Wafers waa alaabta ugu muhiimsan ee wax soo saarka wareegyada isku dhafan, qalabka semiconductor discrete iyo qalabka korontada. In ka badan 90% wareegyada isku dhafan ayaa lagu sameeyaa nadiif sare, wafers tayo sare leh.
Qalabka diyaarinta wafer waxa loola jeedaa habka samaynta agabka silikoon polycrystalline saafi ah oo silikoon ah walxo usha kareemka ah ee dhexroorka iyo dhererka gaar ah, ka dibna la hoos gelinayo walxaha ul crystal ee silikoon taxane ah farsamaynta farsamada, daaweynta kiimikada iyo hababka kale.
Qalabka soo saara wafers silikoon ama wafers silikoon epitaxial oo buuxiya saxnaanta joomatari qaarkood iyo shuruudaha tayada dusha oo bixisa substrate-ka silikoon ee loo baahan yahay soo saarista chip.
Habka caadiga ah ee socodka diyaarinta wafers silikoon leh dhexroor ka yar 200 mm waa:
Koritaan quraarad ah → gooyn → dhexroorka bannaanka rogmanaya → jarjarid → shaandhayn → shiidi → etching → helid → dhalaalid → nadiifin → epitaxy → baakadaha, iwm.
Socodka ugu weyn ee diyaarinta wafers silikoon leh dhexroor 300 mm waa sida soo socota:
Koritaan quraarad ah → gooyn → dhexroorka dushiisa oo rogrogid → jarjarid → qurxin → shiidid dusha sare → etching → suufka cidhifka → daal laba-dhinac ah → dhalaalid hal dhinac ah → nadiifinta kama dambaysta ah → epitaxy/annealing → baakad, iwm.
1.Wax silikoon ah
Silikoon waa walxo semiconductor sababtoo ah waxay leedahay 4 electrons valence waxayna ku jirtaa kooxda IVA ee miiska xilliyeedka oo ay la socdaan walxo kale.
Tirada elektaroonigga valence ee silikoon waxay si toos ah u dhex dhigaysaa kaari wanaagsan (1 valence electron) iyo insulator (8 valence electrons).
Silikoon saafi ah lagama helo dabiicadda waana in la soo saaro oo la nadiifiyaa si looga dhigo saafi ku filan wax soo saarka. Badanaa waxaa laga helaa silica (silicon oxide ama SiO2) iyo silicates kale.
Noocyada kale ee SiO2 waxaa ka mid ah dhalo, kiristaalo aan midab lahayn, quartz, agate iyo isha bisadda.
Maaddadii ugu horreysay ee loo isticmaalo semiconductor ahaan waxay ahayd germanium 1940-meeyadii iyo horraantii 1950-meeyadii, laakiin si dhakhso ah ayaa loogu beddelay silikon.
Silikon waxaa loo doortay inuu yahay sheyga semiconductor-ka ugu weyn afar sababood oo waaweyn awgood:
Badanaa Walxaha Silikoon: Silikoonku waa curiyaha labaad ee ugu badan dhulka, wuxuuna ka yahay 25% qolofta dhulka.
Barta dhalaalka sare ee walxaha silikoon waxay u oggolaaneysaa dulqaad habsocodka ballaaran: barta dhalaalaysa ee Silicon at 1412°C aad ayey uga badan tahay barta dhalaalka germanium ee 937°C. Barta dhalaalka sare waxay u ogolaataa silikoon inay u adkeyso hababka heerkulka sare.
Alaabta silikoonku waxay leeyihiin kala duwanaansho heerkul shaqo oo balaadhan;
Kobaca dabiiciga ah ee silicon oxide (SiO2): SiO2 waa walax koronto oo tayo sare leh oo deggan, waxayna u shaqeysaa sidii caqabad kiimiko oo heer sare ah si ay silikoon uga ilaaliso wasakhda dibadda. Xasiloonida korantada ayaa muhiim ah si looga fogaado in ay ka daadato kirishbooyada ku xiga ee wareegyada isku dhafan. Awoodda lagu kori karo lakabyo khafiif ah oo xasilan oo ah walxaha SiO2 ayaa aasaas u ah soo saarista aaladaha wax-qabadka sare leh ee birta-oxide semiconductor (MOS-FET). SiO2 waxay leedahay sifooyin farsamo oo la mid ah silikoon, taas oo u oggolaanaysa habaynta heerkulka sare iyada oo aan lahayn wafer silikoon xad dhaaf ah.
