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Per fabbricare i dispositivi desiderati da fette di silicio, il primo passo è scegliere la fetta giusta. Ma quali sono le specifiche chiave su cui concentrarsi?

Spessore della fetta (THK):
Lo spessore della fetta di silicio è un parametro critico. Durante la fabbricazione della fetta, un controllo preciso dello spessore è essenziale, poiché sia l'accuratezza che l'uniformità dello spessore della fetta influiscono direttamente sulle prestazioni del dispositivo e sulla stabilità del processo di fabbricazione.

Variazione totale dello spessore (TTV):

TTV si riferisce alla differenza massima di spessore tra i punti più spessi e più sottili sulla superficie della fetta. È un parametro importante utilizzato per valutare l'uniformità dello spessore della fetta. Mantenere un TTV basso garantisce una distribuzione uniforme dello spessore durante la lavorazione, il che aiuta a prevenire problemi nelle successive fasi di fabbricazione e garantisce prestazioni ottimali del dispositivo.

Lettura indicatore totale (TIR):
TIR rappresenta la planarità della superficie della fetta. È definita come la distanza verticale tra i punti più alti e più bassi sulla superficie della fetta. TIR viene utilizzato per valutare se la fetta presenta deformazioni o incurvature durante il processo di fabbricazione, garantendo che la planarità della fetta soddisfi le specifiche richieste del processo.

Curvatura (Bow):
La curvatura (Bow) si riferisce allo spostamento verticale del punto centrale della fetta rispetto al piano dei suoi bordi, utilizzato principalmente per valutare la flessione locale della fetta. Viene misurata posizionando la fetta su una superficie di riferimento piana e determinando la distanza verticale tra il centro della fetta e il piano di riferimento. Il valore di Bow si concentra tipicamente solo sull'area centrale della fetta e indica se la fetta presenta una forma complessiva convessa (a cupola) o concava (a conca).

Deformazione (Warp):
La deformazione (Warp) descrive la deviazione della forma complessiva della fetta dal suo piano di riferimento ideale. Nello specifico, Warp è definito come la deviazione massima tra un punto qualsiasi sulla superficie della fetta e il piano di riferimento di migliore adattamento (tipicamente calcolato utilizzando un metodo dei minimi quadrati). Viene determinato scansionando l'intera superficie della fetta, misurando l'altezza di tutti i punti e calcolando la deviazione massima dal piano di migliore adattamento. Warp fornisce un indicatore generale della planarità della fetta, catturando sia la flessione che la torsione su tutta la fetta.

Differenza tra Bow e Warp:
La differenza chiave tra Bow e Warp risiede nell'area che valutano e nel tipo di deformazione che descrivono. Bow considera solo lo spostamento verticale al centro della fetta, fornendo informazioni sulla flessione locale attorno all'area centrale, ideale per valutare la curvatura localizzata. Al contrario, Warp misura le deviazioni su tutta la superficie della fetta rispetto al piano di migliore adattamento, offrendo una visione completa della planarità e della torsione complessive, rendendolo più adatto per valutare la forma e la distorsione globale della fetta.

Tipo di conduttività / Dopante:
Questo parametro identifica il tipo di conduttività della fetta, ovvero se gli elettroni o le lacune sono i portatori di carica primari. Nelle fette di tipo N, gli elettroni sono i portatori di maggioranza, tipicamente ottenuti drogando con elementi pentavalenti come fosforo (P), arsenico (As) o antimonio (Sb). Nelle fette di tipo P, le lacune sono i portatori di maggioranza, creati drogando con elementi trivalenti come boro (B), alluminio (Al) o gallio (Ga). La scelta del dopante e del tipo di conduttività influenza direttamente il comportamento elettrico dei dispositivi finali.

Resistività (RES):
La resistività, spesso abbreviata in RES, si riferisce alla resistività elettrica della fetta di silicio. Il controllo della resistività durante la fabbricazione della fetta è fondamentale, poiché influisce direttamente sulle prestazioni dei dispositivi risultanti. I produttori in genere regolano la resistività della fetta introducendo dopanti specifici durante la lavorazione. I valori di resistività target tipici sono forniti nelle tabelle delle specifiche per riferimento.

Conteggio delle particelle superficiali (Particelle):
Le particelle si riferiscono alla contaminazione della superficie della fetta di silicio da parte di piccole particelle. Queste particelle possono provenire da materiali residui, gas di processo, polvere o fonti ambientali durante la fabbricazione. La contaminazione da particelle superficiali può influire negativamente sulla fabbricazione e sulle prestazioni dei dispositivi, quindi il controllo rigoroso e la pulizia delle superfici delle fette sono essenziali durante la produzione. I produttori in genere impiegano processi di pulizia specializzati per ridurre ed eliminare le particelle superficiali al fine di mantenere un'elevata qualità delle fette.

Come selezionare la fetta di silicio appropriata?
La selezione della fetta di silicio appropriata può essere guidata dagli standard di ispezione e dai parametri tipici mostrati nella tabella sottostante per le fette da 6 pollici. Le considerazioni chiave includono:

• Variazione dello spessore: Le variazioni di spessore spesso causano deviazioni nei processi di incisione e corrosione, richiedendo una compensazione durante la fabbricazione.

• Variazione del diametro: Le deviazioni del diametro possono portare a disallineamenti della litografia, ma l'impatto è generalmente considerato minore.

• Tipo di conduttività e dopanti: Questi hanno un effetto significativo sulle prestazioni del dispositivo. La scelta del tipo di drogaggio corretto è particolarmente importante.

• Resistività: L'uniformità della resistività sulla superficie della fetta deve essere attentamente considerata, poiché la non uniformità può ridurre seriamente la resa del dispositivo.

• Orientamento del cristallo: Questo influenza notevolmente i processi di incisione a umido. Se è coinvolta l'incisione a umido, è necessario tenere conto delle deviazioni di orientamento.

• Bow e Warp: La flessione e la deformazione della fetta influiscono fortemente sull'accuratezza della litografia, in particolare quando si tratta di piccole dimensioni critiche (CD) nella modellazione.

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