Yarimo'tkazgich sanoatining jadal rivojlanish jarayonida sayqallangan monokristalkremniy gofretlarhal qiluvchi rol o‘ynaydi. Ular turli xil mikroelektron qurilmalarni ishlab chiqarish uchun asosiy material bo'lib xizmat qiladi. Murakkab va aniq integral mikrosxemalardan yuqori tezlikdagi mikroprotsessorlar va ko'p funksiyali sensorlargacha, sayqallangan monokristalkremniy gofretlarmuhim hisoblanadi. Ularning ishlashi va texnik xususiyatlaridagi farqlar yakuniy mahsulot sifati va ishlashiga bevosita ta'sir qiladi. Quyida sayqallangan yagona kristalli kremniy gofretlarining umumiy xususiyatlari va parametrlari keltirilgan:

Diametri: Yarimo'tkazgichli yagona kristalli kremniy gofretlarining o'lchami ularning diametri bilan o'lchanadi va ular turli xil xususiyatlarga ega. Umumiy diametrlarga 2 dyuym (50,8 mm), 3 dyuym (76,2 mm), 4 dyuym (100 mm), 5 dyuym (125 mm), 6 dyuym (150 mm), 8 dyuym (200 mm), 12 dyuym (300 mm) va 18 dyuym (450 mm) kiradi. Turli xil diametrlar turli ishlab chiqarish ehtiyojlari va jarayon talablariga javob beradi. Misol uchun, kichikroq diametrli gofretlar odatda maxsus, kichik hajmli mikroelektronik qurilmalar uchun ishlatiladi, katta diametrli gofretlar esa keng ko'lamli integral mikrosxemalar ishlab chiqarishda yuqori ishlab chiqarish samaradorligi va xarajat afzalliklarini namoyish etadi. Yuzaki talablar bir tomonlama sayqallangan (SSP) va ikki tomonlama sayqallangan (DSP) sifatida tasniflanadi. Bir tomonlama silliqlangan gofretlar bir tomondan yuqori tekislikni talab qiladigan qurilmalar uchun ishlatiladi, masalan, ba'zi sensorlar. Ikki tomonlama sayqallangan gofretlar odatda integral mikrosxemalar va ikkala sirtda yuqori aniqlikni talab qiladigan boshqa mahsulotlar uchun ishlatiladi. Yuzaki talab (tugatish): Bir tomonlama sayqallangan SSP / Ikki tomonlama sayqallangan DSP.

Turi/Dopant: (1) N tipidagi yarimo'tkazgich: ichki yarimo'tkazgichga ma'lum nopoklik atomlari kiritilganda, ular uning o'tkazuvchanligini o'zgartiradilar. Masalan, azot (N), fosfor (P), mishyak (As) yoki surma (Sb) kabi besh valentli elementlar qo'shilsa, ularning valentlik elektronlari atrofdagi kremniy atomlarining valent elektronlari bilan kovalent bog'lanish hosil qiladi va kovalent bog'lanish bilan bog'lanmagan qo'shimcha elektron qoldiradi. Bu teshik kontsentratsiyasidan kattaroq elektron kontsentratsiyasiga olib keladi, bu N tipidagi yarimo'tkazgichni hosil qiladi, shuningdek elektron tipidagi yarimo'tkazgich sifatida ham tanilgan. N tipidagi yarimo'tkazgichlar elektronlarni asosiy zaryad tashuvchisi sifatida talab qiladigan qurilmalarni, masalan, ma'lum quvvat qurilmalarini ishlab chiqarishda hal qiluvchi ahamiyatga ega. (2) P tipidagi yarimo'tkazgich: kremniy yarimo'tkazgichga bor (B), galiy (Ga) yoki indiy (In) kabi uch valentli nopoklik elementlari kiritilganda, nopoklik atomlarining valent elektronlari atrofdagi kremniy atomlari bilan kovalent bog'lanish hosil qiladi, lekin ularda kamida bitta valent elektron va to'liq bo'lgan elektron bo'lolmaydi. Bu elektron kontsentratsiyasidan kattaroq teshik konsentratsiyasiga olib keladi, bu esa teshik tipidagi yarimo'tkazgich sifatida ham tanilgan P tipidagi yarimo'tkazgichni hosil qiladi. P-tipli yarimo'tkazgichlar teshiklari diodlar va ma'lum tranzistorlar kabi asosiy zaryad tashuvchilar bo'lib xizmat qiladigan qurilmalarni ishlab chiqarishda asosiy rol o'ynaydi.

