Silikon Gofret

Silikon malzeme, belirli yarı iletken elektriksel özelliklere ve fiziksel stabiliteye sahip katı bir malzemedir ve sonraki entegre devre üretim süreci için alt tabaka desteği sağlar. Silikon bazlı entegre devreler için önemli bir malzemedir. Dünyadaki yarı iletken cihazların %95'inden fazlası ve entegre devrelerin %90'ından fazlası silikon levhalardan yapılmıştır.

Farklı tek kristal büyütme yöntemlerine göre silikon tek kristalleri iki türe ayrılır: Czochralski (CZ) ve yüzen bölge (FZ). Silikon levhalar kabaca üç kategoriye ayrılabilir: cilalı levhalar, epitaksiyel levhalar ve Yalıtkan Silikon (SOI).

Silikon parlatma gofreti

Silikon parlatma plakası bir anlamına gelirsilikon gofretyüzeyin parlatılmasıyla oluşturulur. Tek bir kristal çubuğun kesme, taşlama, cilalama, temizleme ve diğer işlemlerle işlenmiş, kalınlığı 1 mm'den az olan yuvarlak bir gofrettir. Esas olarak entegre devrelerde ve ayrık cihazlarda kullanılır ve yarı iletken endüstri zincirinde önemli bir konuma sahiptir.

Fosfor, antimon, arsenik vb. V grubu elementler silikon tek kristallerine katkılandığında N tipi iletken malzemeler oluşacaktır; bor gibi III grubu elementler silikonun içerisine katkılandığında P tipi iletken malzemeler oluşacaktır. Silikon tek kristallerinin direnci, katkılanan katkı elemanlarının miktarı ile belirlenir. Katkı miktarı ne kadar büyük olursa direnç o kadar düşük olur. Hafif katkılı silikon cilalama levhaları genel olarak büyük ölçekli entegre devrelerin ve belleğin imalatında yaygın olarak kullanılan, 0,1 W·cm'den daha fazla dirence sahip silikon cilalama levhalarını ifade eder; yoğun katkılı silikon cilalama levhaları genellikle 0,1 W·cm'den daha düşük dirençli silikon cilalama levhalarını ifade eder; bunlar genellikle epitaksiyel silikon levhalar için alt tabaka malzemeleri olarak kullanılır ve yarı iletken güç cihazlarının imalatında yaygın olarak kullanılır.

Silikon parlatma gofretleriyüzeyinde temiz bir alan oluşturansilikon gofrettavlama ısıl işleminden sonra silikon tavlama levhaları olarak adlandırılır. Yaygın olarak kullanılanlar hidrojen tavlama levhaları ve argon tavlama levhalarıdır. 300 mm'lik silikon levhalar ve daha yüksek gereksinimlere sahip bazı 200 mm'lik silikon levhalar, çift taraflı cilalama işleminin kullanılmasını gerektirir. Bu nedenle, alma merkezini silikon levhanın arkasından tanıtan harici alma teknolojisinin uygulanması zordur. Dahili elde etme merkezini oluşturmak için tavlama işlemini kullanan dahili elde etme işlemi, büyük boyutlu silikon levhalar için ana elde etme işlemi haline geldi. Genel cilalı levhalarla karşılaştırıldığında, tavlanmış levhalar cihaz performansını artırabilir ve verimi artırabilir ve dijital ve analog entegre devrelerin ve bellek yongalarının üretiminde yaygın olarak kullanılır.

Bölge eritmeli tek kristal büyümesinin temel prensibi, erimiş bölgeyi polikristalin silikon çubuk ile aşağıda büyüyen tek kristal arasında askıya almak için eriyiğin yüzey gerilimine güvenmek ve erimiş bölgeyi yukarı doğru hareket ettirerek silikon tek kristallerini saflaştırmak ve büyütmektir. Bölge eritme silikon tek kristalleri potalarla kirlenmez ve yüksek saflığa sahiptir. Dirençleri 200Ω·cm'den yüksek olan N-tipi silikon tek kristallerinin (nötron dönüşümü katkılı tek kristaller dahil) ve yüksek dirençli P-tipi silikon tek kristallerinin üretimi için uygundurlar. Bölge eritme silikon tek kristalleri esas olarak yüksek voltaj ve yüksek güçlü cihazların imalatında kullanılır.

