Produkcja wafli

Wraz z postępem technologii zapotrzebowanie nawaflenadal rośnie. Obecnie główne rozmiary płytek krzemowych na rynku krajowym to 100 mm, 150 mm i 200 mm. Zwiększanie średnicy krzemuwaflemoże obniżyć koszty produkcji każdego chipa, co prowadzi do rosnącego popytu na płytki krzemowe o średnicy 300 mm. Jednak większe średnice nakładają również bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące kluczowych parametrów, takich jak płaskość powierzchni płytki, kontrola śladowych zanieczyszczeń, defekty wewnętrzne i zawartość tlenu. W rezultacie produkcja płytek stała się głównym przedmiotem badań nad produkcją chipów.

Przed przystąpieniem do produkcji płytek należy zrozumieć podstawową strukturę kryształu.

Różnica w wewnętrznej organizacji atomowej materiałów jest kluczowym czynnikiem umożliwiającym ich rozróżnienie. Materiały krystaliczne, takie jak krzem i german, mają atomy ułożone w ustalonej strukturze okresowej, podczas gdy materiały niekrystaliczne, takie jak tworzywa sztuczne, nie mają takiego uporządkowanego układu. Krzem stał się podstawowym materiałem na płytki ze względu na jego unikalną strukturę, korzystne właściwości chemiczne, naturalną obfitość i inne zalety.

Materiały krystaliczne mają dwa poziomy organizacji atomowej. Pierwszy poziom to struktura poszczególnych atomów, tworzących komórkę elementarną, która okresowo powtarza się w całym krysztale. Drugi poziom odnosi się do ogólnego układu tych komórek elementarnych, znanego jako struktura sieci, w której atomy zajmują określone pozycje w sieci. Liczba atomów w komórce elementarnej, ich względne położenie i energia wiązania między nimi określają różne właściwości materiału. Strukturę kryształu krzemu klasyfikuje się jako strukturę diamentu, składającą się z dwóch zestawów sześciennych sieci centrowanych na ścianie, przesuniętych wzdłuż przekątnej o jedną czwartą długości przekątnej.

Charakterystyka okresowości i symetrii w kryształach wymaga prostszej metody opisywania pozycji atomów, zamiast stosowania uniwersalnego trójwymiarowego prostokątnego układu współrzędnych. Aby lepiej opisać rozkład atomów w krysztale w oparciu o okresowość sieci, wybieramy komórkę elementarną zgodnie z trzema przewodnimi zasadami. Ta komórka elementarna skutecznie odzwierciedla okresowość i symetrię kryształu i służy jako najmniejsza powtarzalna jednostka. Po określeniu współrzędnych atomowych w komórce elementarnej możemy łatwo wywnioskować względne położenie cząstek w całym krysztale. Ustalając układ współrzędnych w oparciu o trzy wektory krawędzi komórki elementarnej, możemy znacznie uprościć proces opisu struktury kryształu.

Płaszczyznę kryształu definiuje się jako płaską powierzchnię utworzoną przez rozmieszczenie atomów, jonów lub cząsteczek w krysztale. I odwrotnie, kierunek kryształu odnosi się do określonej orientacji tych układów atomowych.

Płaszczyzny kryształów są reprezentowane za pomocą wskaźników Millera. Zwykle nawiasy () oznaczają płaszczyzny kryształów, nawiasy kwadratowe [] wskazują kierunki kryształów, nawiasy kątowe <> oznaczają rodziny kierunków kryształów, a nawiasy klamrowe {} reprezentują rodziny płaszczyzn kryształów. W produkcji półprzewodników najczęściej stosowanymi płaszczyznami kryształów płytek krzemowych są (100), (110) i (111). Każda płaszczyzna kryształu posiada unikalne cechy, dzięki czemu nadaje się do różnych procesów produkcyjnych.

Na przykład (100) płaszczyzny kryształów są głównie stosowane w produkcji urządzeń MOS ze względu na ich korzystne właściwości powierzchni, które ułatwiają kontrolę napięcia progowego. Dodatkowo płytki posiadające (100) płaszczyzn kryształów są łatwiejsze w obsłudze podczas przetwarzania i mają stosunkowo płaskie powierzchnie, co czyni je idealnymi do produkcji układów scalonych na dużą skalę. Natomiast (111) płaszczyzny kryształów, które mają wyższą gęstość atomową i niższe koszty wzrostu, są często wykorzystywane w urządzeniach bipolarnych. Płaszczyzny te można osiągnąć poprzez ostrożne zarządzanie kierunkiem kryształu podczas procesu wzrostu, wybierając odpowiedni kierunek kryształu zaszczepiającego.

Płaszczyzna kryształu (100) jest równoległa do osi Y-Z i przecina oś X w punkcie, w którym wartość jednostkowa wynosi 1. Płaszczyzna kryształu (110) przecina obie osie X i Y, natomiast płaszczyzna kryształu (111) przecina się wszystkie trzy osie: X, Y i Z.

Z perspektywy strukturalnej płaszczyzna kryształu (100) ma kształt kwadratu, natomiast płaszczyzna kryształu (111) przyjmuje kształt trójkąta. Ze względu na różnice w strukturze różnych płaszczyzn kryształu, sposób pękania płytki również jest różny. Wafle zorientowane wzdłuż <100> mają tendencję do łamania się na kształty kwadratowe lub tworzą pęknięcia pod kątem prostym (90°), natomiast zorientowane wzdłuż <111> rozpadają się na fragmenty trójkątne.

Biorąc pod uwagę unikalne właściwości chemiczne, elektryczne i fizyczne związane z wewnętrznymi strukturami kryształów, specyficzna orientacja kryształów płytki znacząco wpływa na jej ogólną wydajność. W związku z tym istotne jest zachowanie ścisłej kontroli nad orientacją kryształów podczas procesu przygotowania.

Semicorex oferuje wysoką jakośćpłytki półprzewodnikowe. Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub potrzebujesz dodatkowych szczegółów, nie wahaj się z nami skontaktować.

Numer telefonu kontaktowego +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com