Qarshilik: Qarshilik - bu sayqallangan monokristalli kremniy gofretlarining elektr o'tkazuvchanligini o'lchaydigan asosiy jismoniy miqdor. Uning qiymati materialning o'tkazuvchanligini aks ettiradi. Qarshilik qanchalik past bo'lsa, kremniy gofretning o'tkazuvchanligi shunchalik yaxshi bo'ladi; aksincha, qarshilik qanchalik yuqori bo'lsa, o'tkazuvchanlik yomonroq bo'ladi. Silikon gofretlarning qarshiligi ularning moddiy xususiyatlari bilan belgilanadi va harorat ham sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Umuman olganda, silikon plastinalarning qarshiligi harorat bilan ortadi. Amaliy ilovalarda turli mikroelektronik qurilmalar kremniy gofretlari uchun turli qarshilik talablariga ega. Misol uchun, integral mikrosxemalar ishlab chiqarishda ishlatiladigan gofretlar barqaror va ishonchli qurilma ishlashini ta'minlash uchun qarshilikni aniq nazorat qilishni talab qiladi.

Yo'nalish: Gofretning kristall yo'nalishi kremniy panjarasining kristallografik yo'nalishini ifodalaydi, odatda (100), (110), (111) va boshqalar kabi Miller indekslari tomonidan belgilanadi. Turli kristal yo'nalishlari yo'nalishga qarab o'zgarib turadigan chiziq zichligi kabi turli jismoniy xususiyatlarga ega. Ushbu farq gofretning keyingi ishlov berish bosqichlarida ishlashiga va mikroelektronik qurilmalarning yakuniy ishlashiga ta'sir qilishi mumkin. Ishlab chiqarish jarayonida turli xil qurilma talablari uchun mos yo'nalishga ega kremniy gofretni tanlash qurilmaning ish faoliyatini optimallashtirishi, ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi va mahsulot sifatini oshirishi mumkin.

Yassi/Teshik: kremniy gofretning aylanasidagi tekis qirrasi (tekis) yoki V-chegak (Teshik) kristall yo'nalishini moslashtirishda muhim rol o'ynaydi va gofretni ishlab chiqarish va qayta ishlashda muhim identifikator hisoblanadi. Turli diametrli gofretlar Flat yoki Notch uzunligi uchun turli standartlarga mos keladi. Hizalama qirralari birlamchi tekis va ikkilamchi tekislikka bo'linadi. Birlamchi yassi asosan gofretning asosiy kristall yo'nalishini va ishlov berish moslamasini aniqlash uchun ishlatiladi, ikkinchi darajali yassi esa aniq hizalama va ishlov berishga yordam beradi, ishlab chiqarish liniyasi bo'ylab gofretning aniq ishlashi va mustahkamligini ta'minlaydi.

Qalinligi: Gofretning qalinligi odatda mikrometrlarda (mkm) belgilanadi, umumiy qalinligi 100 mkm va 1000 mikron oralig'ida. Turli xil qalinlikdagi gofretlar har xil turdagi mikroelektronik qurilmalar uchun javob beradi. Yupqa gofretlar (masalan, 100 mkm - 300 mkm) ko'pincha qalinligini qat'iy nazorat qilishni, chip hajmini va og'irligini kamaytirishni va integratsiya zichligini oshirishni talab qiladigan chip ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Qalinroq gofretlar (masalan, 500 mkm - 1000 mkm) ish paytida barqarorlikni ta'minlash uchun yuqori mexanik kuch talab qiladigan qurilmalarda, masalan, quvvat yarimo'tkazgich qurilmalarida keng qo'llaniladi.

Yuzaki pürüzlülük: Yuzaki pürüzlülük gofret sifatini baholashning asosiy parametrlaridan biridir, chunki u gofret va undan keyingi cho'ktiriladigan yupqa plyonka materiallari orasidagi yopishqoqlikka, shuningdek, qurilmaning elektr ishlashiga bevosita ta'sir qiladi. Odatda o'rtacha kvadrat (RMS) pürüzlülüğü (nm da) sifatida ifodalanadi. Pastki sirt pürüzlülüğü gofret yuzasi silliqroq bo'lishini anglatadi, bu elektronlarning tarqalishi kabi hodisalarni kamaytirishga yordam beradi va qurilma ishlashi va ishonchliligini oshiradi. Ilg'or yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish jarayonlarida sirt pürüzlülüğü talablari, ayniqsa, sirt pürüzlülüğü bir necha nanometrgacha yoki undan ham pastroq bo'lishi kerak bo'lgan yuqori darajadagi integral mikrosxemalar ishlab chiqarish uchun tobora qattiqlashib bormoqda.

