Силиконски нафора

Силиконскиот материјал е цврст материјал со одредени полупроводнички електрични својства и физичка стабилност и обезбедува поддршка на подлогата за последователниот процес на производство на интегрирано коло. Тоа е клучен материјал за интегрирани кола базирани на силикон. Повеќе од 95% од полупроводничките уреди и повеќе од 90% од интегрираните кола во светот се направени на силиконски наполитанки.

Според различните методи на раст на еднокристали, силиконските единечни кристали се поделени на два вида: Чохралски (CZ) и пловечка зона (FZ). Силиконските наполитанки може грубо да се поделат во три категории: полирани наполитанки, епитаксијални наполитанки и силикон-вклучен изолатор (SOI).

Нафора за полирање со силикон

Нафора за полирање со силикон се однесува на aсиликонски нафораформирана со полирање на површината. Станува збор за тркалезна обланда со дебелина помала од 1мм, обработена со сечење, мелење, полирање, чистење и други процеси на еднокристална прачка. Главно се користи во интегрирани кола и дискретни уреди и зазема важна позиција во синџирот на индустријата за полупроводници.

Кога елементите од V групата, како што се фосфор, антимон, арсен, итн. се допингуваат во силиконски единечни кристали, ќе се формираат спроводливи материјали од типот N; кога елементите од III група како што е борот се допингуваат во силициум, ќе се формираат спроводливи материјали од типот P. Отпорноста на силиконските единечни кристали се одредува според количината на допинг елементи. Колку е поголема количината на допинг, толку е помала отпорноста. Лесно допираните силиконски наполитанки за полирање генерално се однесуваат на силиконски наполитанки за полирање со отпорност од повеќе од 0,1 W·cm, кои се широко користени во производството на големи интегрирани кола и меморија; Силно допираните силиконски полирачки наполитанки генерално се однесуваат на силиконски наполитанки за полирање со отпорност помала од 0,1 W·cm, кои обично се користат како материјали за подлога за епитаксијални силиконски наполитанки и широко се користат во производството на полупроводнички уреди за напојување.

Наполитанки за полирање со силиконкои формираат чиста површина на површината насиликонски наполитанкипо термичка обработка со жарење се нарекуваат силиконски наполитанки за жарење. Најчесто користени се наполитанките за жарење со водород и наполитанките за жарење со аргон. Силиконските наполитанки од 300 mm и некои силиконски наполитанки од 200 mm со повисоки барања бараат употреба на двострано полирање. Затоа, технологијата за надворешно вадење што го воведува центарот за добивање преку задниот дел на силиконската обланда е тешко да се примени. Внатрешниот процес на вадење кој го користи процесот на жарење за да се формира внатрешен центар за собирање стана главен процес на собирање за силиконски наполитанки со големи димензии. Во споредба со општо полираните наполитанки, жарените наполитанки можат да ги подобрат перформансите на уредот и да го зголемат приносот, а широко се користат во производството на дигитални и аналогни интегрирани кола и мемориски чипови.

Основниот принцип на растот на еднокристалот со топење во зона е да се потпре на површинскиот напон на топењето за да ја суспендира стопената зона помеѓу поликристалната силиконска шипка и единечниот кристал израснат долу, и да се прочистат и да се одгледуваат силиконски единечни кристали со поместување на стопената зона нагоре. Монокристалите на силиконот што се топи во зоната не се контаминирани со садници и имаат висока чистота. Тие се погодни за производство на единечни кристали од силициум N-тип (вклучувајќи единечни кристали допирани со трансмутација на неутрони) со отпорност поголема од 200Ω·cm и силиконски единечни кристали со висока отпорност P-тип. Силиконските единечни кристали за топење на зона главно се користат во производството на уреди со висок напон и висока моќност.

Силиконски епитаксијален нафора

Силиконски епитаксијален нафорасе однесува на материјал на кој еден или повеќе слоеви на силиконски еднокристален тенок филм се одгледуваат со епитаксијално таложење на пареа фаза на подлогата и главно се користи за производство на различни интегрирани кола и дискретни уреди.

Во напредните процеси на CMOS интегрирани кола, со цел да се подобри интегритетот на оксидниот слој на портата, да се подобри истекувањето во каналот и да се зголеми доверливоста на интегрираните кола, често се користат силиконски епитаксијални наполитанки, односно слој од силиконски тенок филм е хомогено епитаксијално одгледувано на лесно допирана силиконска полиран нафора, што може да ги избегне недостатоците на високата содржина на кислород и многу дефекти на површината на општо полираните наполитанки со силикон; додека за силиконските епитаксијални наполитанки кои се користат за енергетски интегрални кола и дискретни уреди, слој од епитаксијален слој со висока отпорност обично е епитаксијално растен на силиконски супстрат со ниска отпорност (силно полиран нафора со силикон со висока отпорност). Во средини за примена со висока моќност и висок напон, ниската отпорност на силициумската подлога може да го намали отпорот, а епитаксијалниот слој со висока отпорност може да го зголеми пробивниот напон на уредот.

SOI силиконски нафора

SOI (силициум-вклучен изолатор)е силициум на изолационен слој. Станува збор за структура „сендвич“ со горен силиконски слој (Top Silicon), среден слој закопан со силикон диоксид (BOX) и потпора за силиконска подлога (Рачка) подолу. Како нов материјал за подлога за производство на интегрирани кола, главната предност на SOI е тоа што може да постигне висока електрична изолација преку оксидниот слој, што ефикасно ќе го намали паразитскиот капацитет и истекувањето на силиконските наполитанки, што е погодно за производство на високо- интегрирани кола со брзина, ниска моќност, висока интеграција и висока доверливост, ултра-големи размери, и широко се користат во уреди со висок напон, оптички пасивни уреди, MEMS и други полиња. Во моментов, технологијата за подготовка на материјали за SOI главно вклучува технологија за поврзување (BESOI), паметна технологија на соголување (Smart-Cut), технологија за имплантација на јони на кислород (SIMOX), технологија за поврзување со вбризгување кислород (Simbond), итн. Најглавната технологија е паметна технологија на соголување.

SOI силиконски наполитанкиможе дополнително да се подели на силиконски наполитанки SOI со тенок слој и силиконски наполитанки SOI со дебел филм. Дебелината на горниот силикон од тенок филмSOI силиконски наполитанкие помалку од 1м. Во моментов, 95% од пазарот на силиконски нафора со тенок филм SOI е концентриран во големини од 200 mm и 300 mm, а неговата пазарна движечка сила главно доаѓа од производи со голема брзина и ниска моќност, особено во апликациите за микропроцесори. На пример, во напредни процеси под 28 nm, целосно исцрпениот силикон на изолатор (FD-SOI) има очигледни предности во изведбата на мала потрошувачка на енергија, заштита од радијација и отпорност на високи температури. Во исто време, употребата на SOI решенија може значително да го намали производниот процес. Горната дебелина на силиконот на силиконските наполитанки SOI со дебел филм е поголема од 1um, а дебелината на закопаниот слој е 0,5-4um. Главно се користи во уреди за напојување и MEMS полиња, особено во индустриска контрола, автомобилска електроника, безжични комуникации итн., И обично користи производи со дијаметар од 150 mm и 200 mm.