Erdieroaleen industriaren garapen-prozesu indartsuan, kristal bakarreko leunduasiliziozko obleakpaper erabakigarria jokatzen du. Hainbat gailu mikroelektroniko ekoizteko oinarrizko material gisa balio dute. Zirkuitu integratu konplexu eta zehatzetatik abiadura handiko mikroprozesadoreetara eta funtzio anitzeko sentsoreetaraino, kristal bakarreko leunduasiliziozko obleakezinbestekoak dira. Beren errendimendu eta zehaztapenen desberdintasunak zuzenean eragiten du azken produktuen kalitatean eta errendimenduan. Jarraian leundutako siliziozko kristal bakarreko obleen zehaztapen eta parametro komunak daude:

Diametroa: kristal bakarreko siliziozko obleen tamaina diametroaren arabera neurtzen da, eta hainbat zehaztapen ditu. Diametro arruntak 2 hazbete (50,8 mm), 3 hazbete (76,2 mm), 4 hazbete (100 mm), 5 hazbete (125 mm), 6 hazbete (150 mm), 8 hazbete (200 mm), 12 hazbete (300 mm) eta 18 hazbete (450 mm). Diametro desberdinak ekoizpen-beharretarako eta prozesu-beharretarako egokiak dira. Esate baterako, diametro txikiagoko obleak bolumen txikiko gailu mikroelektroniko berezietarako erabiltzen dira normalean, eta diametro handiagoko obleek ekoizpen-eraginkortasun handiagoa eta kostu abantailak erakusten dituzte eskala handiko zirkuitu integratuen fabrikazioan. Azalera-eskakizunak alde bakarreko leunduak (SSP) eta alde bikoitzeko leunduak (DSP) gisa sailkatzen dira. Alde bakarreko leundutako obleak alde batetik lautasun handia behar duten gailuetarako erabiltzen dira, hala nola zenbait sentsore. Alde biko leundutako obleak zirkuitu integratuetarako eta bi gainazaletan zehaztasun handia behar duten beste produktu batzuetarako erabiltzen dira. Azalera-eskakizuna (Akabera): Alde bakarreko SSP leundua / Alde bikoitzeko DSP leundua.

Mota/Dopatzailea: (1) N motako erdieroalea: berezko erdieroalean ezpurutasun-atomo batzuk sartzen direnean, haren eroankortasuna aldatzen dute. Adibidez, nitrogenoa (N), fosforoa (P), artsenikoa (As) edo antimonioa (Sb) bezalako elementu pentabalenteak gehitzen direnean, haien balentzia-elektroiek lotura kobalenteak sortzen dituzte inguruko silizio-atomoen balentzia-elektroiekin, eta aparteko elektroi bat lotura kobalente batek lotu gabe utziz. Honen ondorioz, zuloaren kontzentrazioa baino elektroi-kontzentrazioa handiagoa da, N motako erdieroale bat osatuz, elektroi motako erdieroale gisa ere ezaguna. N motako erdieroaleak funtsezkoak dira karga-eramaile nagusi gisa elektroiak behar dituzten gailuak fabrikatzeko, hala nola zenbait potentzia-gailu. (2) P motako Erdieroalea: boroa (B), galioa (Ga) edo indioa (In) bezalako ezpurutasun-elementu tribalenteak silizio erdieroalean sartzen direnean, ezpurutasun-atomoen balentzia-elektroiek lotura kobalenteak sortzen dituzte inguruko silizio-atomoekin, baina gutxienez balentzia-elektroi bat falta dute eta ezin dute lotura kobalente osoa osatu. Honek zulo-kontzentrazioa elektroi-kontzentrazioa baino handiagoa dakar, P motako erdieroale bat osatuz, zulo motako erdieroale gisa ere ezaguna. P motako erdieroaleek funtsezko eginkizuna dute zuloak karga-eramaile nagusi gisa balio duten gailuak fabrikatzeko, hala nola diodoak eta zenbait transistore.