Umumiy qalinlik o'zgarishi (TTV): Umumiy qalinlik o'zgarishi gofret yuzasining bir nechta nuqtalarida o'lchangan, odatda mkm bilan ifodalangan maksimal va minimal qalinliklar o'rtasidagi farqni bildiradi. Yuqori TTV fotolitografiya va etching kabi jarayonlarda og'ishlarga olib kelishi mumkin, bu esa qurilmaning ishlashi barqarorligi va rentabelligiga ta'sir qiladi. Shu sababli, gofret ishlab chiqarish jarayonida TTV ni nazorat qilish mahsulot sifatini ta'minlashning asosiy bosqichidir. Yuqori aniqlikdagi mikroelektron qurilmalarni ishlab chiqarish uchun TTV odatda bir necha mikrometrda bo'lishi kerak.

Yoy: Kamon gofret yuzasi va ideal tekis tekislik o'rtasidagi og'ishni anglatadi, odatda mkm bilan o'lchanadi. Haddan tashqari egilgan gofretlar keyingi ishlov berish jarayonida sinishi yoki notekis stressni boshdan kechirishi mumkin, bu ishlab chiqarish samaradorligi va mahsulot sifatiga ta'sir qiladi. Ayniqsa, yuqori tekislikni talab qiladigan jarayonlarda, masalan, fotolitografiyada, fotolitografik naqshning aniqligi va mustahkamligini ta'minlash uchun ta'zimni ma'lum bir diapazonda nazorat qilish kerak.

Egrilik: Egrilik gofret yuzasi va ideal sharsimon shakl o'rtasidagi og'ishni ko'rsatadi, shuningdek, mkm bilan o'lchanadi. Kamonga o'xshab, burma gofret tekisligining muhim ko'rsatkichidir. Haddan tashqari burilish nafaqat gofretni qayta ishlash uskunasiga joylashtirishning aniqligiga ta'sir qiladi, balki chipni qadoqlash jarayonida, masalan, chip va qadoqlash materiallari o'rtasidagi yomon bog'lanish kabi muammolarni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa o'z navbatida qurilmaning ishonchliligiga ta'sir qiladi. Yuqori darajadagi yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda ilg'or chip ishlab chiqarish va qadoqlash jarayonlari talablarini qondirish uchun burilish talablari yanada qat'iylashmoqda.

Chet profili: Gofretning chekka profili uni keyingi qayta ishlash va qayta ishlash uchun juda muhimdir. Odatda u chekkalarni istisno qilish zonasi (EEZ) tomonidan belgilanadi, bu esa ishlov berishga ruxsat berilmagan gofret chetidan masofani belgilaydi. To'g'ri ishlab chiqilgan chekka profil va aniq EEZ nazorati ishlov berish jarayonida qirralarning nuqsonlari, stress kontsentratsiyasi va boshqa muammolarni oldini olishga yordam beradi, gofretning umumiy sifati va hosildorligini oshiradi. Ba'zi ilg'or ishlab chiqarish jarayonlarida chekka profilning aniqligi sub-mikron darajasida bo'lishi kerak.

Zarrachalar soni: gofret yuzasida zarrachalarning soni va o'lchamlari mikroelektronik qurilmalarning ishlashiga sezilarli ta'sir qiladi. Haddan tashqari yoki katta zarrachalar qisqa tutashuvlar yoki oqish kabi qurilmaning ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin, natijada mahsulot unumdorligi kamayadi. Shuning uchun zarrachalar soni odatda maydon birligidagi zarrachalarni hisoblash yo'li bilan o'lchanadi, masalan, 0,3 mkm dan kattaroq zarrachalar soni. Gofret ishlab chiqarishda zarrachalar sonini qattiq nazorat qilish mahsulot sifatini ta'minlashning muhim chorasidir. Gofret yuzasida zarrachalar ifloslanishini minimallashtirish uchun ilg'or tozalash texnologiyalari va toza ishlab chiqarish muhiti qo'llaniladi.

Tegishli ishlab chiqarish

Yagona kristalli kremniy gofreti Si substrat turi N/P ixtiyoriy silikon karbid gofreti

Stokda FZ CZ Si gofreti 12 dyuymli Silicon gofret Prime yoki Test