Výroba oblátok

Ako technológia napreduje, dopyt pooblátkystále stúpa. V súčasnosti sú bežné veľkosti kremíkových doštičiek na domácom trhu 100 mm, 150 mm a 200 mm. Zväčšenie priemeru kremíkaoblátkymôže znížiť výrobné náklady každého čipu, čo vedie k rastúcemu dopytu po 300 mm kremíkových plátkoch. Väčšie priemery však tiež kladú prísnejšie požiadavky na kľúčové parametre, ako je rovinnosť povrchu plátku, kontrola stopových nečistôt, vnútorné defekty a obsah kyslíka. V dôsledku toho sa výroba plátkov stala hlavným zameraním výskumu výroby čipov.

Predtým, ako sa ponoríme do výroby doštičiek, je nevyhnutné porozumieť základnej kryštálovej štruktúre.

Rozdiel vo vnútornej atómovej organizácii materiálov je rozhodujúcim faktorom pri rozlišovaní medzi nimi. Kryštalické materiály, ako je kremík a germánium, majú atómy usporiadané v pevnej periodickej štruktúre, zatiaľ čo nekryštalickým materiálom, ako sú plasty, toto usporiadané usporiadanie chýba. Kremík sa objavil ako primárny materiál pre doštičky vďaka svojej jedinečnej štruktúre, priaznivým chemickým vlastnostiam, prirodzenému množstvu a ďalším výhodám.

Kryštalické materiály majú dve úrovne atómovej organizácie. Prvou úrovňou je štruktúra jednotlivých atómov, tvoriacich jednotkovú bunku, ktorá sa periodicky opakuje v celom kryštáli. Druhá úroveň sa týka celkového usporiadania týchto jednotkových buniek, známych ako mriežková štruktúra, kde atómy zaberajú špecifické pozície v mriežke. Počet atómov v jednotkovej bunke, ich vzájomné polohy a väzbová energia medzi nimi určujú rôzne vlastnosti materiálu. Štruktúra kremíkových kryštálov je kategorizovaná ako diamantová štruktúra, zložená z dvoch sád plošne centrovaných kubických mriežok presadených pozdĺž uhlopriečky o jednu štvrtinu dĺžky uhlopriečky.

Charakteristiky periodicity a symetrie v kryštáloch si vyžadujú jednoduchšiu metódu opisu polôh atómov namiesto použitia univerzálneho trojrozmerného pravouhlého súradnicového systému. Aby sme lepšie opísali rozloženie atómov v kryštáli na základe jeho periodicity mriežky, vyberieme základnú bunku podľa troch hlavných princípov. Táto základná bunka efektívne odráža periodicitu a symetriu kryštálu a slúži ako najmenšia opakujúca sa jednotka. Po určení atómových súradníc v jednotkovej bunke môžeme ľahko odvodiť relatívne polohy častíc v celom kryštáli. Vytvorením súradnicového systému založeného na troch okrajových vektoroch základnej bunky môžeme výrazne zjednodušiť proces opisu kryštálovej štruktúry.

Kryštalická rovina je definovaná ako plochý povrch vytvorený usporiadaním atómov, iónov alebo molekúl v kryštáli. Naopak, kryštálový smer sa týka špecifickej orientácie týchto atómových usporiadaní.

Kryštálové roviny sú znázornené pomocou Millerových indexov. Zátvorky () zvyčajne označujú kryštálové roviny, hranaté zátvorky [] označujú smery kryštálov, uhlové zátvorky <> označujú rodiny smerov kryštálov a zložené zátvorky {} predstavujú rodiny kryštálových rovín. Pri výrobe polovodičov sú najbežnejšie používané kryštálové roviny pre kremíkové doštičky (100), (110) a (111). Každá kryštálová rovina má jedinečné vlastnosti, vďaka čomu je vhodná pre rôzne výrobné procesy.

Napríklad (100) kryštálové roviny sa prevažne používajú pri výrobe zariadení MOS kvôli ich priaznivým povrchovým vlastnostiam, ktoré uľahčujú kontrolu nad prahovým napätím. Okrem toho s doštičkami s (100) kryštálovými rovinami sa počas spracovania ľahšie manipuluje a majú relatívne ploché povrchy, vďaka čomu sú ideálne na výrobu rozsiahlych integrovaných obvodov. Naproti tomu (111) kryštálové roviny, ktoré majú vyššiu atómovú hustotu a nižšie náklady na rast, sa často využívajú v bipolárnych zariadeniach. Tieto roviny možno dosiahnuť starostlivým riadením smeru kryštálu počas procesu rastu výberom vhodného smeru zárodočného kryštálu.

Kryštálová rovina (100) je rovnobežná s osou Y-Z a pretína os X v bode, kde je jednotková hodnota 1. Kryštálová rovina (110) pretína os X aj Y, zatiaľ čo rovina kryštálu (111) pretína všetky tri osi: X, Y a Z.

V štrukturálnej perspektíve má kryštálová rovina (100) štvorcový tvar, zatiaľ čo kryštálová rovina (111) nadobúda trojuholníkový tvar. V dôsledku variácií v štruktúre medzi rôznymi kryštálovými rovinami sa tiež líši spôsob, akým sa plátok láme. Oblátky orientované pozdĺž <100> majú tendenciu sa lámať do štvorcových tvarov alebo vytvárať zlomy v pravom uhle (90°), zatiaľ čo plátky orientované pozdĺž <111> sa lámu na trojuholníkové fragmenty.

Vzhľadom na jedinečné chemické, elektrické a fyzikálne vlastnosti spojené s vnútornými štruktúrami kryštálov špecifická kryštálová orientácia plátku výrazne ovplyvňuje jeho celkový výkon. V dôsledku toho je dôležité udržiavať prísnu kontrolu nad orientáciou kryštálov počas procesu prípravy.

Semicorex ponúka vysokú kvalitupolovodičové doštičky. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com