No florecente proceso de desenvolvemento da industria dos semicondutores, o monocristal pulidoobleas de siliciodesempeñan un papel crucial. Serven como material fundamental para a produción de diversos dispositivos microelectrónicos. Desde circuítos integrados complexos e precisos ata microprocesadores de alta velocidade e sensores multifuncionais, o monocristal pulidoobleas de silicioson esenciais. As diferenzas no seu rendemento e especificacións inflúen directamente na calidade e no rendemento dos produtos finais. A continuación móstranse as especificacións e os parámetros comúns das obleas de silicio monocristalino pulidas:

Diámetro: O tamaño das obleas de silicio monocristalino semicondutor mídese polo seu diámetro e veñen nunha variedade de especificacións. Os diámetros comúns inclúen 2 polgadas (50,8 mm), 3 polgadas (76,2 mm), 4 polgadas (100 mm), 5 polgadas (125 mm), 6 polgadas (150 mm), 8 polgadas (200 mm), 12 polgadas (300 mm) e 18 polgadas (450 mm). Os diferentes diámetros son axeitados para diversas necesidades de produción e requisitos de proceso. Por exemplo, as obleas de menor diámetro úsanse habitualmente para dispositivos microelectrónicos especiais de pequeno volume, mentres que as obleas de maior diámetro demostran unha maior eficiencia de produción e vantaxes de custos na fabricación de circuítos integrados a grande escala. Os requisitos de superficie clasifícanse como pulidas dun só lado (SSP) e pulidas de dobre lado (DSP). As obleas pulidas dun só lado úsanse para dispositivos que requiren unha alta planitude nun lado, como certos sensores. As obleas pulidas de dobre lado úsanse habitualmente para circuítos integrados e outros produtos que requiren unha alta precisión en ambas as superficies. Requisito da superficie (acabado): SSP pulido nunha soa cara / DSP pulido nas dúas caras.

Tipo/Dopante: (1) Semicondutor de tipo N: Cando se introducen certos átomos de impureza no semicondutor intrínseco, estes alteran a súa condutividade. Por exemplo, cando se engaden elementos pentavalentes como nitróxeno (N), fósforo (P), arsénico (As) ou antimonio (Sb), os seus electróns de valencia forman enlaces covalentes cos electróns de valencia dos átomos de silicio circundantes, deixando un electrón adicional non unido por un enlace covalente. Isto resulta nunha concentración de electróns maior que a concentración de buratos, formando un semicondutor de tipo N, tamén coñecido como semicondutor de tipo electrón. Os semicondutores de tipo N son cruciais na fabricación de dispositivos que requiren electróns como principais portadores de carga, como certos dispositivos de alimentación. (2) Semicondutor de tipo P: Cando se introducen elementos de impureza trivalentes como o boro (B), o galio (Ga) ou o indio (In) no semicondutor de silicio, os electróns de valencia dos átomos de impureza forman enlaces covalentes cos átomos de silicio circundantes, pero carecen de polo menos un electrón de valencia e non poden formar un enlace covalente completo. Isto leva a unha concentración de buratos maior que a concentración de electróns, formando un semicondutor de tipo P, tamén coñecido como semicondutor de tipo burato. Os semicondutores de tipo P desempeñan un papel fundamental na fabricación de dispositivos onde os buratos serven como principais portadores de carga, como os díodos e certos transistores.

Resistividade: A resistividade é unha magnitude física clave que mide a condutividade eléctrica das obleas de silicio monocristalino pulidas. O seu valor reflicte o rendemento condutivo do material. Canto menor sexa a resistividade, mellor será a condutividade da oblea de silicio; pola contra, canto maior sexa a resistividade, peor será a condutividade. A resistividade das obleas de silicio está determinada polas súas propiedades inherentes do material e a temperatura tamén ten un impacto significativo. En xeral, a resistividade das obleas de silicio aumenta coa temperatura. Nas aplicacións prácticas, os diferentes dispositivos microelectrónicos teñen diferentes requisitos de resistividade para as obleas de silicio. Por exemplo, as obleas utilizadas na fabricación de circuítos integrados necesitan un control preciso da resistividade para garantir un rendemento estable e fiable do dispositivo.

Orientación: A orientación cristalina da oblea representa a dirección cristalográfica da rede de silicio, especificada normalmente por índices de Miller como (100), (110), (111), etc. As diferentes orientacións cristalinas teñen diferentes propiedades físicas, como a densidade de liñas, que varía segundo a orientación. Esta diferenza pode afectar o rendemento da oblea nos pasos de procesamento posteriores e o rendemento final dos dispositivos microelectrónicos. No proceso de fabricación, a selección dunha oblea de silicio coa orientación axeitada para os diferentes requisitos do dispositivo pode optimizar o rendemento do dispositivo, mellorar a eficiencia da produción e mellorar a calidade do produto.

