قراءة "التقرير الصحي" الخاص برقاقة السيليكون: كيفية فهم المعلمات الأساسية

بالنسبة للعديد من المشترين ومهندسي العمليات، تعد ورقة مواصفات الرقاقة بمثابة مستند "يتم قراءته مرة واحدة عند توقيع العقد، ولا يتم فتحه مرة أخرى أبدًا." ومع ذلك فإن رقائق السيليكون ذات أهمية عاليةموحدة المعلمةالصناعة: تحدد المعايير الدولية مثل SEMI M1 الأبعاد والتسطيح والمعلمات الكهربائية بلغة عالمية. تبدو أوراق المواصفات من المورد أ والمورد ب متطابقة تقريبًا -الاختلافات تختفي في الأرقام وفي تناسق.

جملة واحدة تلتقط من أين تأتي معلمات الرقاقة:النمو البلوري يحدد "الدستور"؛ يحدد التشكيل "اللياقة البدنية"؛ تقوم شهادة توثيق البرامج ببساطة بقراءة النتائج لك.

 

 

تغطي الأقسام التالية العائلات الرئيسية الثلاث: الهندسة والأكسجين والمقاومة.

 

2.1 سمك

يزيد سمك الرقاقة مع القطر. القيم السائدة النموذجية:

القطر	سمك نموذجي (مثال)
6 بوصة (150 ملم)	675 ± 20 µm
8 بوصة (200 ملم)	725 ± 20 µm
12 بوصة (300 ملم)	775 ± 20 µm

تحدد السُمك نافذة العملية للترقق الخلفي (يتم ترقق رقائق العقدة المتقدمة إلى عشرات الميكرونات)، وتبديد حرارة الرقاقة والقوة الميكانيكية. كلما كان التسامح أكثر إحكاما، كلما زاد هامش التخفيف واختبار المسبار.

 

2.2 TTV: السُمك تناسق

تي تي في (المجموع سماكة تفاوت) هو الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى للسمك المقاس على رقاقة واحدة - وهو مقياس لمدى تساوي سمك الرقاقة. إنها معلمة أساسية للرمي الفراغي وتركيز الطباعة الحجرية والترابط: إذا كان أحد جانبي الرقاقة أكثر سمكًا من الجانب الآخر، فإن السطح يتشوه عند الرمي.

 

2.3 TIR واستواء الموقع: الطباعة الحجرية مخفية عتبة

TIR (إجمالي القراءة المشار إليها)يقيس الانحراف الكلي للسطح الأمامي بالنسبة إلى المستوى المرجعي. ومع ذلك، فإن ما يعيق العمليات المتقدمة في الواقع هوموقع التسطيح (SFQR/القيمة الدائمة) - الماسحات الضوئية للطباعة الحجرية تركز على المجال حسب المجال،

لذلك، حتى لو كانت الرقاقة مسطحة عالميًا، فإن المنحدر المحلي اللطيف سيظل يزيل تركيز التعريض الضوئي. كلما كانت العقدة أكثر تقدمًا، كان عمق التركيز (DOF) أصغر وكان متطلبات تسطيح الموقع أكثر صرامة: في العقد الرائدة، دخل SFQR إلى0.1–

نطاق 0.2 ميكرون.

 

2.4 القوس والاعوجاج: تشوه السطح المتوسط

قَوس يصف انحراف النقطة المركزية لسطح الرقاقة المتوسط ​​عن المستوى المرجعي؛الاعوجاج يصف أقصى انحراف لهذا السطح المتوسط. كلاهما يعكس الإجهاد المتبقي الذي خلفته التقطيع والمعالجة الحرارية. تميل الرقائق ذات الالتواء المفرط إلى الانحشار عند التعامل الآلي، والتشقق أثناء التخفيف، وتتعرض لضربات مباشرة على ناتج الترابط.

