Τα πλακίδια πυριτίου είναι οι φορείς των περισσότερων τσιπς. Ωστόσο, ένα κομμάτι πλακιδίου πυριτίου κρύβει πολλές άγνωστες λεπτομέρειες, όπως: Ποιοι είναι οι κρυσταλλικοί προσανατολισμοί των πλακιδίων πυριτίου; Πόσες άκρες τοποθέτησης υπάρχουν; Πώς τοποθετείται η άκρη τοποθέτησης; Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ακμής τοποθέτησης και της αυλάκιας τοποθέτησης; Και ούτω καθεξής. Ας το εξηγήσουμε λεπτομερώς σήμερα.
Ποια είναι η θέση τοποθέτησης\/αυλάκωση;
Η τοποθέτηση Groove (Notch) χρησιμοποιείται για την τοποθέτηση δισκίων πυριτίου άνω των 8 ίντσες (χωρίς αποκλεισμούς) και η άκρη τοποθέτησης (επίπεδη) χρησιμοποιείται για την τοποθέτηση πλακιδίων πυριτίου κάτω από 8 ίντσες.
Η άκρη τοποθέτησης του πλακιδίου πυριτίου είναι μια μικρή πλευρά του δισκίου πυριτίου και η αυλάκωση τοποθέτησης είναι μια ημικυκλική ή σχήματος V εγκοπή στην άκρη.
Πώς κατασκευάζονται οι αυλακώσεις\/άκρα της τοποθέτησης;
Αφού χρησιμοποιηθεί η μέθοδος CZ για την απομάκρυνση του πλίνου, τα δύο άκρα πρέπει να αποκοπούν και στη συνέχεια η στήλη πυριτίου είναι ακτινικά αλεσμένη για να αποκτήσει μια κατάλληλη διάμετρο και έπειτα ένα μέρος της στήλης πυριτίου είναι αλεσμένο για να αποκτήσει την άκρη της τοποθέτησης και τελικά η στήλη πυριτίου κόβεται σε βυθίζοντας πυριτίου ένα προς ένα με ένα πριόνι καλωδίου ή ένα εσωτερικό κόψιμο του μηχανήματος.
Σχέση με τον προσανατολισμό του κρυστάλλου και το ντόπινγκ
Γενικά, μόνο η άκρη της τοποθέτησης έχει τη λειτουργία της υποδεικνύοντας τον προσανατολισμό του κρυστάλλου και τον τύπο ντόπινγκ. Ο προσανατολισμός του κρυσταλλικού προσανατολισμού και ο τύπος ντόπινγκ του πλακιδίου πυριτίου προσδιορίζονται ανάλογα με τη θέση και τον αριθμό των άκρων τοποθέτησης. Η αυλάκωση τοποθέτησης θα βρίσκεται στο κάτω μέρος του δισκίου πυριτίου και ο προσανατολισμός του κρυστάλλου και ο τύπος ντόπινγκ δεν μπορούν να παρατηρηθούν διαισθητικά μέσω της αυλάκιας τοποθέτησης. Οι συνήθεις κρυσταλλικοί προσανατολισμοί είναι<100>, <110>, <111>, και οι τύποι ντόπινγκ είναι τύπου Ν και τύπος Ρ.
Ο αριθμός των άκρων τοποθέτησης ενός πλακιδίου πυριτίου είναι ένα ή δύο. Ο τύπος δισκίου πυριτίου με μόνο μία άκρη τοποθέτησης είναι ο τύπος P<111>. Εάν το πλακίδιο πυρίτιο έχει δύο άκρα τοποθέτησης, τότε η μεγαλύτερη άκρη τοποθέτησης είναι η κύρια άκρη τοποθέτησης και το μικρότερο είναι η δευτερεύουσα άκρη τοποθέτησης. Η κύρια άκρη τοποθέτησης είναι κυρίως βολική για την ευθυγράμμιση του δισκίου πυριτίου στη διαδικασία ημιαγωγού, ενώ η δευτερεύουσα άκρη τοποθέτησης υποδεικνύει τον προσανατολισμό του κρυστάλλου και τον τύπο ντόπινγκ. Η κύρια άκρη τοποθέτησης βρίσκεται στο κάτω μέρος του δισκίου πυριτίου, ενώ η θέση της δευτερεύουσας άκρης τοποθέτησης δεν είναι σταθερή και αλλάζει με την αλλαγή του κρυσταλλικού προσανατολισμού και του τύπου ντόπινγκ του δισκίου.