2.Wafer diyaarinta
Waferrada Semiconductor-ka waxaa laga gooyaa alaabta semiconductor-ka badan. Qalabkan semiconductor waxaa lagu magacaabaa ul crystal, kaas oo ka koray baloog weyn oo polycrystalline ah iyo walxo gudaha ah oo aan la daboolin.
Beddelida block polycrystalline oo loo beddelo hal crystal oo weyn oo la siiyo jihada saxda ah ee crystal iyo qadarka habboon ee nooca N-ama doping-ga nooca P waxaa loo yaqaan koritaanka crystal.
Farsamooyinka ugu caansan ee soo saarida hal-abuurka silikoon-ka-soo-baxa ee diyaarinta wafer silikoon waa habka Czochralski iyo habka dhalaalka aagga.
2.1 Habka Czochralski iyo Czochralski foornada quraaradda ah
Habka Czochralski (CZ), oo sidoo kale loo yaqaan habka Czochralski (CZ), waxaa loola jeedaa habka loogu beddelo dareeraha silikoon-ku-dhalaalaya dhalaalaysa ee silikoon hal-crystal ah oo adag oo leh jihada saxda ah ee kristanta oo lagu shubay nooca N- ama P- nooca.
Waqtigan xaadirka ah, in ka badan 85% ee silikon crystal-ka ah ayaa la koray iyadoo la adeegsanayo habka Czochralski.
Czochralski foornada kareemka ah ee kelida ah waxa loola jeedaa qalabka habka dhalaaliya walxaha polysilicon ee nadiifka ah ee dareeraha ah iyada oo kuleylinaysa meel nadiif ah oo xiran ama gaas naadir ah (ama gaas aan shaqaynayn) deegaanka ilaalinta, ka dibna dib u soo celisa si ay u sameeyaan hal qalab silikon crystal ah oo leh qaar ka mid ah dibadda. cabbirrada.
Mabda'a shaqada ee foornada crystal-ka ah waa habka jireed ee walxaha silikon polycrystalline recrystallaying galay walxaha silikon crystal hal xaalad dareere ah.
CZ foornada crystal-ka ah waxaa loo qaybin karaa afar qaybood: jirka foornada, nidaamka gudbinta farsamada, kuleylinta iyo nidaamka xakamaynta heerkulka, iyo habka gudbinta gaaska.
Jirka foornada waxaa ka mid ah godka foornada, dhidibka abuurka abuurka, quartz crucible, qaaddo doping ah, daboolka abuurka, iyo daaqad wax lagu fiiriyo.
Godka foornada waa in la hubiyo in heerkulka foornada si siman loo qaybiyo oo si fiican u baabi'iyo kuleylka; usheeda dhexe ee abuurka waxaa loo isticmaalaa in lagu kaxeeyo crystal abuurka si uu kor iyo hoos u dhaqaaqo oo uu u wareego; wasakhda loo baahan yahay in la sameeyo waxa lagu ridaa qaadada doping;
Daboolka abuurku waa inuu ka ilaaliyo crystal abuurka wasakhaynta. Habka gudbinta farsamada waxaa inta badan loo isticmaalaa in lagu xakameeyo dhaqdhaqaaqa abuurka crystal iyo crucible.
Si loo hubiyo in xalka silikoon uusan ahayn oksaydh, heerka faakuumka foornada waxaa looga baahan yahay inuu ahaado mid aad u sarreeya, guud ahaan ka hooseeya 5 Torr, iyo nadiifnimada gaaska aan firfircoonayn ee lagu daray waa inuu ka sarreeyaa 99.9999%.
Qayb ka mid ah silikoon crystal ah oo leh hanuuninta crystal ee la doonayo ayaa loo isticmaalaa sidii crystal abuur si ay u koraan ingot silikon, iyo ingot silikon koray waa sida nuqul ka mid ah crystal abuurka.
Shuruudaha isku xirka u dhexeeya silikoon dhalaalaysa iyo kiristaalka abuurka silikoon-ka qura ayaa u baahan in si sax ah loo xakameeyo. Shuruudahani waxay xaqiijinayaan in lakabka khafiifka ah ee silikoon uu si sax ah u soo celin karo qaab dhismeedka abuurka abuurka iyo ugu dambeyntii u koraan ingot silikoon crystal hal weyn.
2.2 Habka dhalaalidda aagga iyo Aaga dhalaalidda Foornada Keliya ee Crystal
Habka aagga sabaynta (FZ) wuxuu soo saaraa hal-abuurka silikon crystal oo leh oksijiin aad u yar. Habka aagga sabeynta waxaa la sameeyay 1950-meeyadii wuxuuna soo saari karaa silikoon-ka qura ee ugu saafisan ilaa maanta.
