تصنيع الويفر

مع تقدم التكنولوجيا، الطلب علىرقائقيستمر في الارتفاع. حاليًا، الأحجام السائدة لرقائق السيليكون في السوق المحلية هي 100 مم، 150 مم، و200 مم. زيادة قطر السيليكونرقائقيمكن أن تقلل من تكلفة تصنيع كل شريحة، مما يؤدي إلى زيادة الطلب على رقائق السيليكون مقاس 300 مم. ومع ذلك، تفرض الأقطار الأكبر أيضًا متطلبات أكثر صرامة على المعلمات الرئيسية، مثل تسطيح سطح الرقاقة، والتحكم في الشوائب، والعيوب الداخلية، ومحتوى الأكسجين. ونتيجة لذلك، أصبح تصنيع الرقاقات محورًا أساسيًا للبحث في إنتاج الرقائق.

قبل الخوض في تصنيع الرقائق، من الضروري فهم البنية البلورية الأساسية.

يعد الاختلاف في التنظيم الذري الداخلي للمواد عاملاً حاسماً في التمييز بينها. تحتوي المواد البلورية، مثل السيليكون والجرمانيوم، على ذرات مرتبة في بنية دورية ثابتة، في حين تفتقر المواد غير البلورية، مثل البلاستيك، إلى هذا الترتيب المنظم. لقد برز السيليكون باعتباره المادة الأولية للرقائق نظرًا لبنيته الفريدة وخصائصه الكيميائية الملائمة ووفرته الطبيعية ومزايا أخرى.

تمتلك المواد البلورية مستويين من التنظيم الذري. المستوى الأول هو بنية الذرات الفردية، وتشكل خلية وحدة تتكرر بشكل دوري في جميع أنحاء البلورة. ويشير المستوى الثاني إلى الترتيب العام لهذه الخلايا الوحدة، والمعروف بالبنية الشبكية، حيث تحتل الذرات مواقع محددة داخل الشبكة. يحدد عدد الذرات الموجودة في خلية الوحدة ومواقعها النسبية وطاقة الارتباط بينها الخصائص المختلفة للمادة. يتم تصنيف البنية البلورية للسيليكون على أنها بنية ماسية، مكونة من مجموعتين من الشبكات المكعبة المتمحورة حول الوجه والتي يتم إزاحتها على طول القطر بمقدار ربع الطول القطري.

تتطلب خصائص الدورية والتماثل في البلورات طريقة أبسط لوصف مواقع الذرات بدلاً من استخدام نظام إحداثيات مستطيل عالمي ثلاثي الأبعاد. لوصف التوزيع الذري في البلورة بشكل أفضل بناءً على دورية شبكتها، نختار خلية وحدة وفقًا لثلاثة مبادئ توجيهية. تعكس خلية الوحدة هذه بشكل فعال دورية البلورة وتماثلها وتعمل كأصغر وحدة متكررة. بمجرد تحديد الإحداثيات الذرية داخل خلية الوحدة، يمكننا بسهولة استنتاج المواقع النسبية للجسيمات في جميع أنحاء البلورة بأكملها. ومن خلال إنشاء نظام إحداثي يعتمد على المتجهات الثلاثة لخلية الوحدة، يمكننا تبسيط عملية وصف البنية البلورية بشكل كبير.

يتم تعريف المستوى البلوري على أنه سطح مستو يتكون من ترتيب الذرات أو الأيونات أو الجزيئات داخل البلورة. على العكس من ذلك، يشير الاتجاه البلوري إلى اتجاه محدد لهذه الترتيبات الذرية.

يتم تمثيل المستويات البلورية باستخدام مؤشرات ميلر. عادةً، تشير الأقواس () إلى المستويات البلورية، والأقواس المربعة [] تشير إلى الاتجاهات البلورية، والأقواس الزاوية <> تشير إلى عائلات الاتجاهات البلورية، والأقواس المتعرجة {} تمثل عائلات المستويات البلورية. في صناعة أشباه الموصلات، فإن المستويات البلورية الأكثر استخدامًا لرقائق السيليكون هي (100)، (110)، و(111). تتميز كل طائرة بلورية بخصائص فريدة، مما يجعلها مناسبة لعمليات الإنتاج المختلفة.

على سبيل المثال، تُستخدم (100) طائرة بلورية في الغالب في تصنيع أجهزة MOS نظرًا لخصائصها السطحية المفضلة، والتي تسهل التحكم في جهد العتبة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الرقائق التي تحتوي على (100) مستوى كريستالي يسهل التعامل معها أثناء المعالجة ولها أسطح مسطحة نسبيًا، مما يجعلها مثالية لإنتاج دوائر متكاملة واسعة النطاق. في المقابل، (111) طائرة بلورية، والتي لديها كثافة ذرية أعلى وتكاليف نمو أقل، غالبا ما تستخدم في الأجهزة ثنائية القطب. يمكن تحقيق هذه المستويات من خلال إدارة اتجاه البلورة بعناية أثناء عملية النمو عن طريق تحديد الاتجاه المناسب لبلورة البذور.

المستوى البلوري (100) يوازي المحور Y-Z ويتقاطع مع المحور السيني عند النقطة التي تكون فيها قيمة الوحدة 1. المستوى البلوري (110) يتقاطع مع المحورين X وY، بينما يتقاطع المستوى البلوري (111) المحاور الثلاثة: X وY وZ.

ومن الناحية البنيوية، يشكل المستوى البلوري (100) شكلاً مربعاً، بينما يأخذ المستوى البلوري (111) شكلاً مثلثاً. ونظرًا للاختلافات في البنية بين المستويات البلورية المختلفة، تختلف أيضًا الطريقة التي تنكسر بها الرقاقة. تميل الرقاقات الموجهة على طول <100> إلى الانقسام إلى أشكال مربعة أو إنشاء فواصل بزوايا قائمة (90 درجة)، في حين أن تلك الموجهة على طول <111> تتكسر إلى أجزاء مثلثة.

نظرًا للخصائص الكيميائية والكهربائية والفيزيائية الفريدة المرتبطة بالهياكل الداخلية للبلورات، فإن الاتجاه البلوري المحدد للرقاقة يؤثر بشكل كبير على أدائها العام. وبالتالي، فمن الأهمية بمكان الحفاظ على رقابة صارمة على التوجه البلوري أثناء عملية الإعداد.

تقدم Semicorex جودة عاليةرقائق أشباه الموصلات. إذا كانت لديك أي استفسارات أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

هاتف الاتصال رقم +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com