Vahvlite valmistamine

Tehnoloogia arenedes suureneb nõudlusvahvlidjätkab tõusu. Praegu on siseturul levinud räniplaatide suurused 100 mm, 150 mm ja 200 mm. Räni läbimõõdu suurendaminevahvlidvõib vähendada iga kiibi tootmiskulusid, mis toob kaasa kasvava nõudluse 300 mm räniplaatide järele. Suuremad läbimõõdud seavad aga ka rangemad nõuded sellistele põhiparameetritele nagu vahvli pinna tasasus, lisandijälgede kontroll, sisemised defektid ja hapnikusisaldus. Sellest tulenevalt on vahvlite tootmine muutunud kiibi tootmise uurimise peamiseks fookuseks.

Enne vahvlitootmisse süvenemist on oluline mõista selle aluseks olevat kristallstruktuuri.

Materjalide sisemise aatomikorralduse erinevus on nende eristamisel otsustava tähtsusega tegur. Kristallilistel materjalidel, nagu räni ja germaanium, on aatomid paigutatud kindlasse perioodilisse struktuuri, samas kui mittekristallilistel materjalidel, nagu plastidel, see järjestatud paigutus puudub. Räni on kujunenud vahvlite esmaseks materjaliks tänu oma ainulaadsele struktuurile, soodsatele keemilistele omadustele, looduslikule arvukusele ja muudele eelistele.

Kristallilistel materjalidel on kaks aatomikorralduse taset. Esimene tase on üksikute aatomite struktuur, moodustades ühikraku, mis kordub perioodiliselt kogu kristalli ulatuses. Teine tase viitab nende ühikrakkude üldisele paigutusele, mida tuntakse võre struktuurina, kus aatomid hõivavad võres teatud positsioonid. Aatomite arv ühikrakus, nende suhteline asend ja nendevaheline sidumisenergia määravad materjali erinevad omadused. Ränikristallstruktuur liigitatakse teemantstruktuuriks, mis koosneb kahest näokeskse kuupvõre komplektist, mis on piki diagonaali nihutatud veerandi diagonaali pikkusest.

Kristallide perioodilisuse ja sümmeetria omadused nõuavad lihtsamat meetodit aatomite positsioonide kirjeldamiseks, mitte universaalse kolmemõõtmelise ristkülikukujulise koordinaatsüsteemi kasutamise. Aatomijaotuse paremaks kirjeldamiseks kristallis selle võre perioodilisuse põhjal valime ühikraku kolme juhtpõhimõtte järgi. See elementelement peegeldab tõhusalt kristalli perioodilisust ja sümmeetriat ning toimib väikseima korduva üksusena. Kui aatomikoordinaadid ühikurakus on kindlaks määratud, saame hõlpsasti järeldada osakeste suhtelisi asukohti kogu kristallis. Luues ühikelemendi kolmel servavektoril põhineva koordinaatsüsteemi, saame kristallstruktuuri kirjeldamise protsessi oluliselt lihtsustada.

Kristallitasapind on defineeritud kui tasane pind, mis moodustub aatomite, ioonide või molekulide paigutusest kristallis. Vastupidi, kristalli suund viitab nende aatomite paigutuste konkreetsele orientatsioonile.

Kristalltasandid on kujutatud Milleri indeksite abil. Tavaliselt tähistavad sulud () kristalli tasapindu, nurksulud [] tähistavad kristalli suundi, nurksulud <> tähistavad kristallide suundade perekondi ja lokkis sulud {} tähistavad kristallitasandite perekondi. Pooljuhtide tootmises on räniplaatide jaoks kõige sagedamini kasutatavad kristalltasandid (100), (110) ja (111). Igal kristalltasandil on unikaalsed omadused, mistõttu need sobivad erinevate tootmisprotsesside jaoks.

Näiteks (100) kristalltasandit kasutatakse valdavalt MOS-seadmete valmistamisel nende soodsate pinnaomaduste tõttu, mis hõlbustavad lävipinge kontrolli. Lisaks on (100) kristalltasandiga vahvleid töötlemise ajal lihtsam käsitseda ja neil on suhteliselt lamedad pinnad, mis muudab need ideaalseks suuremahuliste integraallülituste tootmiseks. Seevastu (111) kristalltasapindu, millel on suurem aatomitihedus ja madalamad kasvukulud, kasutatakse sageli bipolaarsetes seadmetes. Neid tasapindu saab saavutada, kui hallata hoolikalt kristallide suunda kasvuprotsessi ajal, valides idukristalli sobiva suuna.

Kristallitasand (100) on paralleelne Y-Z teljega ja lõikub X-teljega punktis, kus ühiku väärtus on 1. Kristallitasapind (110) lõikub nii X- kui ka Y-telgedega, samas kui (111) kristalltasand lõikub. kõik kolm telge: X, Y ja Z.

Struktuurilises perspektiivis moodustab (100) kristalltasand ruudu kuju, samas kui (111) kristalltasand võtab kolmnurkse kuju. Erinevate kristallitasandite struktuuride erinevuste tõttu on ka vahvli purunemise viis erinev. Piki <100> orienteeritud vahvlid kipuvad murduma ruudukujulisteks kujunditeks või tekitama täisnurga all (90°) katkeid, samas kui piki <111> orienteeritud vahvlid purunevad kolmnurkseteks fragmentideks.

Arvestades kristallide sisemiste struktuuridega seotud ainulaadseid keemilisi, elektrilisi ja füüsikalisi omadusi, mõjutab vahvli konkreetne kristallide orientatsioon oluliselt selle üldist jõudlust. Järelikult on ülioluline säilitada kristallide orientatsiooni range kontroll valmistamise ajal.

Semicorex pakub kõrget kvaliteetipooljuhtvahvlid. Kui teil on küsimusi või vajate lisateavet, võtke meiega ühendust.

Kontakttelefon # +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com