Erdieroaleen industriaren garapen-prozesu oparoan, kristal bakarreko leunduasiliziozko obleakfuntsezko zeregina dute. Hainbat gailu mikroelektroniko ekoizteko oinarrizko materiala dira. Zirkuitu integratu konplexu eta zehatzetatik hasi eta mikroprozesadore azkar eta sentsore multifuntzionaletaraino, kristal bakarreko leunduaksiliziozko obleakfuntsezkoak dira. Haien errendimendu eta zehaztapenen arteko desberdintasunek zuzenean eragiten dute azken produktuen kalitatean eta errendimenduan. Jarraian, kristal bakarreko siliziozko oblea leunduen zehaztapen eta parametro ohikoenak daude:

Diametroa: Erdieroale kristal bakarreko siliziozko obleten tamaina diametroaren arabera neurtzen da, eta hainbat zehaztapen dituzte. Diametro ohikoenen artean daude 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 behar eta prozesu eskakizun desberdinetarako egokiak dira. Adibidez, diametro txikiagoko obleak normalean erabiltzen dira mikrogailu elektroniko berezi eta bolumen txikikoetarako, eta diametro handiko obleak ekoizpen eraginkortasun handiagoa eta kostu abantailak erakusten dituzte zirkuitu integratuen fabrikazio handian. Gainazalaren eskakizunak alde bakarreko leundutako (SSP) eta alde bikoitzeko leundutako (DSP) gisa sailkatzen dira. Alde bakarreko leundutako obleak alde batean lautasun handia behar duten gailuetarako erabiltzen dira, hala nola sentsore batzuetarako. Alde bikoitzeko leundutako obleak normalean erabiltzen dira zirkuitu integratuetarako eta bi gainazaletan zehaztasun handia behar duten beste produktu batzuetarako. Gainazalaren eskakizuna (akabera): Alde bakarreko SSP leundua / Alde bikoitzeko DSP leundua.

Mota/Dopantea: (1) N motako erdieroalea: Zenbait ezpurutasun-atomo erdieroale intrintsekoan 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 eratzen dituzte inguruko silizio-atomoen balentzia-elektroiekin, lotura kobalente batek lotu gabeko elektroi gehigarri bat utziz. Horren ondorioz, zuloen kontzentrazioa baino elektroi-kontzentrazio handiagoa dago, N motako erdieroalea sortuz, elektroi-motako erdieroale gisa ere ezagutzen dena. N motako erdieroaleak funtsezkoak dira elektroiak karga-eramaile nagusi gisa behar dituzten gailuak fabrikatzeko, hala nola potentzia-gailu batzuk. (2) P motako erdieroalea: Boroa (B), galioa (Ga) edo indioa (In) bezalako ezpurutasun-elementu tribalenteak silizio-ereroalean sartzen direnean, ezpurutasun-atomoen balentzia-elektroiek lotura kobalenteak eratzen dituzte inguruko silizio-atomoekin, baina gutxienez balentzia-elektroi bat falta zaie eta ezin dute lotura kobalente oso bat osatu. Horrek zulo-kontzentrazioa elektroi-kontzentrazioa baino handiagoa izatea eragiten du, P motako erdieroale bat sortuz, zulo-motako erdieroale gisa ere ezagutzen dena. P motako erdieroaleek funtsezko zeregina dute zuloak karga-eramaile nagusi gisa balio duten gailuak fabrikatzean, hala nola diodoetan eta transistore batzuetan.

Erresistentzia: Erresistentzia kantitate fisiko gakoa da, kristal bakarreko siliziozko oblea leunduen eroankortasun elektrikoa neurtzen duena. Bere balioak materialaren eroankortasun-errendimendua islatzen du. Zenbat eta erresistentzia txikiagoa izan, orduan eta siliziozko oblearen eroankortasun hobea; alderantziz, zenbat eta erresistentzia handiagoa izan, orduan eta eroankortasun okerragoa. Siliziozko obleen erresistentzia haien berezko material-propietateek zehazten dute, eta tenperaturak ere eragin handia du. Oro har, siliziozko obleen erresistentzia tenperaturarekin handitzen da. Aplikazio praktikoetan, gailu mikroelektroniko ezberdinek erresistentzia-eskakizun desberdinak dituzte siliziozko obleetarako. Adibidez, zirkuitu integratuen fabrikazioan erabiltzen diren obleek erresistentziaren kontrol zehatza behar dute gailuaren errendimendu egonkorra eta fidagarria bermatzeko.

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

Laua/Koska: Siliziozko oblearen zirkunferentzian dagoen ertz lauak (Laua) edo V-koskak (Koska) funtsezko zeregina du kristalaren orientazioaren lerrokatzean eta identifikatzaile garrantzitsua da oblearen fabrikazioan eta prozesamenduan. Diametro desberdineko obleek Lauaren edo Koskaren luzeraren estandar desberdinak dituzte. Lerrokatze-ertzak lau nagusi eta lau sekundario gisa sailkatzen dira. Lau nagusia batez ere oblearen oinarrizko kristalaren orientazioa eta prozesatzeko erreferentzia zehazteko erabiltzen da, eta lau sekundarioak, berriz, lerrokatze eta prozesamendu zehatzean laguntzen du, oblearen funtzionamendu zehatza eta koherentzia bermatuz ekoizpen-lerro osoan.

