Som leverantör av 3 -tums kiselskivor är det av största vikt att säkerställa stabiliteten i deras egenskaper. I det här blogginlägget delar jag några viktiga strategier och praxis som vi använder för att garantera den konsekventa kvaliteten på vår3Inch Silicon Wafer (76,2 mm).
Råvaruval
Grunden för stabila kiselskivliga egenskaper ligger i valet av råvaror av hög kvalitet. Vi kommer från kisel från pålitliga leverantörer som följer strikta renhetsstandarder. Kisel som används för våra 3 -tumskivor måste ha en hög nivå av kemisk renhet, vanligtvis med minst 99.9999% (6N) renhet. Föroreningar som tungmetaller (t.ex. järn, koppar och nickel) kan påverka de elektriska och fysiska egenskaperna hos skivorna betydligt. Till exempel kan till och med spårmängder av järn fungera som rekombinationscentra, vilket minskar minoritetsföretagets livslängd i kisel, vilket är avgörande för applikationer i halvledarenheter.
Vi uppmärksammar också kristallstrukturen hos det råa kisel. Monokristallint kisel föredras för de flesta halvledarapplikationer på grund av dess regelbundna atomarrangemang. Denna ordnade struktur ger enhetliga elektriska och mekaniska egenskaper över skivan. Under urvalsprocessen använder vi avancerade analytiska tekniker som röntgendiffraktion för att verifiera kristallorienteringen och kvaliteten på det råa kisel.
Tillverkningsprocesskontroll
Tillverkningsprocessen med 3 -tums kiselskivor är en komplex och mycket kontrollerad operation. Varje steg, från kristalltillväxt till skivbehandling, kan påverka de slutliga egenskaperna för skivorna.
Kristalltillväxt
Czochralski (CZ) -metoden används vanligtvis för att odla enstaka kristaller för kisel för våra 3 -tumskivor. I denna process doppas en liten frökristall i ett smält kiselbad och dras långsamt ut medan de roterar. Genom att noggrant kontrollera draghastigheten, rotationshastigheten och temperaturgradienten kan vi säkerställa tillväxten av en högkvalitativ enkelkristall med den önskade kristallorienteringen (vanligtvis <100> eller <111>).
Under kristalltillväxt övervakar och kontrollerar vi också dopantkoncentrationen. Dopanter såsom bor (för p -typ kisel) eller fosfor (för n -typ kisel) tillsätts till det smälta kiselet för att justera den elektriska konduktiviteten hos skivorna. Exakt kontroll av dopantkoncentrationen är avgörande för att uppnå de önskade resistivitetsvärdena. Vi använder i situationssensorer och realtidsåterkopplingssystem för att upprätthålla en konstant dopande nivå under kristalltillväxtprocessen.
Skivning
Efter att kristallen har odlats skivas den i enskilda skivor med en diamantsåg. Skivningsprocessen måste kontrolleras noggrant för att minimera ytskador och variation av tjockleken. Vi använder avancerade skivmaskiner med högkontrollsystem med hög precision för att säkerställa att skivorna skivas med en jämn tjocklek och med en slät yta.
Skivpolering
Polering är ett kritiskt steg i tillverkningsprocessen som bestämmer ytan och grovheten hos skivorna. Vi använder en multi -stegpoleringsprocess som involverar kemisk - mekanisk polering (CMP). I CMP används en uppslamning som innehåller slipande partiklar och kemiska medel för att avlägsna ett tunt skikt av kisel från skivytan och samtidigt plana den.
För att säkerställa stabiliteten i poleringsprocessen kontrollerar vi trycket, rotationshastigheten och uppslamningsflödeshastigheten. Vi övervakar också regelbundet kvaliteten på uppslamningen och ersätter den vid behov. Genom att upprätthålla strikt kontroll över poleringsprocessen kan vi uppnå en ytråhet på mindre än 1 nanometer och en planhet inom några mikrometer över hela 3 -tumskivan.
Kvalitetssäkring och testning
Kvalitetssäkring är en integrerad del av vår tillverkningsprocess. Vi utför en serie tester i olika produktionsstadier för att säkerställa stabiliteten i skivegenskaperna.
