Silikon Wafer parametrelerinin kapsamlı analizi: Temelliklerden Uygulamalara

I. Giriş

Silikon levhalar yarı iletken endüstrisinin temel taşıdır ve çip üretiminde, fotovoltaik, MEMS (Mikro-Elektro-Mekanik Sistemler) ve daha fazlasında yaygın olarak kullanılır.Performansları ürünü doğrudan etkiler.Bu nedenle, silikon levha parametrelerini anlamak ilgili alanlardaki profesyoneller için kritik önem taşır.Bu makalede silikon levhaların özellikleri ayrıntılı bir şekilde gözden geçiriliyor., kristal yapısı, geometrik boyutlar, yüzey kalitesi, elektrik özellikleri, mekanik performans ve pratik uygulamalar dahil.

Yarım iletken plaka üretimi

II. Silikon levhalarının Temel kavramları ve sınıflandırması

1Silikon Wafers Tanımı

Silikon levhaları, kesme, öğütme ve cilalama işlemleri ile üretilen tek kristalin silikonun ince dilimleridir.Optoelektronik cihazlar, vb. Üretim yöntemlerine ve uygulamalarına dayanarak, silikon levhalar aşağıdaki kategorilere ayrılır:

CZ (Czochralski) Wafers:Yüksek saflık, hassaslık IC'leri için tek kristalin silikon.

· FZ (Yüzen Bölge) plakalar:Ultra düşük dislokasyon yoğunluğu, gelişmiş düğümler için idealdir.

· Çok Kristalin Waferler:Seri üretim için maliyet açısından verimli (örneğin güneş hücreleri).

· Sapphire substratları:Silikon olmayan, ancak yüksek sertliği ve termal kararlılığı nedeniyle LED'lerde kullanılır.

ZMSH'nin 8 inçlik silikon levhaları.

III. Silikon levhalarının Anahtar parametreleri

1Geometrik Boyutlar

· Kalınlık: 200μm ila 750μm arasında değişir (± 2μm tolerans). Ultra ince vafeler < 100μm olabilir.

· Diametresi: Standart 300mm; gelişmiş levhalar 450mm veya 600mm kullanabilir.

· Toplam Kalınlık Değişimi (TTV): Tekdüzelik için kritik, tipik olarak ≤3μm.

Anormal silikon levha kalınlığı test noktası dağılım haritası

2Yüzey kalitesi

· Yüzey Kabalığı: Yüksek hassasiyetli litografi için <0.2nm RMS.

· Kusurlar: Çizikler (<50μm uzunluk), çukurlar (<0.3μm derinlik), parçacık kirliliği (<0.1μm).

Silikon levhalardaki yüzey kusurlarının tespiti

· Temizlik: Cihaz kirliliğini önlemek için metal kalıntıları <10ppm.

3. Elektriksel Özellikler

· Direnci:

- CZ: 0.001 ‰ 100 Ω·cm.

- FZ: 100~20.000 Ω·cm (yüksek güçlü cihazlar için).

· Taşıyıcı ömrü: En iyi performans için > 100μs.

· Doping Tipi: P-tipi, N-tipi veya özel iletkenlik için içsel (dopsiz).

4. Kristal Kalite

· Dislokasyon yoğunluğu: Yüksek kaliteli waferler için < 100 cm−2.

· Oksijen içeriği: 107~108 atom/cm3 (termal istikrarı etkiler).

· Mikro kusurlar: Mikro çatlaklar, boşluklar ve metal kirlilikleri en aza indirgenmelidir.

5Mekanik Özellikler

· Yay: ≤20μm (düzlük sapması).

· Warp: ≤30μm (global düz olmayanlık).

· Eğilme Dayanıklılığı: Kesme / öğütme sırasında dayanıklılık için kritik.

6. Süreç Uyumluluğu

· Kesim açısı: Tipik olarak tekdüze epitaksiyel büyüme için <7°.

· Kristal yönelimi: örneğin, kazıma dayanıklı litografi için (111).

· Üretim yöntemleri: Tek / çift taraflı cilalama, ultra ince / kalın işleme, dizeleme, delme ve kenar profilleri.

Silikon levha üretim süreci

IV. Başvurular

1Yarım iletken IC'ler:Wafer parametreleri (warp, direnç, metal kirliliği) çip performansını tanımlar.

2Fotovoltaik:Çok kristalin levhalar güneş hücrelerine hakimdir; kalınlık ve yüzey kalitesi etki verimliliğini artırır.

3MEMS:Yüzey finişi ve mekanik hassasiyet sensör/aktüatör güvenilirliğini belirler.

4Parçacık dedektörleri:Yüksek enerjili fizik, wafer kalınlığına ve uzaysal çözünürlüğe dayanır.

V. Gelecekteki Eğilimler

· Küçük Düğümler:Gelişmiş IC'ler için daha ince levhalar.

· Daha sıkı toleranslar:Daha iyi yüzey/geometrik doğruluk.

· Alternatif malzemeler:Sapphire, SiC niş uygulamalar için.

Akıllı Üretim:Yapay zekaya dayalı süreç optimizasyonu.

VI. Sonuç

Silikon levhaları yarı iletken inovasyon için çok önemlidir.ZMSH gibi uzmanlarla ortaklık kurarak hassas özelleştirme, uçtan uca kalite kontrolü ve ölçeklenebilir çözümler, endüstrinin teknolojik sınırları zorlamasını sağlar.

* Lütfen herhangi bir telif hakkı sorunu için bizimle iletişime geçin, ve biz derhal bunları ele alacağız.