Erresistibitatea: Kristal bakarreko silizio leundutako obleen eroankortasun elektrikoa neurtzen duen funtsezko kantitate fisikoa da. Bere balioak materialaren errendimendu eroalea islatzen du. Zenbat eta erresistibitatea txikiagoa izan, orduan eta hobeagoa da silizio-oblearen eroankortasuna; alderantziz, zenbat eta erresistentzia handiagoa, orduan eta eroankortasun eskasagoa. Siliziozko obleen erresistentzia materialaren berezko propietateek zehazten dute, eta tenperaturak ere eragin handia du. Orokorrean, siliziozko obleen erresistentzia handitzen da tenperaturarekin. Aplikazio praktikoetan, gailu mikroelektroniko ezberdinek erresistentzia-eskakizun desberdinak dituzte silizio-obletarako. Adibidez, zirkuitu integratuko fabrikazioan erabiltzen diren obleek erresistibitatearen kontrol zehatza behar dute gailuen errendimendu egonkorra eta fidagarria bermatzeko.

Orientazioa: oblearen kristal-orientazioak silizio-sarearen norabide kristalografikoa adierazten du, normalean Miller-en indizeek (100), (110), (111) etab. gisa zehaztutakoa. Kristalaren orientazio desberdinek propietate fisiko desberdinak dituzte, hala nola, lerro-dentsitatea, orientazioaren arabera aldatzen dena. Desberdintasun horrek oblearen errendimenduan eragina izan dezake ondorengo prozesatzeko urratsetan eta gailu mikroelektronikoen azken errendimenduan. Fabrikazio prozesuan, gailuaren eskakizunetarako orientazio egokia duen siliziozko oblea hautatzeak gailuaren errendimendua optimizatu dezake, ekoizpen eraginkortasuna hobetu eta produktuaren kalitatea hobetu.

Laua/Notch: siliziozko oblearen zirkunferentziaren ertz lauak (laua) edo V-notchak (Notch) paper garrantzitsua betetzen du kristalen orientazio lerrokatzean eta identifikatzaile garrantzitsua da oblearen fabrikazioan eta prozesamenduan. Diametro ezberdineko obleek estandar desberdinei dagozkie Laua edo Notch-aren luzerari dagokionez. Lerrokadura-ertzak lehen mailako lauetan eta bigarren mailako lauetan sailkatzen dira. Lehen mailako laua oblearen oinarrizko kristalaren orientazioa eta prozesatzeko erreferentzia zehazteko erabiltzen da batez ere, bigarren mailako lauak lerrokatze eta prozesamendu zehatzean laguntzen duen bitartean, oblearen funtzionamendu zehatza eta koherentzia bermatuz ekoizpen-lerro osoan.

Lodiera: oblearen lodiera mikrometrotan (μm) zehazten da normalean, eta lodiera arrunta 100μm eta 1000μm bitartekoa da. Lodiera ezberdineko obleak gailu mikroelektroniko mota desberdinetarako egokiak dira. Obleak meheagoak (adibidez, 100μm - 300μm) txirbilak fabrikatzeko erabiltzen dira maiz, lodiera kontrol zorrotza eskatzen duena, txiparen tamaina eta pisua murriztuz eta integrazio-dentsitatea handituz. Ostia lodiagoak (adibidez, 500μm - 1000μm) oso erabiliak dira erresistentzia mekaniko handiagoa behar duten gailuetan, hala nola potentzia erdieroaleen gailuetan, funtzionamenduan egonkortasuna bermatzeko.

Gainazaleko zimurtasuna: gainazaleko zimurtasuna oblearen kalitatea ebaluatzeko funtsezko parametroetako bat da, oblearen eta ondoren metatutako film meheko materialen arteko atxikimenduari zuzenean eragiten baitio, baita gailuaren errendimendu elektrikoari ere. Normalean erro karratuaren (RMS) zimurtasuna (nm-tan) adierazten da. Gainazaleko zimurtasun txikiagoak esan nahi du obleen gainazala leunagoa dela, eta horrek elektroien sakabanaketa bezalako fenomenoak murrizten laguntzen du eta gailuaren errendimendua eta fidagarritasuna hobetzen ditu. Erdieroaleen fabrikazio-prozesu aurreratuetan, gainazaleko zimurtasunaren eskakizunak gero eta zorrotzagoak dira, batez ere goi-mailako zirkuitu integratuen fabrikaziorako, non gainazaleko zimurtasuna nanometro gutxi batzuetara edo are txikiagoarekin kontrolatu behar den.

