In der Elektronik ist eine Oblate (hat auch eine Scheibe oder Substrat genannt), eine dünne Scheibe des Halbleiter-Materials wie ein Silikonkristall, der in der Herstellung von einheitlichen Stromkreisen und anderen Mikrogeräten verwendet ist. Die Oblate dient als das Substrat für mikroelektronische Geräte, die in und über die Oblate gebaut sind, und erlebt viele Mikroherstellungsprozess-Schritte wie Doping oder Ion-Implantation, das Ätzen, die Absetzung von verschiedenen Materialien und das Photosteindruckmustern. Schließlich werden die individuellen Mikroschaltkreise getrennt (würfelnd) und paketiert.

Mehrere Typen der Sonnenzelle werden auch von solchen Oblaten gemacht. Auf einer Sonnenoblate wird eine Sonnenzelle (gewöhnlich Quadrat) von der kompletten Oblate gemacht.

Bildung

Oblaten werden hoch reiner (99.9999999-%-Reinheit), gebildet

fast einzelnes kristallenes Material ohne Defekt. Ein Prozess, um kristallene Oblaten zu bilden, ist als vom polnischen Chemiker Jan Czochralski erfundenes Wachstum von Czochralski bekannt. In diesem Prozess, einem zylindrischen Barren der hohen Reinheit wird monokristallenes Silikon durch das Ziehen eines Impfkristalls von einem 'Schmelzen' gebildet. Unreinheitsatome von Dopant wie Bor oder Phosphor können zum geschmolzenen inneren Silikon in genauen Beträgen hinzugefügt werden, um das Silikon zu lackieren, so es in den n-leitenden oder P-Typ unwesentliches Silikon ändernd.

Der Barren ist dann mit einer Oblate hat gesehen (Leitung hat gesehen), und ist glänzend geworden, um Oblaten zu bilden. Die Größe von Oblaten für photovoltaics ist 100-200-Mm-Quadrat, und die Dicke ist 200-300 μm. In der Zukunft werden 160 μm der Standard sein. Elektronik verwendet Oblate-Größen von 100-300-Mm-Diameter. (Die größte gemachte Oblate hat ein Diameter von 450 Mm, aber wird noch nicht serienmäßig hergestellt.)

Die Reinigung, texturing und das Ätzen

Oblaten werden mit schwachen Säuren gereinigt, um unerwünschte Partikeln zu entfernen, oder während des Sägen-Prozesses verursachten Schaden zu ersetzen. Wenn verwendet, für Sonnenzellen sind die Oblaten strukturiert, um eine raue Oberfläche zu schaffen, um ihre Leistungsfähigkeit zu vergrößern. Der erzeugte PSG (phosphosilicate Glas) wird vom Rand der Oblate im Ätzen entfernt.

Oblate-Eigenschaften

Standardoblate-Größen

Silikonoblaten sind in einer Vielfalt von Größen von 25.4 Mm (1 Zoll) zu 300 Mm (11.8 Zoll) verfügbar. Halbleiter-Herstellungswerke (auch bekannt als fabs) werden durch die Größe von Oblaten definiert, die sie tooled sind, um zu erzeugen. Die Größe hat allmählich zugenommen, um Durchfluss zu verbessern und Kosten mit dem aktuellen modernsten fab zu reduzieren, der betrachtet ist (12 Zoll) mit dem folgenden Standard zu sein, der geplant ist (um 18 Zoll) zu sein. Intel, TSMC und Samsung führen Forschung zum Advent "des Prototyps" (Forschung) fabs vor 2012 getrennt, obwohl ernste Hürden bleiben. Dean Freeman, ein Analytiker mit Gartner Inc., hat vorausgesagt, dass Produktion fabs einmal zwischen dem 2017- und 2019-Zeitrahmen erscheinen konnte, wird viel davon von einigen neuen technologischen Durchbrüchen und nicht einfach dem Verlängern aktueller Technologie abhängen.

• . Dicke 275 µm.
• . Dicke 375 µm.
• . Dicke 525 µm.

