Som leverantör av 6-tums kiselwafers stöter jag ofta på förfrågningar om krypmotståndet hos dessa väsentliga komponenter i halvledarindustrin. Krypmotstånd är en avgörande egenskap som bestämmer den långsiktiga prestandan och tillförlitligheten hos kiselskivor under olika driftsförhållanden. I det här blogginlägget kommer jag att fördjupa mig i begreppet krypmotstånd, dess betydelse för 6-tums kiselwafers och hur det påverkar den övergripande kvaliteten på halvledarenheter.
Förstå krypmotstånd
Krypning är en tidsberoende deformation som uppstår i material när de utsätts för en konstant belastning eller påkänning under en längre period. Detta fenomen är särskilt relevant i högtemperaturapplikationer, där den termiska energin kan få atomer att röra sig och ordna om, vilket leder till en gradvis förändring av materialets form. Krypmotstånd hänvisar därför till ett materials förmåga att motstå denna deformation och bibehålla dess strukturella integritet under långvarig påkänning.
I samband med kiselskivor är krypmotståndet väsentligt för att säkerställa dimensionsstabiliteten och elektriska prestanda hos halvledarenheter. Under tillverkningsprocessen utsätts wafers för olika termiska och mekaniska påfrestningar, såsom högtemperaturglödgning, kemisk etsning och mekanisk polering. Dessa processer kan inducera inre spänningar i skivan, vilket kan orsaka krypdeformation med tiden. Om skivan har dåligt krypmotstånd kan den skeva, böjas eller spricka, vilket leder till defekter i de halvledarenheter som tillverkats på dess yta.
Faktorer som påverkar krypmotståndet hos 6-tums kiselskivor
Flera faktorer påverkar krypmotståndet hos 6-tums kiselskivor, inklusive kristallstrukturen, föroreningskoncentrationen och bearbetningsförhållandena.
Kristallstruktur
Kristallstrukturen hos kisel spelar en viktig roll för att bestämma dess krypmotstånd. Enkelkristallint kisel, som har ett mycket ordnat atomarrangemang, uppvisar i allmänhet bättre krypmotstånd än polykristallint kisel, som består av flera små kristaller med slumpmässig orientering. Detta beror på att det vanliga atomgittret i enkristallint kisel ger en mer stabil struktur som är mindre benägen för atomär diffusion och dislokationsrörelse, vilket är de primära mekanismerna som är ansvariga för krypdeformation.
Föroreningskoncentration
Förekomsten av föroreningar i kisel kan också påverka dess krypmotstånd. Föroreningar kan fungera som hinder för atomär diffusion och dislokationsrörelse, vilket ökar materialets motståndskraft mot krypning. Emellertid kan överdriven föroreningskoncentration också introducera gallerdefekter och spänningskoncentrationer, vilket kan minska krypmotståndet. Därför är det avgörande att kontrollera föroreningskoncentrationen i kiselskivor för att optimera deras krypmotstånd.
Behandlingsvillkor
Bearbetningsförhållandena under wafertillverkning kan ha en betydande inverkan på krypmotståndet hos kiselwafers. Till exempel kan högtemperaturglödgning förbättra kristallkvaliteten och minska de inre spänningarna i skivan, och därigenom förbättra dess krypmotstånd. Å andra sidan kan mekanisk polering och kemisk etsning introducera ytskador och kvarvarande spänningar, vilket kan försämra krypmotståndet. Därför är det viktigt att noggrant kontrollera bearbetningsförhållandena för att minimera införandet av defekter och spänningar i skivan.
Mätning av krypmotstånd hos 6-tums kiselskivor
Det finns flera metoder för att mäta krypmotståndet hos 6-tums kiselskivor, inklusive kryptestet med konstant belastning, kryptestet med konstant belastning och den dynamiska mekaniska analysen (DMA).
Kryptest med konstant belastning
I kryptestet med konstant belastning utsätts en wafer för en konstant belastning vid en specifik temperatur under en förutbestämd period. Deformationen av skivan mäts som en funktion av tiden, och kryphastigheten beräknas från lutningen av deformationstidkurvan. Ju lägre kryphastighet, desto bättre krypmotstånd hos wafern.