Elektrotestning
Elektrisk testning används för att mäta vikarens resistivitet, bärarkoncentration och rörlighet. Vi använder fyra punktmätningar för att exakt bestämma wafers resistivitet. Denna metod innebär att applicera en ström genom två yttre sonder och mäta spänningen över två inre sonder. Genom att noggrant kalibrera mätsystemet och ta flera mätningar på olika platser på skivan kan vi få ett tillförlitligt resistivitetsvärde.
Vi utför också halleffektmätningar för att bestämma bärarkoncentrationen och rörligheten. Dessa parametrar är avgörande för att förstå de elektriska beteendet hos skivorna och säkerställa att de uppfyller specifikationerna för halvledarenhetsapplikationer.
Fysisk testning
Fysisk testning inkluderar mätningar av skivtjockleken, diameter, planhet och ytråhet. Vi använder optiska profilometrar och interferometrar för att mäta yttopografin på skivorna med hög precision. Dessa instrument kan upptäcka även små variationer i ythöjden, vilket gör att vi kan identifiera och korrigera alla problem som kan påverka arbetets prestanda.
Dessutom utför vi mekaniska tester för att utvärdera styrkan och flexibiliteten hos skivorna. Detta hjälper oss att se till att skivorna tål spänningar och stammar som är förknippade med efterföljande bearbetningssteg och enhetsförpackningar.
Miljökontroll
Miljön där skivorna tillverkas och lagras kan ha en betydande inverkan på deras egenskaper. Vi upprätthåller en renrumsmiljö med strikt temperatur, luftfuktighet och partikelkontroll.
Temperaturfluktuationer kan orsaka värmeväxt och sammandragning av skivorna, vilket kan leda till stress och vridning. Vi kontrollerar temperaturen i våra renrum till inom ± 1 ° C för att minimera dessa effekter. Luftfuktighet kan också påverka ytan hos skivorna, eftersom vattenånga kan reagera med kiselytan och orsaka oxidation. Vi upprätthåller den relativa fuktigheten vid cirka 40 - 50% för att förhindra dessa problem.
Partikelföroreningar är ett annat stort problem vid halvledartillverkning. Till och med en enda partikel på skivytan kan orsaka defekter i halvledarenheterna tillverkade på den. Vi använder högeffektivpartikelluftsfilter (HEPA) och renrumsplagg för att minimera partikelföroreningar. Regelbunden rengöring och underhåll av tillverkningsutrustningen och renrumsanläggningar är också viktiga för att säkerställa en partikelfri miljö.
Jämförelse med större skivor
Medan vi fokuserar på 3 -tums kiselskivor är det intressant att jämföra dem med större skivor som8 tum kiselskiva (200 mm)och6 tum kiselskiva (150 mm). Större skivor erbjuder flera fördelar när det gäller kostnad - effektivitet och genomströmning inom halvledartillverkning. Att säkerställa att stabiliteten hos egenskaperna blir mer utmanande när skivstorleken ökar.
Den större ytan på 8 - tum och 6 -tums skivor gör dem mer mottagliga för temperaturgradienter, mekanisk stress och partikelföroreningar under tillverkningsprocessen. Som ett resultat krävs mer sofistikerade processkontroll och kvalitetssäkringstekniker för att uppnå samma nivå av fastighetsstabilitet som 3 -tumskivor.
Slutsats
Att säkerställa stabiliteten hos 3 -tums kiselskivegenskaper kräver ett omfattande tillvägagångssätt som omfattar val av råvaror, tillverkningsprocesskontroll, kvalitetssäkring och miljökontroll. Genom att implementera strikta kvalitetshanteringssystem och använda avancerade tillverknings- och testtekniker kan vi förse våra kunder med högkvalitativa kiselskivor av hög kvalitet som uppfyller deras specifika krav.
Om du är intresserad av att köpa våra 3 -tums kiselskivor eller har några frågor om våra produkter, vänligen kontakta oss för ytterligare diskussion. Vi är engagerade i att ge dig de bästa lösningarna för dina halvledarproduktionsbehov.
Referenser
- Sze, SM (1981). Fysik för halvledarenheter. Wiley - Interscience.
- Hu, C. (2009). Moderna halvledarenheter för integrerade kretsar. Prentice Hall.
- Madou, MJ (2002). Grundläggande mikrofabricering: Miniatyriseringsvetenskapen. CRC Press.