Millistele näitajatele tuleks sobivate vahvlite valimisel tähelepanu pöörata?

Vahvlite valikul on oluline mõju pooljuhtseadmete arendamisele ja tootmisele.Vahvelvalikul tuleks juhinduda konkreetsete rakendusstsenaariumide nõuetest ja seda tuleks hoolikalt hinnata, kasutades järgmisi olulisi mõõdikuid.

1. Paksuse kogumuutus:

Vahvli pinnal mõõdetud maksimaalse ja minimaalse paksuse erinevust nimetatakse TTV-ks.  See on oluline mõõdik paksuse ühtluse mõõtmisel ja suuremat jõudlust näitavad väiksemad väärtused.

2. Vibu ja lõime:

Vööri indikaator keskendub vahvli keskosa vertikaalsele nihkele, mis peegeldab ainult kohalikku paindeolekut. See sobib kohaliku tasasuse suhtes tundlike stsenaariumide hindamiseks. Lõime indikaator on kasulik üldise tasasuse ja moonutuste hindamiseks, kuna see võtab arvesse kogu vahvli pinna kõrvalekaldeid ja annab teavet kogu vahvli üldise tasasuse kohta.

3. Osakesed:

Osakeste saastumine vahvli pinnal võib mõjutada seadme tootmist ja jõudlust, mistõttu on vaja minimeerida osakeste teket tootmisprotsessi ajal ja kasutada spetsiaalseid puhastusprotsesse, et vähendada ja eemaldada pinnaosakeste saastumist.

4. Karedus:

Karedus viitab indikaatorile, mis mõõdab vahvli pinna tasasust mikroskoopilisel skaalal, mis erineb makroskoopilisest tasapinnast. Mida väiksem on pinna karedus, seda siledam on pind. Sellised probleemid nagu õhukese kile ebaühtlane sadestumine, hägused fotolitograafilise mustri servad ja halb elektriline jõudlus võivad tuleneda liigsest karedusest.

5. defektid:

Vahvli defektid viitavad mehaanilisel töötlemisel tekkinud mittetäielikele või ebakorrapärastele sõrestikstruktuuridele, mis omakorda moodustavad mikrotorusid, nihestusi, kriimustusi sisaldavad kristallide kahjustuskihid. See kahjustab vahvli mehaanilisi ja elektrilisi omadusi ning võib lõpuks põhjustada kiibi rikke.

6. Juhtivuse tüüp/lisand:

Sõltuvalt dopingukomponentidest on kahte tüüpi vahvleid n-tüüpi ja p-tüüpi. n-tüüpi vahvlid on tavaliselt juhtivuse saavutamiseks legeeritud V rühma elementidega. Fosfor (P), arseen (As) ja antimon (Sb) on tavalised dopinguelemendid. P-tüüpi vahvlid on peamiselt legeeritud III rühma elementidega, tavaliselt booriga (B). Legeerimata räni nimetatakse sisemiseks räniks. Selle sisemised aatomid on omavahel seotud kovalentsete sidemetega, moodustades tahke struktuuri, muutes selle elektriliselt stabiilseks isolaatoriks. Reaalses tootmises pole aga sisemisi räniplaate, mis oleksid täiesti lisanditeta.

7. Takistus:

Vahvli takistuse juhtimine on oluline, kuna see mõjutab otseselt pooljuhtseadmete jõudlust. Vahvlite takistuse muutmiseks dopingutavad tootjad neid tavaliselt. Kõrgemate lisandite kontsentratsioonide tulemuseks on väiksem takistus, samas kui dopindi madalam kontsentratsioon põhjustab suuremat takistust.

Kokkuvõtteks on soovitatav enne vahvlite valimist selgeks teha järgnevad protsessitingimused ja seadmete piirangud ning seejärel teha valik ülaltoodud näitajate alusel, et tagada kaks eesmärki – pooljuhtseadmete arendustsükli lühendamine ja tootmiskulude optimeerimine.