Constant-strain kryptest
I kryptestet med konstant töjning utsätts en wafer för en konstant töjning vid en specifik temperatur under en förutbestämd period. Spänningen som krävs för att upprätthålla den konstanta töjningen mäts som en funktion av tiden, och krypeftergivligheten beräknas från förhållandet mellan töjningen och spänningen. Ju lägre krypeftergivlighet, desto bättre krypmotstånd hos wafern.
Dynamisk mekanisk analys (DMA)
DMA är en teknik som mäter de viskoelastiska egenskaperna hos ett material som en funktion av temperatur, frekvens och tid. I DMA appliceras en liten oscillerande spänning på wafern och den resulterande töjningen mäts. Lagringsmodulen, förlustmodulen och dämpningsfaktorn för wafern beräknas från spännings-töjningsförhållandet, vilket kan ge information om materialets krypmotstånd.
Vikten av krypmotstånd i halvledartillämpningar
Krypmotstånd är av yttersta vikt i halvledarapplikationer, där tillförlitlighet och prestanda hos enheter är avgörande. I applikationer med hög effekt och hög temperatur, såsom kraftelektronik och bilelektronik, utsätts kiselskivor för allvarliga termiska och mekaniska påfrestningar, vilket kan orsaka krypdeformation och försämra enheternas prestanda. Därför är det viktigt att använda kiselskivor med hög krypmotstånd för att säkerställa den långsiktiga tillförlitligheten och stabiliteten hos dessa enheter.
Dessutom är krypmotstånd också viktigt vid miniatyrisering av halvledarenheter. När storleken på halvledaranordningar fortsätter att krympa, blir de mekaniska och termiska påfrestningarna på skivorna mer betydande. Om skivorna har dåligt krypmotstånd kan de deformeras eller spricka under tillverkningsprocessen, vilket leder till avkastningsförluster och minskad enhetsprestanda. Därför är det avgörande att använda kiselskivor med hög krypmotstånd för att möjliggöra fortsatt miniatyrisering av halvledarenheter.
Våra 6-tums silikonskivor och krypmotstånd
Som en ledande leverantör av 6-tums kiselwafers är vi fast beslutna att förse våra kunder med högkvalitativa wafers som uppvisar utmärkt krypmotstånd. Våra wafers är tillverkade med hjälp av den senaste tekniken och strikta kvalitetskontrollåtgärder för att säkerställa högsta nivå av renhet, kristallkvalitet och dimensionsnoggrannhet.
Vi kontrollerar noggrant kristallstrukturen, föroreningskoncentrationen och bearbetningsförhållandena under wafertillverkning för att optimera krypmotståndet hos våra wafers. Våra enkristallina kiselwafers har ett välordnat atomarrangemang, vilket ger en stabil struktur som är mindre benägen att krypa deformation. Vi använder också avancerade reningstekniker för att minimera föroreningskoncentrationen i våra wafers, vilket ytterligare förbättrar deras krypmotstånd.
Dessutom utför vi omfattande tester på våra wafers för att säkerställa att deras krypmotstånd uppfyller de högsta standarderna. Vi använder en kombination av kryptest med konstant belastning, kryptest med konstant belastning och DMA för att mäta krypmotståndet hos våra wafers och säkerställa att deras prestanda är konsekvent och tillförlitlig.
Andra storlekar av silikonwafers
Förutom våra 6tum silikonskiva (150 mm), erbjuder vi också2 tums silikonskiva (50,8 mm)och3 tums silikonskiva (76,2 mm). Dessa wafers är också tillverkade med samma högkvalitativa material och avancerade tillverkningsprocesser, vilket säkerställer utmärkt krypmotstånd och prestanda. Oavsett om du behöver wafers för forskning, prototypframställning eller massproduktion har vi den rätta lösningen för dig.
Kontakta oss för dina behov av silikonwafer
Om du är intresserad av att lära dig mer om våra 6-tums kiselwafers och deras krypmotstånd, eller om du har andra frågor eller krav, tveka inte att kontakta oss. Vårt team av experter är alltid redo att hjälpa dig och förse dig med de bästa lösningarna för dina halvledarapplikationer. Vi ser fram emot att arbeta med dig och hjälpa dig att nå dina mål inom halvledarindustrin.
Referenser
- Askeland, DR, & Wright, WJ (2011). Materialvetenskap och teknik. Cengage Learning.
- Dieter, GE (1986). Mekanisk metallurgi. McGraw-Hill.
- Hull, D., & Bacon, DJ (2011). Introduktion till dislokationer. Butterworth-Heinemann.