Lodiera: Oblea baten lodiera normalean mikrometroetan (μm) zehazten da, eta ohiko lodiera-tarteak 100 μm eta 1000 μm artekoak dira. Lodiera desberdineko obleak egokiak dira mikrogailu elektroniko mota desberdinetarako. Oblea meheagoak (adibidez, 100 μm - 300 μm) sarritan erabiltzen dira lodiera-kontrol zorrotza behar duten txipak fabrikatzeko, txiparen tamaina eta pisua murriztuz eta integrazio-dentsitatea handituz. Oblea lodiagoak (adibidez, 500 μm - 1000 μm) oso erabiliak dira erresistentzia mekaniko handiagoa behar duten gailuetan, hala nola potentzia-erdieroaleen gailuetan, funtzionamenduan egonkortasuna bermatzeko.

Gainazaleko zimurtasuna: Gainazaleko zimurtasuna oblearen kalitatea ebaluatzeko parametro nagusietako bat da, oblearen eta ondoren metatutako film meheko materialen arteko atxikimenduan zuzenean eragiten baitu, baita gailuaren errendimendu elektrikoan ere. Normalean erro karratu ertainaren (RMS) zimurtasun gisa adierazten da (nm-tan). Gainazaleko zimurtasun txikiagoak oblearen gainazala leunagoa dela esan nahi du, eta horrek elektroien sakabanaketa bezalako fenomenoak murrizten laguntzen du eta gailuaren errendimendua eta fidagarritasuna hobetzen ditu. Erdieroale aurreratuen fabrikazio-prozesuetan, gainazaleko zimurtasunaren eskakizunak gero eta zorrotzagoak dira, batez ere goi-mailako zirkuitu integratuen fabrikaziorako, non gainazaleko zimurtasuna nanometro gutxi batzuetara edo are gutxiagora kontrolatu behar den.

Lodiera Osoaren Aldakuntza (TTV): Lodiera osoaren aldakuntzak oblearen gainazaleko hainbat puntutan neurtutako lodiera maximoaren eta minimoaren arteko aldea adierazten du, normalean μm-tan adierazita. TTV altu batek desbideratzeak sor ditzake fotolitografia eta grabatzea bezalako prozesuetan, gailuaren errendimenduaren koherentzian eta errendimenduan eragina izanik. Beraz, TTV kontrolatzea oblearen fabrikazioan zehar funtsezko urratsa da produktuaren kalitatea bermatzeko. Zehaztasun handiko gailu mikroelektronikoak fabrikatzeko, TTV normalean mikrometro gutxi batzuetako tartea izan behar da.

Kurbadura: Kurbak oblearen gainazalaren eta plano lau idealaren arteko desbideratzea adierazten du, normalean μm-tan neurtua. Gehiegi kurbatzen diren obleek hautsi edo tentsio irregularra jasan dezakete ondorengo prozesamenduan, ekoizpen-eraginkortasunean eta produktuaren kalitatean eragina izanik. Batez ere lautasun handia behar duten prozesuetan, hala nola fotolitografian, kurbadura tarte jakin batean kontrolatu behar da fotolitografia-ereduaren zehaztasuna eta koherentzia bermatzeko.

Deformazioa: Deformazioak oblearen gainazalaren eta forma esferiko idealaren arteko desbideratzea adierazten du, μm-tan neurtua ere. Kurbaren antzera, deformazioa oblearen lautasunaren adierazle garrantzitsua da. Gehiegizko deformazioak ez du soilik oblearen kokapenaren zehaztasunean eragiten prozesatzeko ekipoetan, baizik eta arazoak ere sor ditzake txiparen ontziratze prozesuan, hala nola txiparen eta ontziratze materialaren arteko lotura eskasa, eta horrek, aldi berean, gailuaren fidagarritasunean eragiten du. Goi-mailako erdieroaleen fabrikazioan, deformazio-eskakizunak gero eta zorrotzagoak dira txiparen fabrikazio eta ontziratze prozesu aurreratuen eskakizunak betetzeko.

Ertz-profila: Oblea baten ertz-profila funtsezkoa da ondorengo prozesamendu eta manipulaziorako. Normalean Ertz-bazterketa eremuak (EEZ) zehazten du, eta honek prozesamendurik ez dagoen oblearen ertzetik distantzia definitzen du. Behar bezala diseinatutako ertz-profilak eta EEZ kontrol zehatzak ertz-akatsak, tentsio-kontzentrazioak eta beste arazo batzuk saihesten laguntzen dute prozesamenduan zehar, oblearen kalitate orokorra eta errendimendua hobetuz. Fabrikazio-prozesu aurreratu batzuetan, ertz-profilaren zehaztasuna mikroi azpiko mailan egon behar da.

Partikula kopurua: Oblearen gainazalean dauden partikulen kopuruak eta tamaina-banaketak nabarmen eragiten dute mikrogailu elektronikoen errendimenduan. Partikula gehiegi edo handiak izateak gailuen akatsak sor ditzake, hala nola zirkuitulaburrak edo ihesak, produktuaren etekina murriztuz. Beraz, partikula kopurua normalean unitateko azalerako partikulak zenbatuz neurtzen da, hala nola 0,3 μm baino handiagoak diren partikulen kopurua. Oblearen fabrikazioan partikula kopuruaren kontrol zorrotza ezinbesteko neurria da produktuaren kalitatea bermatzeko. Garbiketa-teknologia aurreratuak eta ekoizpen-ingurune garbia erabiltzen dira oblearen gainazaleko partikulen kutsadura minimizatzeko.

Lotutako ekoizpena

Kristal bakarreko siliziozko oblea Si substratu mota N/P aukerakoa silizio karburozko oblea

FZ CZ Si oblea stockean 12 hazbeteko siliziozko oblea Lehen edo Probatu