• oder 125 Mm (4.9 Zoll). Dicke 625 µm.
• 150 Mm (5.9 Zoll, gewöhnlich gekennzeichnet als "6 Zoll"). Dicke 675 µm.
• 200 Mm (7.9 Zoll, gewöhnlich gekennzeichnet als "8 Zoll"). Dicke 725 µm.
• 300 Mm (11.8 Zoll, gewöhnlich gekennzeichnet als "12 Zoll"). Dicke 775 µm.

• ("18 Zoll"). Dicke 925 µm (erwartet).

Angebaute Oblaten mit Materialien außer Silikon werden verschiedene Dicke haben als eine Silikonoblate desselben Diameters. Oblate-Dicke wird durch die mechanische Kraft des verwendeten Materials bestimmt; die Oblate muss dick genug sein, um sein eigenes Gewicht zu unterstützen, ohne während des Berührens zu krachen.

Ein Einheitsoblate-Herstellungsschritt, wie ein ätzen Schritt oder ein Steindruckverfahren-Schritt, kann auf mehr Chips pro Oblate als grob das Quadrat der Zunahme im Oblate-Diameter durchgeführt werden, während die Kosten des Einheitsherstellungsschritts langsamer steigen als das Quadrat des Oblate-Diameters. Das ist die Kostenbasis, um sich zu größeren und größeren Oblate-Größen zu bewegen. Die Konvertierung zu 300-Mm-Oblaten von 200-Mm-Oblaten hat als Anzahlung 2000 begonnen und ist abgenommen der Preis pro sterben ungefähr 30-40 %.

Jedoch war das nicht ohne bedeutende Probleme für die Industrie.

Der nächste Schritt zu 450 Mm sollte ähnliche Produktivitätsgewinne als die vorherige Größe-Zunahme vollbringen.

Jedoch musste Maschinerie behandeln und in einer Prozession gehen größere Oblaten läuft auf vergrößerte Investitionskosten hinaus, um eine einzelne Fabrik zu bauen. Es gibt beträchtlichen Widerstand gegen bewegende bis zu 450 Mm vor 2012 trotz der offensichtlichen Produktivitätserhöhungen hauptsächlich, weil Gesellschaften finden, dass er zu lange nehmen würde, um ihre Investition wiederzugewinnen. Der schwierige und kostspielige 300-Mm-Prozess ist nur für etwa 20 % der Weltkapazität auf einer zölligen Quadratbasis am Ende von 2005 verantwortlich gewesen. Der Schritt bis zu 300 Mm hat eine Hauptänderung von der Vergangenheit mit völlig automatischen Fabriken mit 300-Mm-Oblaten gegen kaum automatische Fabriken für die 200-Mm-Oblaten verlangt. Diese Hauptinvestitionen wurden im Wirtschaftsabschwung im Anschluss an die Punkt-Com-Luftblase übernommen, auf riesigen Widerstand gegen die Aufrüstung zu 450 Mm durch den ursprünglichen Zeitrahmen hinauslaufend.

Andere anfängliche technische Probleme in der Rampe bis zu 300 Mm haben Schwingeffekten, Gravitations-biegend (Absackens) und Probleme mit der Flachheit eingeschlossen. Unter den neuen Problemen in der Rampe sind bis zu 450 Mm, dass die Kristallbarren (Gesamtgewicht eine Metertonne) 3mal schwerer sein und 2-4mal länger nehmen werden, um kühl zu werden, und die Bearbeitungszeit doppelt sein wird. Alles in allem, die Entwicklung von 450-Mm-Oblaten verlangen bedeutende Technik, Zeit und kosten, um zu siegen.

Analytisch sterben Bewertung der Zählung

Für jedes gegebene Oblate-Diameter [d, Mm] und Ziel IC Größe [S, Mm], gibt es eine genaue Zahl des Integrals sterben Stücke, die aus der Oblate aufgeschnitten werden können. Grobe Die Per Wafer [DPW] kann durch den folgenden Ausdruck geschätzt werden:

</Zentrum>

Bemerken Sie, dass das Gros stirbt, zieht Zählung den sterben Defekt-Verlust, die verschiedenen Anordnungsmarkierungen nicht in Betracht und prüft Seiten auf der Oblate.