Γενικά, το μήκος της κύριας άκρης τοποθέτησης ενός 2- ιντσών είναι 15,8mm, το μήκος της κύριας άκρης τοποθέτησης ενός 4- ιντσών είναι 32,5mm και το μήκος της κύριας άκρης τοποθέτησης του 6- ιντσών είναι 57,5mm.
Όταν η γωνία μεταξύ της κύριας ακμής τοποθέτησης και της δευτερεύουσας ακμής τοποθέτησης είναι 45 βαθμοί, ο τύπος πλακιδίου πυριτίου είναι N-Type<111>; Όταν η γωνία μεταξύ της κύριας ακμής τοποθέτησης και της δευτερεύουσας ακμής τοποθέτησης είναι 90 βαθμοί, ο τύπος πλακιδίου πυριτίου είναι τύπου P<100>; Όταν η γωνία μεταξύ της κύριας ακμής τοποθέτησης και της δευτερεύουσας ακμής τοποθέτησης είναι 180 βαθμοί, ο τύπος πλακιδίου πυριτίου είναι N-Type<100>. Από το<110>Ο προσανατολισμός του κρυστάλλου δεν είναι ένας κύριος προσανατολισμός κρυστάλλου πυριτίου, δεν υπάρχει πρότυπο για να το αντιπροσωπεύει. Ο<110>Ο προσανατολισμός του κρυστάλλου μπορεί να εκπροσωπηθεί σύμφωνα με τα πρότυπα του προμηθευτή πυριτίου.
Η επίδραση του κρυσταλλικού προσανατολισμού στην τεχνολογία ημιαγωγών
Στο (100) κρυσταλλικό επίπεδο, η διάταξη των ατόμων πυριτίου είναι τετραγωνικό, ενώ στο (111) κρυστάλλιο επίπεδο, η διάταξη των ατόμων πυριτίου είναι εξαγωνική. Δεδομένου ότι τα άτομα πυριτίου στο (111) κρυσταλλικό επίπεδο είναι πιο συμπαγή, η χημική τους αντιδραστικότητα είναι σχετικά χαμηλή, ενώ το (100) κρυσταλλικό επίπεδο είναι το αντίθετο και έχει υψηλότερη χημική αντιδραστικότητα.
Επομένως, το πυρίτιο στο (100) κρυσταλλικό επίπεδο χαράζει ταχύτερα από το πυρίτιο στο (111) κρυστάλλινο επίπεδο και ο ρυθμός οξείδωσης του (111) κρυστάλλου είναι συνήθως χαμηλότερος από αυτόν του (100) κρυστάλλου.
Η επίδραση της συγκέντρωσης ντόπινγκ των θαλάσσιων πλακιδίων στις διεργασίες ημιαγωγών
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας χάραξης, τα ντόπια αυξάνουν την αγωγιμότητα του πυριτίου, καθιστώντας την πιο ευαίσθητη σε ηλεκτροχημική χάραξη. Διαφορετικές συγκεντρώσεις ντόπινγκ θα έχουν ως αποτέλεσμα διαφορετικούς ρυθμούς χάραξης και το πυρίτιο με υψηλά δοχεία συνήθως θα χαράξει ταχύτερα.
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάχυσης, η συγκέντρωση ντόπινγκ του δισκίου πυριτίου θα επηρεάσει επίσης τον ρυθμό διάχυσης του ντόπιου σε πυρίτιο. Το εξαιρετικά doped πυρίτιο θα προκαλέσει τη διάχυση του dopant βαθύτερου.