaprofiili ja tarkka talousvyöhykkeen hallinta auttavat välttämään reunavirheitä, jännityskeskittymiä ja muita käsittelyn aikana ilmeneviä ongelmia, mikä parantaa kiekkojen yleistä laatua ja tuottoa. Joissakin kehittyneissä valmistusprosesseissa reunaprofiilin tarkkuuden on oltava alle mikronin tasolla.

Partikkelien määrä: Hiukkasten lukumäärä ja kokojakauma kiekon pinnalla vaikuttavat merkittävästi mikroelektronisten laitteiden suorituskykyyn. Liialliset tai suuret hiukkaset voivat aiheuttaa laitevikoja, kuten oikosulkuja tai vuotoja, mikä vähentää tuotteen saantoa. Siksi hiukkasten määrä mitataan yleensä laskemalla hiukkaset pinta-alayksikköä kohti, kuten hiukkasten lukumäärä, jotka ovat suurempia kuin 0,3 μm. Hiukkasmäärän tiukka valvonta kiekkojen valmistuksen aikana on olennainen toimenpide tuotteen laadun varmistamiseksi. Kehittyneitä puhdistustekniikoita ja puhdasta tuotantoympäristöä käytetään minimoimaan kiekkojen pinnan hiukkaskontaminaatio.

Liittyvä tuotanto

Yksikiteinen piikiekko Si-alustatyyppi N/P Valinnainen piikarbidikiekko

FZ CZ Si kiekko varastossa 12 tuuman piikiekko Prime or Test