Plano/Entalla: O bordo plano (Flat) ou entalla en V (Notch) na circunferencia da oblea de silicio xoga un papel fundamental no aliñamento da orientación do cristal e é un identificador importante na fabricación e procesamento da oblea. As obleas de diferentes diámetros correspóndense con diferentes estándares para a lonxitude do plano ou entalla. Os bordos de aliñamento clasifícanse en plano primario e plano secundario. O plano primario úsase principalmente para determinar a orientación básica do cristal e a referencia de procesamento da oblea, mentres que o plano secundario axuda aínda máis no aliñamento e procesamento precisos, garantindo un funcionamento preciso e a consistencia da oblea en toda a liña de produción.

Grosor: O grosor dunha oblea especifícase normalmente en micrómetros (μm), con rangos de grosor comúns entre 100 μm e 1000 μm. As obleas de diferentes grosores son axeitadas para diferentes tipos de dispositivos microelectrónicos. As obleas máis finas (por exemplo, de 100 μm a 300 μm) úsanse a miúdo para a fabricación de chips que requiren un control estrito do grosor, o que reduce o tamaño e o peso do chip e aumenta a densidade de integración. As obleas máis grosas (por exemplo, de 500 μm a 1000 μm) úsanse amplamente en dispositivos que requiren unha maior resistencia mecánica, como os dispositivos semicondutores de potencia, para garantir a estabilidade durante o funcionamento.

Rugosidade superficial: A rugosidade superficial é un dos parámetros clave para avaliar a calidade da oblea, xa que afecta directamente á adhesión entre a oblea e os materiais de película fina depositados posteriormente, así como ao rendemento eléctrico do dispositivo. Normalmente exprésase como a rugosidade da raíz cuadrática media (RMS) (en nm). Unha menor rugosidade superficial significa que a superficie da oblea é máis lisa, o que axuda a reducir fenómenos como a dispersión de electróns e mellora o rendemento e a fiabilidade do dispositivo. Nos procesos avanzados de fabricación de semicondutores, os requisitos de rugosidade superficial son cada vez máis estritos, especialmente para a fabricación de circuítos integrados de alta gama, onde a rugosidade superficial debe controlarse a uns poucos nanómetros ou incluso menos.

Variación total do grosor (TTV): A variación total do grosor refírese á diferenza entre os grosores máximos e mínimos medidos en varios puntos da superficie da oblea, que se expresa normalmente en μm. Un TTV elevado pode provocar desviacións en procesos como a fotolitografía e o gravado, o que afecta á consistencia e ao rendemento do dispositivo. Polo tanto, controlar o TTV durante a fabricación da oblea é un paso clave para garantir a calidade do produto. Para a fabricación de dispositivos microelectrónicos de alta precisión, o TTV adoita requirirse que estea dentro duns poucos micrómetros.

Arqueamento: A arqueamento refírese á desviación entre a superficie da oblea e o plano plano ideal, que se mide normalmente en μm. As obleas cunha arqueamento excesivo poden romperse ou experimentar unha tensión desigual durante o procesamento posterior, o que afecta á eficiencia da produción e á calidade do produto. Especialmente en procesos que requiren unha alta planitude, como a fotolitografía, a arqueamento debe controlarse dentro dun rango específico para garantir a precisión e a consistencia do patrón fotolitográfico.

Deformación: A deformación indica a desviación entre a superficie da oblea e a forma esférica ideal, tamén medida en μm. Do mesmo xeito que a curvatura, a deformación é un indicador importante da planitude da oblea. Unha deformación excesiva non só afecta á precisión da colocación da oblea no equipo de procesamento, senón que tamén pode causar problemas durante o proceso de empaquetado do chip, como unha mala unión entre o chip e o material de empaquetado, o que á súa vez afecta á fiabilidade do dispositivo. Na fabricación de semicondutores de alta gama, os requisitos de deformación son cada vez máis estritos para cumprir as esixencias dos procesos avanzados de fabricación e empaquetado de chips.

Perfil de bordo: O perfil de bordo dunha oblea é fundamental para o seu posterior procesamento e manipulación. Normalmente especifícase mediante a Zona de Exclusión de Bordo (ZEE), que define a distancia desde o bordo da oblea onde non se permite o procesamento. Un perfil de bordo deseñado axeitadamente e un control preciso da ZEE axudan a evitar defectos de bordo, concentracións de tensión e outros problemas durante o procesamento, mellorando a calidade e o rendemento xerais da oblea. Nalgúns procesos de fabricación avanzados, requírese que a precisión do perfil de bordo sexa submicrónica.

Reconto de partículas: O número e a distribución do tamaño das partículas na superficie da oblea afectan significativamente o rendemento dos dispositivos microelectrónicos. O exceso de partículas ou as partículas grandes poden provocar fallos no dispositivo, como curtocircuítos ou fugas, o que reduce o rendemento do produto. Polo tanto, o reconto de partículas adoita medirse contando as partículas por unidade de área, como o número de partículas maiores de 0,3 μm. O control estrito do reconto de partículas durante a fabricación da oblea é unha medida esencial para garantir a calidade do produto. Úsanse tecnoloxías de limpeza avanzadas e un ambiente de produción limpo para minimizar a contaminación das partículas na superficie da oblea.

Produción relacionada

Oblea de silicio monocristalino Substrato de Si Tipo N/P Oblea de carburo de silicio opcional

Oblea de silicio FZ CZ en stock Oblea de silicio de 12 polgadas Prime ou Test