Aagga dhalaalay foornada quraaradda quraaradda ah waxaa loola jeedaa foorno adeegsasa mabda'a aagga dhalaalidda si ay u soo saarto aag dhalaalid cidhiidhi ah ee usha polycrystalline iyada oo loo marayo aag heerkul sarreeya oo cidhiidhi ah oo xiran oo ka mid ah foornada ul polycrystalline ee faaruq sare ama gaasta tuubada quartz naadir ah. deegaanka ilaalinta.
Qalab habraaca oo dhaqaajiya usha polycrystalline ama foornada jidhka kulaylinta si uu u dhaqaajiyo aagga dhalaalka oo si tartiib tartiib ah ugu miiray hal ul crystal ah.
Dabeecadda diyaarinta ulaha crystal hal by habka dhalaalidda zone waa in daahirsanaanta ulaha polycrystalline la wanaajin karaa in habka crystallization galay ulo crystal hal, iyo koritaanka doping ee alaabta ul waa dheeraad ah lebis.
Noocyada aagga dhalaalay foornooyinka crystal-ka ah waxaa loo qaybin karaa laba nooc: aagga sabeynaya dhalaalay hal foornooyinka crystal kuwaas oo ku tiirsan xiisad dusha iyo aagga siman dhalaalay hal foornada crystal. Codsiyada wax ku oolka ah, aagga dhalaalida foornooyinka crystal-ka ah waxay guud ahaan qaataan dhalaalidda aagga sabeynaya.
Aagga foornada quraaradda ah ee dhalaalaysa waxay diyaarin kartaa silikoon keli ah oo nadiif ah oo nadiif ah oo hooseeya iyada oo aan loo baahnayn qolof ah. Waxaa inta badan loo isticmaalaa in lagu diyaariyo adkeysiga sare (> 20kΩ · cm) silikoon hal crystal ah iyo nadiifinta silikon dhalaalay aagga. Alaabooyinkan waxaa inta badan loo adeegsadaa soo saarista aaladaha awooda kala duwan.
Aagga dhalaalaysa foornada quraaradda quraaradda ah waxay ka kooban tahay qolka foornada, usheeda dhexe iyo usheeda hoose (qayb makaanik qaybinta), chuck ul crystal ah, chuck abuur crystal, gariiradda kululaynta ah (matoor soo noqnoqda sare), dekedaha gaaska (vacuum port. gaaska soo gala, gaaska sare) iwm.
Qaab dhismeedka qolka foornada, wareegga biyaha qaboojinta ayaa la habeeyaa. Dhamaadka hoose ee usha sare ee foornada kareemka ah ee hal-abuurka ah waa ul-kristal ah, kaas oo loo isticmaalo in lagu dhejiyo usha polycrystalline; cidhifka sare ee usheeda hoose waa abuurka crystal Chuck, kaas oo loo isticmaalo in lagu xidho crystal abuurka.
Koronto joogto ah ayaa la siiya gariiradda kuleyliyaha, iyo aag dhalaalid cidhiidhi ah ayaa laga sameeyay usha polycrystalline oo ka bilaabmaysa dhamaadka hoose. Isla mar ahaantaana, faashashyada sare iyo kuwa hooseba way wareegaan oo hoos u dhacaan, si aagga dhalaalku uu noqdo mid crystallized galay hal crystal.
Faa'iidooyinka aagga dhalaalaysa foornada crystal-ka ah ayaa ah in aysan hagaajin karin nadiifinta hal crystal oo la diyaariyey, laakiin sidoo kale waxay ka dhigi kartaa koritaanka doping-ka usha mid labis ah, iyo usha kareemka ah waxaa lagu sifeyn karaa habab badan.
Khasaaraha aagga dhalaalaysa foornada kareemka ah ee hal-abuurka ah waa kharashyo nidaam oo sarreeya iyo dhexroor yar oo ah kareemka keliya ee la diyaariyey. Waqtigan xaadirka ah, dhexroorka ugu badan ee kareemka kaliya ee la diyaarin karo waa 200mm.
Dhererka guud ee aagga dhalaalaysa qalabka foornada crystal-ka ah waa mid aad u sarreeya, iyo istaroogga faasaska sare iyo kuwa hoose waa mid aad u dheer, sidaas awgeed ulaha quraaradu waa la kori karaa.
3. Habaynta iyo qalabka waferka
Usha crystal waxay u baahan tahay inay maraan habab taxane ah si ay u sameeyaan substrate silikoon oo buuxiya shuruudaha wax soo saarka semiconductor, oo ah wafer. Habka aasaasiga ah ee habayntu waa:
Tumidda, goynta, goynta, buxinta wafer-ka, wax-karinta, shiididda, turxaan bixinta, nadiifinta iyo baakadaha, iwm.
