Реферат: Полупроводниковые пластины и их параметры. Подготовка, разрезание полупроводникового слитка на пластины и обработка

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра ЭТТ

РЕФЕРАТ

На тему:

"Полупроводниковые пластины и их параметры. Подготовка, разрезание полупроводникового слитка на пластины и обработка"

МИНСК, 2008

Материалы, применяемые для подложек ИС

Наибольшее распространение в полупроводниковой электроники получили четыре вида интегральных микросхем: тонкопленочные микросхемы, гибридные, твердые (монтажные) и совмещенные, основанием которых служит подложка выполненная из диэлектрического или полупроводникового материала (стекло, керамика, кварц, кремний, германий, сапфир, ситалл, анодированный алюминий и др.).

Подложкой принято называть изоляционный или полупроводниковый материал виде пластины, шайбы, бруска или диска, который служит общим основанием для расположения активных и пассивных элементов интегральной микросхемы.

Поверхность подложек, на которую наносят пассивные и активные элементы, подвергают специальной механической (шлифовка и полировка) и химической (травление и промывка) обработке.

Главной задачи механической обработки в производстве полупроводниковых приборов является получение заготовок необходимых размеров, формы и профиля с требуемым качеством поверхности. Эта задача решается путем разрезания слитков на пластины, шлифование и полирование пластин, профилирование их поверхности различными механическими, механохимическими и физическими методами.

Полупроводниковые пластины и их параметры

К качеству поверхности пластин и кристаллов в полупроводниковой технике предъявляют жесткие требования, к которым относятся следующие:

1. Толщина пластин не должна отличаться от номинала более чем на ±10 мкм при среднем значении толщины 500 мкм для Si пластин диаметром 100 мм, 675 мкм для диаметра 150 мм и 900 мкм – диаметром 200 мм. Соблюдение этого требования необходимо для нормальной работы оборудования практически на всех операциях технологического процесса.

Отклонение диаметра Si пластин диаметром 100 мм и 150 мм ±0,5 мм. Кремневая пластина имеет вид:

Рис.1. Вид кремниевой пластины.

2. Точность ориентации кристаллической плоскости пластины должна находится в пределах ±0,5º, так как от этого зависит воспроизводимость процессов окисления, диффузии, имплантации примесей и т.д. Наиболее часто используют кристаллы, вырезанные по плоскостям (111) в биполярной и (100) в МДП-технологии.

3. Плоскопараллельность пластин регламентируется отклонением от плоскости не более ±5 мкм по всему диаметру пластины.

4. Сведение к минимуму или полное отсутствие механически наружного слоя. Это требование связано с малой глубиной залегания диффузионных или имплантированных p-n переходов.

5. Шероховатость рабочей стороны не должна превышать 0,05 мкм (Rz<0,05 мкм), шероховатость не рабочей стороны Ra≤0,5 мкм (шлифовано-травленной) и Ra<0,08 мкм (полированной).

Она имеет скругленный край по периферии с целью предотвращения появления сколов и трещин при ударах об опоры и края кассет в автоматизированных системах транспортировки. Скругленный край позволяет также избавиться от возникновения краевого утолщения ("валика") при нанесении фоторезиста и "короны" при эпитаксиальном наращивании.

Рабочая сторона пластин должна быть полированной высокой степени структурного совершенства, без остаточного нарушенного слоя.

Механические нарушения (риски, царапины, выколы, микротрещины) приводят к изменению характеристик ИМС и их деградации. Нерабочая сторона может быть шлифовано-травленной или полированной. На поверхности пластины должны отсутствовать загрязнения, пятна, остатки наклеечных веществ.

Для визуального определения ориентации, типа электропроводности и удельного сопротивления кремниевых пластин на них имеется базовый и дополнительный срезы.

Рис.2. Виды пластин: а – КДБ 10 (111); б – КЭФ 4,5 (100); в – КЭФ 4,5 (111).

Базовый срез служит для базирования пластин в установках литографии. Его длина для пластин диаметр 76 и диаметр 100 мм составляет 20–25 и 30–35 мм. Выполняют его в определенном кристаллографическом направлении. В дальнейшем параллельно срезу будет располагаться одна из сторон кристалла в готовой ИМС. Дополнительные срезы находятся под углом 45º, 90º или 180º к основному и имеют длину 9–11 и 16–20 мм для пластин диаметром 76 и 100 мм.

На пластинах из арсенида галлия дополнительный срез, расположенный под углом 90º к базовому используют для маркировки рабочей стороны, а параллельный базовому – для обозначения разориентации плоскости пластины относительно кристаллографической плоскости.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--