Kristallene Orientierung

Oblaten werden von Kristall angebaut, der eine regelmäßige Kristallstruktur mit Silikon hat, das eine Diamantkubikstruktur mit einem Gitter-Abstand von 5.430710 Å (0.5430710 nm) hat. Wenn geschnitten, in Oblaten wird die Oberfläche in einer von mehreren als Kristallorientierungen bekannten Verhältnisrichtungen ausgerichtet. Orientierung wird durch den Index von Miller mit [100] oder [111] Gesichter definiert, die das allgemeinste für Silikon sind.

Orientierung ist wichtig, da viele strukturelle und elektronische Eigenschaften von Monokristall hoch anisotropic sind. Ion-Implantationstiefen hängen von der Kristallorientierung der Oblate ab, da jede Richtung verschiedene Pfade für den Transport anbietet.

Oblate-Spaltung kommt normalerweise nur in einigen bestimmten Richtungen vor. Das Zählen der Oblate entlang Spaltungsflugzeugen erlaubt es, um in individuelle Chips leicht gewürfelt zu werden (stirbt), so dass die Milliarden von individuellen Stromkreis-Elementen auf einer durchschnittlichen Oblate in viele individuelle Stromkreise getrennt werden können.

Oblate-Wohnungen und crystallographic Orientierungskerben

Oblate-Diameter von weniger als 200 Mm hat Wohnungen in eine oder mehr Seiten schneiden lassen, die die crystallographic Flugzeuge der Oblate (gewöhnlich {110} Gesicht) anzeigen. In Oblaten der früheren Generation hat ein Paar von Wohnungen in verschiedenen Winkeln zusätzlich den Doping-Typ befördert (sieh Illustration für die Vereinbarung). Oblaten des 200-Mm-Diameters und über dem Gebrauch eine einzelne kleine Kerbe, um Oblate-Orientierung ohne Sehanzeige zu befördern, Typ zu lackieren.

Unreinheitsdoping

Silikonoblaten sind allgemein nicht reines 100-%-Silikon, aber werden stattdessen mit einer anfänglichen Unreinheitsdoping-Konzentration zwischen 10 und 10 Atomen pro Cm Bor, Phosphor, Arsen oder Antimon gebildet, das zum Schmelzen hinzugefügt wird und die Oblate entweder als der Hauptteil n-leitend oder als P-Typ definiert. Jedoch, im Vergleich zur Atomdichte von Einkristallsilikon 5×10 Atome pro Cm, gibt das noch eine Reinheit, die größer ist als 99.9999 %. Die Oblaten können auch mit etwas zwischenräumlicher Sauerstoff-Konzentration am Anfang versorgt werden. Kohlenstoff und metallische Verunreinigung werden zu einem Minimum behalten. Übergang-Metalle müssen insbesondere unter Teilen pro Milliarde Konzentrationen für elektronische Anwendungen behalten werden.

Zusammengesetzte Halbleiter

Während Silikon das überwiegende Material für in der Elektronikindustrie verwendete Oblaten ist, sind andere Zusammensetzung III-V oder Materialien von II-VI auch verwendet worden. Gallium arsenide (GaAs), ein III-V über den Prozess von Czochralski erzeugter Halbleiter, ist auch ein allgemeines Oblate-Material.

Siehe auch

• Monokristallenes Silikon
• Epilayer
• Kristallwachstum
• Verbindungspunkt
• Schicht (Elektronik)
• Preisgünstige Sonnenzelle
• Schnelle Thermalverarbeitung
• Raffinierung
• Siebdruck
• HALB-Schriftart
• Oblaten des Silikons auf dem Isolator (SOI)
• Sonnenkollektor
• RCA reinigen
• Das Schmelzen
• Das Gesetz von Klaiber
• Oblate, verpfändend

12

Links

• Alles Oblaten - Ein Handbuch zu Halbleiter-Substrat-Typ, Eigentum, dem Kleben, dem Ätzen und der Herstellung.