Silikon epitaksiyel gofret

Silikon epitaksiyel gofretBir veya daha fazla silikon tek kristal ince film katmanının, bir alt tabaka üzerinde buhar fazında epitaksiyel biriktirme yoluyla büyütüldüğü bir malzemeyi belirtir ve esas olarak çeşitli entegre devrelerin ve ayrı cihazların imalatında kullanılır.

Gelişmiş CMOS entegre devre süreçlerinde, geçit oksit tabakasının bütünlüğünü iyileştirmek, kanaldaki sızıntıyı iyileştirmek ve entegre devrelerin güvenilirliğini arttırmak için sıklıkla silikon epitaksiyel levhalar kullanılır, yani bir silikon ince film tabakası kullanılır. hafif katkılı silikon cilalı levha üzerinde homojen bir şekilde epitaksiyel olarak büyütülmüş olup, bu, yüksek oksijen içeriğinin eksikliklerini ve genel silikon cilalı levhaların yüzeyindeki birçok kusuru önleyebilir; güç entegre devreleri ve ayrı cihazlar için kullanılan silikon epitaksiyel levhalar için, yüksek dirençli bir epitaksiyel katman tabakası genellikle düşük dirençli bir silikon alt tabaka (ağır katkılı silikon cilalı levha) üzerinde epitaksiyel olarak büyütülür. Yüksek güçlü ve yüksek voltajlı uygulama ortamlarında, silikon alt tabakanın düşük direnci, açık direnci azaltabilir ve yüksek dirençli epitaksiyel katman, cihazın arıza voltajını artırabilir.

SOI silikon gofret

SOI (İzolatör Üzerinde Silikon)yalıtım katmanındaki silikondur. Üstte bir silikon katman (Üst Silikon), ortada bir silikon dioksit gömülü katman (BOX) ve altta bir silikon alt tabaka desteği (Sap) bulunan bir "sandviç" yapıdır. Entegre devre üretimi için yeni bir alt tabaka malzemesi olarak SOI'nin temel avantajı, oksit tabakası yoluyla yüksek elektrik yalıtımı elde edebilmesidir; bu, parazitik kapasitansı ve silikon levhaların sızıntısını etkili bir şekilde azaltacak ve bu da yüksek üretime yardımcı olacaktır. hız, düşük güç, yüksek entegrasyon ve yüksek güvenilirlik ultra büyük ölçekli entegre devreler ve yüksek voltajlı güç cihazlarında, optik pasif cihazlarda, MEMS ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır. Şu anda, SOI malzemelerinin hazırlama teknolojisi esas olarak bağlama teknolojisini (BESOI), akıllı sıyırma teknolojisini (Smart-Cut), oksijen iyon implantasyon teknolojisini (SIMOX), oksijen enjeksiyonlu bağlama teknolojisini (Simbond) vb. içermektedir. En yaygın teknoloji akıllıdır. sıyırma teknolojisi.

SOI silikon levhalarayrıca ince film SOI silikon levhalara ve kalın film SOI silikon levhalara ayrılabilir. İnce filmin üst silikonunun kalınlığıSOI silikon levhalar1um'dan azdır. Şu anda ince film SOI silikon levha pazarının %95'i 200 mm ve 300 mm boyutlarında yoğunlaşmış durumda ve pazarın itici gücü esas olarak, özellikle mikroişlemci uygulamalarında yüksek hızlı, düşük güçlü ürünlerden geliyor. Örneğin, 28 nm'nin altındaki gelişmiş işlemlerde, yalıtkan üzerindeki tamamen tükenmiş silikon (FD-SOI), düşük güç tüketimi, radyasyondan korunma ve yüksek sıcaklık direnci gibi bariz performans avantajlarına sahiptir. Aynı zamanda SOI çözümlerinin kullanımı üretim sürecini büyük ölçüde azaltabilir. Kalın film SOI silikon levhaların üst silikon kalınlığı 1um'dan büyüktür ve gömülü katman kalınlığı 0,5-4um'dur. Ağırlıklı olarak güç cihazları ve MEMS alanlarında, özellikle endüstriyel kontrol, otomotiv elektroniği, kablosuz iletişim vb. alanlarda kullanılır ve genellikle 150mm ve 200mm çaplı ürünler kullanır.