Всеобъемлющий анализ параметров кремниевых пластинок: от основ до применения

I. Введение

Кремниевые пластинки являются краеугольным камнем полупроводниковой промышленности, широко используются в производстве микросхем, фотоэлектрической энергетике, MEMS (микроэлектромеханические системы) и многом другом.Их производительность напрямую влияет на урожайностьТаким образом, понимание параметров кремниевых пластин имеет решающее значение для специалистов в смежных областях.В этой статье представлен подробный обзор характеристик кремниевых пластинок, включая кристаллическую структуру, геометрические габариты, качество поверхности, электрические свойства, механические характеристики и практические применения.

Изготовление полупроводниковых пластин

II. Основные понятия и классификация кремниевых пластин

1. Определение кремниевых пластин

Кремниевые пластины - это тонкие ломтики монокристаллического кремния, полученные путем резки, измельчения и полировки.оптоэлектронные устройства, и т. д. В зависимости от методов производства и применения кремниевые пластины классифицируются как:

· Вафли CZ (Czochralski):Высокочистый, однородный монокристаллический кремний для высокоточных ИК.

· ФЗ (плавучая зона) пластинки:Ультра низкая плотность вывихов, идеально подходит для чипов с продвинутыми узлами.

· Многокристаллические пластинки:Эффективное по стоимости для массового производства (например, солнечные батареи).

· Сапфировые субстраты:Не из кремния, но используется в светодиодах из-за высокой твердости и тепловой устойчивости.

8-дюймовые кремниевые пластинки ZMSH

III. Ключевые параметры кремниевых пластин

1. Геометрические размеры

· Толщина: от 200 мкм до 750 мкм (толерантность ± 2 мкм).

· Диаметр: стандартный - 300 мм; продвинутые пластины могут использовать 450 мм или 600 мм.

· Общее изменение толщины (TTV): критически важно для однородности, обычно ≤3 мкм.

Карта распределения испытательных точек для аномальной толщины кремниевой пластины

2Качество поверхности

· Поверхностная шероховатость: < 0,2 нм RMS для высокоточной литографии.

· Дефекты: царапины (длина < 50 мкм), ямы (глубина < 0,3 мкм), загрязнение частицами (< 0,1 мкм).

Выявление дефектов поверхности на кремниевых пластинах

· Чистота: остатки металлов < 10 ppm для предотвращения загрязнения устройства.

3. Электрические свойства

· Сопротивляемость:

- CZ: 0,001 ≈ 100 Ω·cm.

- FZ: 100 ‰ 20 000 Ω·cm (для высокомощных устройств).

· Продолжительность жизни носителя: > 100 мкм для оптимальной производительности.

· Тип допинга: P-тип, N-тип или внутренний (без допинга) для индивидуальной проводимости.

4. Кристальное качество

· Плотность дислокации: < 100 см-2 для высококачественных пластин.

· Содержание кислорода: 107108 атомов/см3 (влияет на тепловую стабильность).

· Микродефекты: микротрещины, пустоты и металлонечистия должны быть сведены к минимуму.

5Механические свойства

· Круг: ≤ 20 мкм (отклонение плоскости).

· Warp: ≤30μm (глобальная неплоскость).

· Прочность на изгиб: критически важна для долговечности при резке/мольте.

6Совместимость процессов

· Угол отрезки: обычно < 7° для равномерного эпитаксиального роста.

· Кристаллическая ориентация: например, (111) для литографии, устойчивой к гравировке.

· Способы изготовления: односторонняя/двойная полировка, сверхтонкая/толстая обработка, резка, бурение и профилирование краев.

Процесс производства кремниевых пластинок

IV. Заявки

1. Полупроводниковые интерфейсы:Параметры пластинки (варп, сопротивляемость, загрязнение металла) определяют производительность чипа.

2. фотоэлектрическая энергия:Многокристаллические пластины доминируют в солнечных батареях; толщина и качество поверхности влияют на эффективность.

3МЭМС:Окончание поверхности и механическая точность определяют надежность датчика/актуатора.

4Детекторы частиц:Физика высоких энергий основана на толщине пластины и пространственном разрешении.

V. Будущие тенденции

· Меньшие узлы:Более тонкие пластинки для продвинутых ИС.

· Более строгие толерантности:Улучшенная поверхность/геометрическая точность.

· Альтернативные материалы:Сапфир, Си-Си для нишевых применений.

· Умное производство:Оптимизация процессов на основе ИИ.

VI. Заключение

Кремниевые пластинки имеют решающее значение для инноваций в полупроводниках.Партнерство с экспертами, такими как ZMSH, предлагает высокоточные настройки, комплексный контроль качества и масштабируемые решения позволяют отрасли преодолевать технологические границы.

* Пожалуйста, свяжитесь с нами для любых проблем с авторским правом, и мы немедленно решим их.