సిలికాన్ వేఫర్

సిలికాన్ పదార్థం అనేది నిర్దిష్ట సెమీకండక్టర్ ఎలక్ట్రికల్ లక్షణాలు మరియు భౌతిక స్థిరత్వంతో కూడిన ఘన పదార్థం, మరియు తదుపరి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీ ప్రక్రియకు సబ్‌స్ట్రేట్ మద్దతును అందిస్తుంది. ఇది సిలికాన్ ఆధారిత ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లకు కీలకమైన పదార్థం. ప్రపంచంలోని 95% కంటే ఎక్కువ సెమీకండక్టర్ పరికరాలు మరియు 90% కంటే ఎక్కువ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు సిలికాన్ పొరలపై తయారు చేయబడ్డాయి.

వివిధ సింగిల్ క్రిస్టల్ గ్రోత్ మెథడ్స్ ప్రకారం, సిలికాన్ సింగిల్ స్ఫటికాలు రెండు రకాలుగా విభజించబడ్డాయి: Czochralski (CZ) మరియు ఫ్లోటింగ్ జోన్ (FZ). సిలికాన్ పొరలను సుమారుగా మూడు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: పాలిష్ చేసిన పొరలు, ఎపిటాక్సియల్ పొరలు మరియు సిలికాన్-ఆన్-ఇన్సులేటర్(SOI).

సిలికాన్ పాలిషింగ్ పొర

సిలికాన్ పాలిషింగ్ పొర a ని సూచిస్తుందిసిలికాన్ పొరఉపరితలం పాలిష్ చేయడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది. ఇది ఒకే క్రిస్టల్ రాడ్‌ను కత్తిరించడం, గ్రైండింగ్ చేయడం, పాలిష్ చేయడం, శుభ్రపరచడం మరియు ఇతర ప్రక్రియల ద్వారా ప్రాసెస్ చేయబడిన 1mm కంటే తక్కువ మందం కలిగిన గుండ్రని పొర. ఇది ప్రధానంగా ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు మరియు వివిక్త పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది మరియు సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ గొలుసులో ముఖ్యమైన స్థానాన్ని ఆక్రమించింది.

భాస్వరం, యాంటిమోనీ, ఆర్సెనిక్ మొదలైన V సమూహ మూలకాలను సిలికాన్ సింగిల్ స్ఫటికాలుగా డోప్ చేసినప్పుడు, N-రకం వాహక పదార్థాలు ఏర్పడతాయి; బోరాన్ వంటి III సమూహ మూలకాలను సిలికాన్‌లోకి డోప్ చేసినప్పుడు, P-రకం వాహక పదార్థాలు ఏర్పడతాయి. సిలికాన్ సింగిల్ క్రిస్టల్స్ యొక్క రెసిస్టివిటీ డోపింగ్ ఎలిమెంట్స్ మొత్తం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. డోపింగ్ మొత్తం ఎక్కువ, రెసిస్టివిటీ తక్కువగా ఉంటుంది. తేలికగా డోప్ చేయబడిన సిలికాన్ పాలిషింగ్ పొరలు సాధారణంగా 0.1W·cm కంటే ఎక్కువ రెసిస్టివిటీ కలిగిన సిలికాన్ పాలిషింగ్ పొరలను సూచిస్తాయి, ఇవి పెద్ద-స్థాయి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు మరియు మెమరీ తయారీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి; భారీగా డోప్ చేయబడిన సిలికాన్ పాలిషింగ్ పొరలు సాధారణంగా 0.1W·cm కంటే తక్కువ రెసిస్టివిటీ కలిగిన సిలికాన్ పాలిషింగ్ పొరలను సూచిస్తాయి, ఇవి సాధారణంగా ఎపిటాక్సియల్ సిలికాన్ పొరలకు సబ్‌స్ట్రేట్ మెటీరియల్‌గా ఉపయోగించబడతాయి మరియు సెమీకండక్టర్ పవర్ పరికరాల తయారీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.

