Silīcija vafeles “veselības ziņojuma” lasīšana: kā izprast galvenos parametrus

Daudziem pircējiem un procesu inženieriem vafeļu specifikāciju lapa ir dokuments, kas "izlasīts vienu reizi līguma parakstīšanas laikā un nekad vairs nav atvērts". Tomēr silīcija vafeles ir ļotiparametru standartizētsnozare: tādi starptautiskie standarti kā SEMI M1 definē izmērus, plakanumu un elektriskos parametrus universālā valodā. Piegādātāja A un piegādātāja B specifikāciju lapas izskatās gandrīz identiskas -atšķirības slēpjas skaitļos un in konsekvenci.

Viens teikums parāda, no kurienes nāk vafeļu parametri:kristāla augšana definē "konstitūciju"; formēšana definē "fiziku"; COA vienkārši nolasa jums rezultātus.

 

 

Sekojošās sadaļas aptver trīs galvenās ģimenes: ģeometrija, skābeklis un pretestība.

 

2.1 Biezums

Vafeļu biezums palielinās līdz ar diametru. Tipiskas galvenās vērtības:

Diametrs	Tipisks biezums (piemērs)
6 collas (150 mm)	675 ± 20 µm
8 collas (200 mm)	725 ± 20 µm
12 collas (300 mm)	775 ± 20 µm

Biezums nosaka procesa logu aizmugures retināšanai (uzlabotā mezgla vafeles tiek atšķaidītas līdz desmitiem mikronu), skaidu siltuma izkliedēšanai un mehāniskajai izturībai. Jo stingrāka ir pielaide, jo lielāka rezerve retināšanai un zondes pārbaudei.

 

2.2 TTV: Biezums Konsekvence

TTV (Kopā Biezums Variants) ir starpība starp maksimālo un minimālo biezumu, kas izmērīts uz vienas vafeles - mērs, cik vienmērīgi bieza ir vafele. Tas ir pamatparametrs vakuuma patronai, litogrāfijas fokusēšanai un savienošanai: ja viena vafeles puse ir biezāka par otru, iespiežot virsmu, tā deformējas.

 

2.3. TIR un vietas līdzenums: litogrāfija ir slēpta Slieksnis

TIR (kopējais norādītais rādījums)mēra priekšējās virsmas kopējo novirzi attiecībā pret atskaites plakni. Tomēr tas, kas faktiski kavē progresīvos procesus, irvietne plakanums (SFQR/LTV) - litogrāfijas skeneri fokusē lauku pēc lauka,

tāpēc pat tad, ja vafele ir globāli plakana, viegls vietējais slīpums joprojām defokusēs ekspozīciju. Jo uzlabotāks mezgls, jo mazāks fokusa dziļums (DOF) un stingrākas vietas līdzenuma prasība: vadošajos mezglos SFQR ir ievadījis0.1–

0,2 µm diapazons.

 

2.4. Loks un velki: Vidējās virsmas deformācija

Priekšgala apraksta vafeles vidējās virsmas centra punkta novirzi no atskaites plaknes;Velku apraksta šīs vidējās virsmas maksimālo novirzi. Abi atspoguļo atlikušo spriegumu, ko atstāj sagriešana un termiskā apstrāde. Vafeles ar pārmērīgu deformāciju mēdz iestrēgt, veicot robotizētu apstrādi, tās plaisā retināšanas laikā un cieš no tiešas ietekmes uz līmēšanas ražu.

 

Tipiski diapazoni plksta skatiens(piemēru vērtības; vienmēr skatiet pārdevēja specifikāciju lapu):

Parametrs	Tipiski Diapazons	Galvenais process Ietekme
Biezums	Skatiet tabulu augstāk	Retināts logs, siltuma izkliedēšana, mehāniskā izturība
TTV	Gruntēšanas pakāpe Mazāka vai vienāda ar 1–2 µm	Čukšana, lito fokuss, savienošana
TIR / SFQR	Vietnes līmenis 0,1–0,2 µm (uzlabotie mezgli)	Fokusa dziļums, pārklājuma precizitāte
Loks / velku	Parasti mazāks par vai vienāds ar 20–30 µm; stingrāki Prime pakāpei	Apstrāde, retināšana, līmēšana

 

3.1 Kur nāk skābeklis No

Czochralski (CZ) augšanā izkausētais silīcijs ir tiešā saskarē ar kvarca tīģeli (SiO₂), tāpēc skābeklis neizbēgami izšķīst kausējumā un nonāk kristālā.CZTāpēc vafeles vienmēr satur skābekli, ar tipisku intersticiālu skābekļa koncentrāciju10–16 ppma(jaunā ASTM skala). Vienīgais ceļš uz "gandrīz bez skābekļa" silīciju ir peldošās zonas (FZ) metode — uz diametra ierobežojumiem un lielākiem izdevumiem.

 

3.2. Skābeklis ir abpusējs Zobens

The otrādi: Atbilstošā koncentrācijā skābeklis turpmākās termiskās apstrādes laikā veido skābekļa nogulsnes, kas no lielākās daļas izdala metālisku piesārņojumu - tas iriekšējā gettering (IG), efektīvi "iebūvēts putekļu sūcējs" ierīces aktīvajam reģionam. Skābeklis arī mehāniski stiprina vafeles un nomāc slīdēšanu augstas temperatūras apstrādes laikā.

Negatīvā puse:Veidojas ap 450 grādu skābeklistermiskie donori, traucējot pretestības mērījumiem un ierīces parametru stabilitāti; pārmērīgas vai pārāk lielas skābekļa nogulsnes rada dislokācijas un sakraušanas defektus, kas smagos gadījumos iespiežas ierīces apgabalā. Lieliem 12 collu kristāliem termisko lauku ir grūtāk kontrolēt, unradiālā skābekļa viendabīgumsir viens no kristāla augšanas galvenajiem izaicinājumiem.

 

4.1. Kas un cik ir Dopēts

• P veidavafeles ir leģētas ar boru (B);N-veidaar fosforu (P), antimonu vai arsēnu.
• Viegli leģēts:parasti 1–100 Ω·cm - galvenais loģikas, atmiņas un analogo mikroshēmu substrāts.
• Spēcīgi dopings:parasti 0,001–0,02 Ω·cm - izmanto kā barošanas ierīču substrātus vai apraktus slāņus.
• Augsta pretestība:Lielāks vai vienāds ar 1 kΩ·cm, sasniegts ar FZ vai MCZ — apkalpo RF-SOI, attēla sensorus un barošanas moduļu lietojumprogrammas.

 

4.2. Kā to mēra un ko darīt Skatīties

Pretestību mēra ar četrpunktu zondes metodi (SEMI MF84) vai bezkontakta metodēm. Pārsniedzot absolūto vērtību,radiālās pretestības gradients(parasti nepieciešams Mazāks vai vienāds ar 5%) ir tikpat kritisks — ja substrāta pretestība nav vienmērīga, gatavās ierīcēs pārrāvuma spriegums un sliekšņa spriegums mainīsies "no plāksnītes līdz vafelei".