3.1 Wafer Annealing
Habka soo saarista silikoon polycrystalline iyo silikoon Czochralski, silikoon quraarad ah ayaa ka kooban ogsijiin. Heerkul gaar ah, ogsijiinta ku jirta hal silikoon crystal ayaa ku deeqi doonta elektaroonnada, ogsajiintana waxa loo rogi doonaa deeq-bixiyeyaasha oksijiinta. Elektaroonadani waxay ku dari doonaan wasakhda waferka silikoon waxayna saameeyaan iska caabinta waferka silikoon.
Foornada Annealing: waxaa loola jeedaa foornada kor u qaada heerkulka foornada ilaa 1000-1200 ° C ee deegaanka hydrogen ama argon. Diirinta iyo qaboojinta, ogsijiinta u dhow dusha sare ee waferka silikoon ee la nadiifiyay ayaa isbedelaysa oo laga saarayaa oogaheeda, taasoo keenaysa in ogsijiinta ay soo degto oo lakabto.
Qalabka habraaca ee ku milmaya cilladaha yaryar ee dusha sare ee waferrada silikoon, waxay yaraynaysaa qadarka wasakhda ah ee u dhow dusha sare ee waferrada silikoon, waxay yaraynaysaa cilladaha, waxayna samaysaa meel nadiif ah oogada sare ee maraqyada silikoon.
Foornada diirinta waxaa sidoo kale loo yaqaan foorno heerkul sare ah sababtoo ah heerkulkeeda sare. Warshaduhu waxay sidoo kale ugu yeeraan habka wafer wafer silikoon oo soo jiidanaya.
Foornada silikoonka wafer-ka-buuxinta waxay u qaybsan tahay:
- foornada ciribtirka tooska ah;
- foornada ciribtirka tooska ah;
-Furno degdeg ah oo nuujinaysa.
Farqiga ugu weyn ee u dhexeeya foornada foornada toosan iyo foornada toosan ee toosan waa jihada qaabeynta qolka falcelinta.
Qolka falcelinta foornada foornada toosan ayaa si siman loo habeeyey, iyo qayb ka mid ah maraqa silikoon ayaa lagu shubi karaa qolka falcelinta ee foornada wax baabi'inta isla mar ahaantaana. Waqtiga nuugista inta badan waa 20 ilaa 30 daqiiqo, laakiin qolka falcelinta waxay u baahan tahay waqti kuleyl dheer si loo gaaro heerkulka loo baahan yahay habka nuugista.
Habka foornada foornada toosan ayaa sidoo kale qabata habka isla mar ahaantaana loogu shubayo qayb ka mid ah maraqyada silikoon qolka falcelinta ee foornada ciribtirka ee daaweynta. Qolka falcelinta waxay leedahay qaab dhismeed toosan, kaas oo u oggolaanaya waferrada silikoon in lagu dhejiyo doonta quartz ee xaalad toosan.
Isla mar ahaantaana, maadaama doonta quartz ay u wareegi karto guud ahaan qolka falcelinta, heerkulka annealing ee qolka falcelinta waa labbis, qaybinta heerkulka on wafer silikoon waa labbis, waxayna leedahay sifooyin isku mid ah oo aad u wanaagsan. Si kastaba ha ahaatee, qiimaha habka foornada foornada toosan ayaa ka sarreeya tan foornada foornada toosan.
Foornada degdegga ah ee nuujinta waxay isticmaashaa nalka halogen tungsten si ay si toos ah u kululeyso waferka silikoon, kaas oo gaari kara kuleyl degdeg ah ama qaboojin baaxad ballaaran oo ah 1 ilaa 250 ° C/s. Heerarka kuleyliyaha ama qaboojinta ayaa ka dhaqso badan tan foornada duugista ee dhaqameed. Kaliya waxay qaadataa dhowr ilbiriqsi si loo kululeeyo heerkulka qolka falcelinta oo uu ka sarreeyo 1100°C.
—————————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera ayaa bixin karaqaybaha garaafyada,jilicsan/dareen adag,qaybaha carbide silicon, CVD qaybaha carbide siliconiyoQaybaha dahaarka leh ee SiC/TaCoo leh habka semiconductor buuxa 30 maalmood gudahood.
Haddii aad xiisaynayso alaabta kor ku xusan, fadlan ha ka waaban inaad nala soo xidhiidho marka ugu horeysa.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Waqtiga boostada: Agoosto-26-2024