సిలికాన్ పాలిషింగ్ పొరలుఇది ఉపరితలంపై శుభ్రమైన ప్రాంతాన్ని ఏర్పరుస్తుందిసిలికాన్ పొరలుఎనియలింగ్ హీట్ ట్రీట్‌మెంట్‌ను సిలికాన్ ఎనియలింగ్ పొరలు అంటారు. సాధారణంగా ఉపయోగించేవి హైడ్రోజన్ ఎనియలింగ్ పొరలు మరియు ఆర్గాన్ ఎనియలింగ్ పొరలు. 300mm సిలికాన్ పొరలు మరియు కొన్ని 200mm సిలికాన్ పొరలు అధిక అవసరాలు కలిగి ఉంటే ద్విపార్శ్వ పాలిషింగ్ ప్రక్రియను ఉపయోగించడం అవసరం. అందువల్ల, సిలికాన్ పొర వెనుక భాగంలో గెట్టరింగ్ సెంటర్‌ను పరిచయం చేసే బాహ్య గెటరింగ్ టెక్నాలజీని వర్తింపజేయడం కష్టం. అంతర్గత గెటరింగ్ కేంద్రాన్ని రూపొందించడానికి ఎనియలింగ్ ప్రక్రియను ఉపయోగించే అంతర్గత గెటరింగ్ ప్రక్రియ పెద్ద-పరిమాణ సిలికాన్ పొరల కోసం ప్రధాన స్రవంతి పొందే ప్రక్రియగా మారింది. సాధారణ పాలిష్ చేసిన పొరలతో పోలిస్తే, ఎనియల్డ్ పొరలు పరికరం పనితీరును మెరుగుపరుస్తాయి మరియు దిగుబడిని పెంచుతాయి మరియు డిజిటల్ మరియు అనలాగ్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు మరియు మెమరీ చిప్‌ల తయారీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.

జోన్ మెల్టింగ్ సింగిల్ క్రిస్టల్ గ్రోత్ యొక్క ప్రాథమిక సూత్రం ఏమిటంటే, పాలీక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ రాడ్ మరియు క్రింద పెరిగిన సింగిల్ క్రిస్టల్ మధ్య కరిగిన జోన్‌ను సస్పెండ్ చేయడానికి మెల్ట్ యొక్క ఉపరితల ఉద్రిక్తతపై ఆధారపడటం మరియు కరిగిన జోన్‌ను పైకి తరలించడం ద్వారా సిలికాన్ సింగిల్ స్ఫటికాలను శుద్ధి చేసి పెంచడం. జోన్ మెల్టింగ్ సిలికాన్ సింగిల్ స్ఫటికాలు క్రూసిబుల్స్ ద్వారా కలుషితం కావు మరియు అధిక స్వచ్ఛతను కలిగి ఉంటాయి. 200Ω·cm కంటే ఎక్కువ రెసిస్టివిటీ మరియు అధిక-నిరోధకత కలిగిన P-రకం సిలికాన్ సింగిల్ స్ఫటికాలతో N-రకం సిలికాన్ సింగిల్ క్రిస్టల్స్ (న్యూట్రాన్ ట్రాన్స్‌మ్యుటేషన్ డోప్డ్ సింగిల్ క్రిస్టల్స్‌తో సహా) ఉత్పత్తికి ఇవి అనుకూలంగా ఉంటాయి. జోన్ మెల్టింగ్ సిలికాన్ సింగిల్ స్ఫటికాలు ప్రధానంగా అధిక-వోల్టేజ్ మరియు అధిక-శక్తి పరికరాల తయారీలో ఉపయోగించబడతాయి.

సిలికాన్ ఎపిటాక్సియల్ పొర

సిలికాన్ ఎపిటాక్సియల్ పొరసిలికాన్ సింగిల్ క్రిస్టల్ థిన్ ఫిల్మ్ యొక్క ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పొరలు ఒక సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సియల్ డిపాజిషన్ ద్వారా పెరిగే పదార్థాన్ని సూచిస్తుంది మరియు ప్రధానంగా వివిధ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు మరియు వివిక్త పరికరాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

అధునాతన CMOS ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ ప్రక్రియలలో, గేట్ ఆక్సైడ్ పొర యొక్క సమగ్రతను మెరుగుపరచడానికి, ఛానెల్‌లో లీకేజీని మెరుగుపరచడానికి మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచడానికి, సిలికాన్ ఎపిటాక్సియల్ పొరలు తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి, అనగా సిలికాన్ సన్నని పొర పొర. తేలికగా డోప్ చేయబడిన సిలికాన్ పాలిష్ పొరపై సజాతీయంగా ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుతుంది, ఇది అధిక ఆక్సిజన్ కంటెంట్ యొక్క లోపాలను మరియు సాధారణ సిలికాన్ పాలిష్ పొరల ఉపరితలంపై అనేక లోపాలను నివారించగలదు; పవర్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు మరియు వివిక్త పరికరాల కోసం ఉపయోగించే సిలికాన్ ఎపిటాక్సియల్ పొరల కోసం, అధిక రెసిస్టివిటీ ఎపిటాక్సియల్ పొర సాధారణంగా తక్కువ రెసిస్టివిటీ సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్ (భారీగా డోప్ చేయబడిన సిలికాన్ పాలిష్డ్ వేఫర్)పై ఎపిటాక్సియల్‌గా పెరుగుతుంది. అధిక-శక్తి మరియు అధిక-వోల్టేజ్ అప్లికేషన్ పరిసరాలలో, సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క తక్కువ రెసిస్టివిటీ ఆన్-రెసిస్టెన్స్‌ను తగ్గిస్తుంది మరియు అధిక-రెసిస్టివిటీ ఎపిటాక్సియల్ లేయర్ పరికరం యొక్క బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్‌ను పెంచుతుంది.