 

نطاقات نموذجية فيa يلمح(مثال للقيم؛ ارجع دائمًا إلى ورقة مواصفات البائع):

المعلمة	عادي يتراوح	العملية الرئيسية تأثير
سماكة	انظر الجدول أعلاه	نافذة رقيقة، تبديد الحرارة، القوة الميكانيكية
تي تي في	الدرجة الأولية أقل من أو تساوي 1-2 ميكرومتر	الرمي، التركيز الليثوي، الترابط
TIR / SFQR	مستوى الموقع 0.1-0.2 ميكرومتر (العقد المتقدمة)	عمق التركيز، دقة التراكب
القوس / الاعوجاج	عادة أقل من أو يساوي 20-30 ميكرومتر؛ أكثر صرامة بالنسبة للصف الأول	التعامل، التخفيف، الترابط

 

3.1 من أين يأتي الأكسجين من

في نمو Czochralski (CZ)، يكون السيليكون المنصهر على اتصال مباشر مع بوتقة الكوارتز (SiO₂)، لذلك يذوب الأكسجين حتمًا في الذوبان ويدخل البلورة.تشيكوسلوفاكيالذلك تحتوي الرقائق دائمًا على الأكسجين، مع تركيزات الأكسجين الخلالي النموذجية10-16 جزء في المليون(مقياس ASTM الجديد). الطريق الوحيد إلى السيليكون "الخالي من الأكسجين تقريبًا" هو طريقة المنطقة العائمة (FZ) - على حساب حدود القطر والنفقات الأعلى.

 

3.2 الأكسجين ذو حدين سيف

ال رأسًا على عقب: عند التركيزات المناسبة، يشكل الأكسجين رواسب الأكسجين أثناء المعالجة الحرارية اللاحقة التي تسبب التلوث المعدني من الجزء الأكبر - هذا هو الحالالتحصيل الداخلي (IG)، "مكنسة كهربائية مدمجة" بشكل فعال للمنطقة النشطة بالجهاز. يعمل الأكسجين أيضًا على تقوية الرقاقة ميكانيكيًا ويمنع الانزلاق أثناء المعالجة بدرجة حرارة عالية.

الجانب السلبي:يتشكل الأكسجين عند درجة حرارة 450 درجة تقريبًاالجهات المانحة الحراريةوالتداخل مع قياسات المقاومة واستقرار معلمة الجهاز؛ تؤدي رواسب الأكسجين المفرطة أو كبيرة الحجم إلى حدوث خلع وأخطاء في التراص والتي، في الحالات الشديدة، تخترق منطقة الجهاز. بالنسبة للبلورات الكبيرة مقاس 12 بوصة، يصعب التحكم في المجال الحراريتوحيد الأكسجين الشعاعيهو أحد التحديات الأساسية لنمو البلورات.

 

4.1 ما هو وكم هو مخدر

• نوع Pرقائق مخدرة بالبورون (B)؛نوع Nمع الفوسفور (P)، الأنتيمون أو الزرنيخ.
• مخدر بخفة:عادة 1–100 Ω·cm - الركيزة الرئيسية للرقائق المنطقية والذاكرة والتناظرية.
• مخدر بشدة:عادة 0.001–0.02 أوم · سم - تستخدم كركائز لجهاز الطاقة أو طبقات مدفونة.
• مقاومة عالية:أكبر من أو يساوي 1 كيلو أوم · سم، يتم تحقيقه باستخدام FZ أو MCZ - الذي يخدم RF-SOI وأجهزة استشعار الصور وتطبيقات وحدات الطاقة.

 

4.2 كيف يتم قياسه وماذا يجب يشاهد

يتم قياس المقاومة بطريقة المسبار رباعي النقاط (SEMI MF84) أو الطرق غير التلامسية. ما وراء القيمة المطلقة،التدرج المقاومة الشعاعية(مطلوب عادة أقل من أو يساوي 5%) أمر بالغ الأهمية بنفس القدر - إذا كانت مقاومة الركيزة غير موحدة، فإن جهد الانهيار وجهد العتبة سيختلفان "من رقاقة إلى رقاقة" في الأجهزة النهائية.