Lodiera totalaren aldakuntza (TTV): lodiera totalaren aldakuntza oblearen gainazaleko puntu anitzetan neurtutako lodiera maximoen eta minimoen arteko diferentziari dagokio, normalean μm-tan adierazita. TTV altu batek desbideraketak ekar ditzake fotolitografia eta grabatua bezalako prozesuetan, gailuaren errendimenduaren koherentzian eta etekinean eraginez. Hori dela eta, obleen fabrikazioan TTV kontrolatzea funtsezko urratsa da produktuaren kalitatea bermatzeko. Doitasun handiko gailu mikroelektronikoen fabrikaziorako, normalean TTV mikrometro gutxi batzuetara egon behar da.

Branka: Branka oblearen gainazalaren eta plano lau idealaren arteko desbideratzeari egiten dio erreferentzia, normalean μm-tan neurtuta. Gehiegizko makurdura duten obleak apurtu edo tentsio irregularra jasan dezakete ondorengo prozesatzean, ekoizpenaren eraginkortasunari eta produktuaren kalitateari eraginez. Batez ere, lautasun handia eskatzen duten prozesuetan, fotolitografia adibidez, makurdura tarte zehatz baten barruan kontrolatu behar da eredu fotolitografikoaren zehaztasuna eta koherentzia bermatzeko.

Warp: Warp-ek oblearen gainazalaren eta forma esferiko idealaren arteko desbideratzea adierazten du, μm-tan neurtuta ere. Arkuaren antzera, deformazioa ostia lautasunaren adierazle garrantzitsua da. Gehiegizko deformazioak oblea prozesatzeko ekipoetan jartzearen zehaztasunari eragiten ez ezik, txirbilak ontziratzeko prozesuan arazoak ere sor ditzake, hala nola txiparen eta ontziratzeko materialaren arteko lotura txarra, eta horrek gailuaren fidagarritasunari eragiten dio. Goi-mailako erdieroaleen fabrikazioan, deformazio-eskakizunak gero eta zorrotzagoak dira txiparen fabrikazio eta ontziratze prozesu aurreratuen eskakizunei erantzuteko.

Ertz-profila: oblearen ertz-profila funtsezkoa da ondorengo prozesatzeko eta manipulatzeko. Normalean Edge Exclusion Zonek (EEZ) zehazten du, prozesatu ezin den oblearen ertzetik distantzia definitzen duena. Behar bezala diseinatutako ertzaren profilak eta EEZaren kontrol zehatzak ertz-akatsak, tentsio-kontzentrazioa eta beste arazo batzuk saihesten laguntzen dute prozesatzeko garaian, obleen kalitatea eta etekin orokorra hobetuz. Fabrikazio-prozesu aurreratu batzuetan, ertzaren profilaren zehaztasuna mikrometro azpiko mailan egon behar da.

Partikulen kopurua: obleen gainazaleko partikulen kopurua eta tamainaren banaketak nabarmen eragiten du gailu mikroelektronikoen errendimenduan. Gehiegizko partikulak edo handiek gailuaren akatsak sor ditzakete, hala nola, zirkuitu laburrak edo ihesak, produktuaren etekina murriztea. Hori dela eta, partikula kopurua azalera-unitateko partikulak kontatuz neurtzen da normalean, adibidez, 0,3μm baino handiagoak diren partikula kopurua. Obleen fabrikazioan partikulen kopuruaren kontrol zorrotza ezinbesteko neurria da produktuaren kalitatea bermatzeko. Garbiketa teknologia aurreratuak eta ekoizpen-ingurune garbia erabiltzen dira obleen gainazaleko partikulen kutsadura minimizatzeko.

Lotutako ekoizpena

Kristal bakarreko siliziozko oblea Si substratu mota N/P Aukerakoa siliziozko oblea

FZ CZ Si ostia stockean 12 hazbeteko Siliziozko ostia Prime edo Test