SOI సిలికాన్ పొర

SOI (సిలికాన్-ఆన్-ఇన్సులేటర్)ఇన్సులేటింగ్ పొరపై సిలికాన్ ఉంటుంది. ఇది ఒక టాప్ సిలికాన్ లేయర్ (టాప్ సిలికాన్), మధ్య సిలికాన్ డయాక్సైడ్ బరీడ్ లేయర్ (BOX) మరియు సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్ సపోర్ట్ (హ్యాండిల్)తో కూడిన "శాండ్‌విచ్" నిర్మాణం. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీకి కొత్త సబ్‌స్ట్రేట్ మెటీరియల్‌గా, SOI యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే, ఇది ఆక్సైడ్ పొర ద్వారా అధిక విద్యుత్ ఇన్సులేషన్‌ను సాధించగలదు, ఇది సిలికాన్ పొరల యొక్క పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ మరియు లీకేజీని సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది, ఇది అధిక ఉత్పత్తికి అనుకూలమైనది. వేగం, తక్కువ-శక్తి, అధిక-సమగ్రత మరియు అధిక-విశ్వసనీయత అల్ట్రా-లార్జ్-స్కేల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు, మరియు అధిక-వోల్టేజ్ పవర్ పరికరాలు, ఆప్టికల్ పాసివ్ పరికరాలు, MEMS మరియు ఇతర ఫీల్డ్‌లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రస్తుతం, SOI పదార్థాల తయారీ సాంకేతికత ప్రధానంగా బాండింగ్ టెక్నాలజీ (BESOI), స్మార్ట్ స్ట్రిప్పింగ్ టెక్నాలజీ (స్మార్ట్-కట్), ఆక్సిజన్ అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ టెక్నాలజీ (SIMOX), ఆక్సిజన్ ఇంజెక్షన్ బాండింగ్ టెక్నాలజీ (Simbond) మొదలైనవి. అత్యంత ప్రధాన స్రవంతి సాంకేతికత స్మార్ట్. సాంకేతికతను తొలగించడం.

SOI సిలికాన్ పొరలుసన్నని-పొర SOI సిలికాన్ పొరలు మరియు మందపాటి-ఫిల్మ్ SOI సిలికాన్ పొరలుగా విభజించవచ్చు. సన్నని-పొర యొక్క టాప్ సిలికాన్ యొక్క మందంSOI సిలికాన్ పొరలు1um కంటే తక్కువ. ప్రస్తుతం, థిన్-ఫిల్మ్ SOI సిలికాన్ వేఫర్ మార్కెట్‌లో 95% 200mm మరియు 300mm పరిమాణాలలో కేంద్రీకృతమై ఉంది మరియు దాని మార్కెట్ డ్రైవింగ్ ఫోర్స్ ప్రధానంగా హై-స్పీడ్, తక్కువ-పవర్ ఉత్పత్తుల నుండి వస్తుంది, ముఖ్యంగా మైక్రోప్రాసెసర్ అప్లికేషన్‌లలో. ఉదాహరణకు, 28nm కంటే తక్కువ అధునాతన ప్రక్రియలలో, ఇన్సులేటర్ (FD-SOI)పై పూర్తిగా క్షీణించిన సిలికాన్ తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, రేడియేషన్ రక్షణ మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత యొక్క స్పష్టమైన పనితీరు ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది. అదే సమయంలో, SOI పరిష్కారాల ఉపయోగం తయారీ ప్రక్రియను బాగా తగ్గిస్తుంది. మందపాటి-ఫిల్మ్ SOI సిలికాన్ పొరల ఎగువ సిలికాన్ మందం 1um కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు పూడ్చిన పొర మందం 0.5-4um. ఇది ప్రధానంగా పవర్ పరికరాలు మరియు MEMS ఫీల్డ్‌లలో, ముఖ్యంగా పారిశ్రామిక నియంత్రణ, ఆటోమోటివ్ ఎలక్ట్రానిక్స్, వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్స్ మొదలైన వాటిలో ఉపయోగించబడుతుంది మరియు సాధారణంగా 150mm మరియు 200mm వ్యాసం కలిగిన ఉత్పత్తులను ఉపయోగిస్తుంది.