Силицон Вафер

Силицијумски материјал је чврст материјал са одређеним полупроводничким електричним својствима и физичком стабилношћу и пружа подршку супстрату за каснији процес производње интегрисаног кола. То је кључни материјал за интегрисана кола на бази силицијума. Више од 95% полупроводничких уређаја и више од 90% интегрисаних кола у свету направљено је на силицијумским плочицама.

Према различитим методама раста монокристала, монокристали силицијум се деле на два типа: Чохралски (ЦЗ) и плутајућа зона (ФЗ). Силицијумске плочице се могу грубо поделити у три категорије: полиране плочице, епитаксијалне плочице и Силицијум на изолатору (СОИ).

Силиконска плочица за полирање

Силиконска плочица за полирање се односи на асиликонска плочицанастала полирањем површине. То је округла плочица дебљине мање од 1мм обрађена резањем, брушењем, полирањем, чишћењем и другим процесима монокристалне шипке. Углавном се користи у интегрисаним колима и дискретним уређајима и заузима важну позицију у ланцу индустрије полупроводника.

Када се елементи В групе као што су фосфор, антимон, арсен, итд. допирају у монокристале силицијума, формираће се проводни материјали Н-типа; када се елементи ИИИ групе као што је бор допирају у силицијум, формираће се проводни материјали типа П. Отпорност монокристала силицијума одређена је количином допираних елемената. Што је већа количина допинга, то је мањи отпор. Лагано допиране силиконске плочице за полирање се углавном односе на силиконске полирне плочице са отпорношћу већом од 0,1В·цм, које се широко користе у производњи великих интегрисаних кола и меморије; јако допиране силиконске плочице за полирање се генерално односе на силиконске полирне плочице са отпорношћу мањом од 0,1В·цм, које се генерално користе као материјали супстрата за епитаксијалне силиконске плочице и широко се користе у производњи полупроводничких енергетских уређаја.

Силиконске плочице за полирањекоје чине чисту површину на површинисилицијумске плочиценакон жарења термичке обраде називају се силицијумске плочице за жарење. Уобичајено коришћене су плочице за жарење водоником и облатне за жарење аргоном. Силиконске плочице од 300 мм и неке силиконске плочице од 200 мм са вишим захтевима захтевају употребу двостраног процеса полирања. Због тога је спољна геттеринг технологија која уводи геттеринг центар кроз задњи део силицијумске плочице тешко применити. Интерни процес добијања који користи процес жарења за формирање унутрашњег геттеринг центра постао је главни процес добијања за велике силиконске плочице. У поређењу са генерално полираним плочицама, жарене плочице могу побољшати перформансе уређаја и повећати принос и широко се користе у производњи дигиталних и аналогних интегрисаних кола и меморијских чипова.

Основни принцип раста монокристала у зони топљења је ослањање на површински напон растопа да суспендује растопљену зону између поликристалне силицијумске шипке и монокристала који се узгаја испод, и пречишћавање и узгој монокристала силицијума померањем растопљене зоне нагоре. Монокристали силикона који се топи у зонама нису контаминирани лонцима и имају високу чистоћу. Погодни су за производњу монокристала силицијума Н-типа (укључујући монокристале допиране неутронском трансмутацијом) са отпорношћу већом од 200Ω·цм и монокристалима силицијума П-типа високе отпорности. Монокристали силицијум зонског топљења се углавном користе у производњи уређаја високог напона и велике снаге.

Силицијумска епитаксијална плочица

Силицијумска епитаксијална плочицаодноси се на материјал на коме се један или више слојева силицијумског монокристалног танког филма узгаја епитаксијалним таложењем у парној фази на подлогу, и углавном се користи за производњу различитих интегрисаних кола и дискретних уређаја.

У напредним процесима ЦМОС интегрисаних кола, да би се побољшао интегритет слоја оксида капије, побољшало цурење у каналу и побољшала поузданост интегрисаних кола, често се користе силицијумске епитаксијалне плочице, односно слој танког силиконског филма. хомогено епитаксијално узгајане на лагано допираној силицијум полираној плочици, која може да избегне недостатке високог садржаја кисеоника и многе дефекте на површини генералних силицијум полираних плочица; док се за силицијумске епитаксијалне плочице које се користе за енергетска интегрисана кола и дискретне уређаје, слој епитаксијалног слоја високе отпорности је обично епитаксијално узгајан на силицијумској подлози ниске отпорности (јако допирана силицијум полирана плоча). У окружењима велике снаге и високог напона, ниска отпорност силицијумске подлоге може смањити отпорност на укључење, а епитаксијални слој високе отпорности може повећати напон пробоја уређаја.

СОИ силиконска плочица

СОИ (силицијум на изолатору)је силицијум на изолационом слоју. То је „сендвич“ структура са горњим слојем силикона (Топ Силицон), средњим слојем закопаног силицијум диоксида (БОКС) и носачем силицијумске подлоге (Хандле) испод. Као нови материјал супстрата за производњу интегрисаних кола, главна предност СОИ је у томе што може постићи високу електричну изолацију кроз оксидни слој, што ће ефикасно смањити паразитски капацитет и цурење силицијумских плочица, што је погодно за производњу високо- брза, мала снага, висока интеграција и висока поузданост ултра великих интегрисаних кола, а широко се користи у високонапонским енергетским уређајима, оптичким пасивним уређајима, МЕМС и другим пољима. Тренутно, технологија припреме СОИ материјала углавном укључује технологију везивања (БЕСОИ), технологију паметног уклањања (Смарт-Цут), технологију имплантације јона кисеоника (СИМОКС), технологију везивања убризгавањем кисеоника (Симбонд), итд. Најпознатија технологија је паметна технологија. технологија за скидање.

СОИ силиконске плочицемогу се даље поделити на танкослојне СОИ силиконске плочице и дебелослојне СОИ силиконске плочице. Дебљина горњег силикона танког филмаСОИ силиконске плочицеје мањи од 1ум. Тренутно, 95% тржишта танкослојних СОИ силиконских плочица је концентрисано у величинама од 200 мм и 300 мм, а његова тржишна покретачка снага углавном долази од производа велике брзине и мале енергије, посебно у микропроцесорским апликацијама. На пример, у напредним процесима испод 28 нм, потпуно осиромашени силицијум на изолатору (ФД-СОИ) има очигледне предности перформанси ниске потрошње енергије, заштите од зрачења и отпорности на високе температуре. Истовремено, употреба СОИ решења може у великој мери смањити процес производње. Највиша дебљина силицијума дебелослојних СОИ силицијумских плочица је већа од 1ум, а дебљина закопаног слоја је 0,5-4ум. Углавном се користи у енергетским уређајима и МЕМС пољима, посебно у индустријској контроли, аутомобилској електроници, бежичним комуникацијама итд., И обично користи производе пречника 150 мм и 200 мм.