Oblea de silicio CZ
CZ silicon (Si) wafer produced by Ganwafer is grown by Czochralski (CZ) method, which is the mainstream technology for monocrystalline silicon growth with low cost established in the 1950s. In Czochralski method, the raw poly-silicon block is put into a quartz crucible, heated and melted in a single crystal furnace, and then a rod-shaped seed (seed crystal) with a diameter of only 10 mm is immersed in the melt. At a suitable temperature, the silicon atoms in the melt will be arranged along the silicon atoms of the seed and form regular crystals at the solid-liquid interface to become single crystals. Czochralski method can be used to manufacture 2 “, 4”, 8”, 12“ semiconductor polished wafers, epitaxial wafers, SOI and other semiconductor silicon wafers, mainly used in logic, memory chips and low-power integrated circuit components.
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Descripción
1. Especificaciones de la oblea de silicio CZ
Oblea de silicio CZ de 1,1 12 pulgadas
| Oblea de silicio CZ de 12 pulgadas | |||
| Artículo | Parámetros | ||
| Materiales | Silicio Monocristalino | ||
| Grado | Primer grado | ||
| Método de crecimiento | CZ | ||
| Diámetro | 300,0±0,3 mm, 12″ | 300,0±0,3 mm, 12″ | 300,0±0,3 mm, 12″ |
| Tipo de conductividad | Intrínseco | Tipo N | Tipo P |
| dopante | bajo dopado | Fósforo | Boron |
| Orientación | [111]±0,5° | [100]±0,5° | (100) ± 0,5 ° |
| Espesor | 500±15μm | 500±25μm | 775±25μm |
| Resistividad | >10,000Ωcm | 0-10Ωcm | 1-10Ωcm |
| VRR | <40% (ASTM F81 Plan C) | ||
| Muesca SEMI STD | Muesca SEMI STD | Muesca SEMI STD | Muesca SEMI STD |
| Acabado de la superficie | 1SP, SSP One-Side-Epi-Ready-Pulido, Parte trasera grabada |
1SP, SSP Un lado pulido Grabado ácido en el reverso |
1SP, SSP Un lado pulido Grabado ácido en el reverso |
| borde redondeado | Borde redondeado por estándar SEMI | Borde redondeado por estándar SEMI | Borde redondeado por estándar SEMI |
| Partícula | <20 recuentos a 0,3 μm | ||
| Aspereza | <1nm | ||
| TTV | <10um | <10um | <10um |
| Arco / Warp | <30um | <40um | <40um |
| TIR | <5 µm | ||
| Contenido de oxígeno | <2E16/cm3 | ||
| Contenido de carbon | <2E16/cm3 | ||
| OISF | <50/cm² | ||
| REVOLVER (15x15mm) | <1,5 µm | ||
| Contaminación de superficies metálicas Fe, Zn, Cu, Ni, K, Cr |
≤5E10 átomos/cm2 | ||
| densidad de dislocaciones | SEMI STD | SEMI STD | 500 máx./cm2 |
| Astillas, rayones, protuberancias, neblina, marcas táctiles, piel de naranja, hoyos, grietas, suciedad, contaminación | Todos / ningunos | ||
| Marcos láser | SEMI STD | Opción Láser Serializado: láser superficial |
a lo largo del piso en el lado frontal |
Oblea de silicio CZ de 1,2 y 8 pulgadas con TTV <6 μm
| Oblea de silicio CZ de 8 pulgadas con TTV <6 μm | |||
| Artículo | Parámetros | ||
| Materiales | Silicio Monocristalino | ||
| Grado | Primer grado | ||
| Método de crecimiento | CZ | ||
| Diámetro | 200,0±0,5 mm, 8″ | 200,0±0,5 mm, 8″ | 200,0±0,2 mm, 8″ |
| Tipo de conductividad | Tipo P | Tipo P | Tipo P |
| dopante | Boron | Boron | Boron |
| Orientación | [111]±0,5° | [100]±0,5° | (111)±0,5° |
| Espesor | 1000±15 μm | 725±50μm | 1000±25 micras |
| Resistividad | <1Ωcm | 10-40Ωcm | <100 Ωcm |
| VRR | <40% (ASTM F81 Plan C) | ||
| Muesca SEMI STD | Muesca SEMI STD | Muesca SEMI STD | Muesca SEMI STD |
| Acabado de la superficie | 1SP, SSP One-Side-Epi-Ready-Pulido, Parte trasera grabada |
1SP, SSP Un lado pulido Grabado ácido en el reverso |
1SP, SSP Un lado pulido Grabado ácido en el reverso |
| borde redondeado | Borde redondeado por estándar SEMI | Ancho del chaflán 250-350 μm | Borde redondeado por estándar SEMI |
| Partícula | <10 recuentos a 0,3 μm | <20 recuentos a 0,3 μm | <10 recuentos a 0,3 μm |
| Aspereza | <1nm | ||
| TTV | <6um | <10um | <6um |
| Arco / Warp | <60um | <40um | <60um |
| TIR | <5 µm | ||
| Contenido de oxígeno | <2E16/cm3 | ||
| Contenido de carbon | <2E16/cm3 | ||
| OISF | <50/cm² | ||
| REVOLVER (15x15mm) | <1,5 µm | ||
| Contaminación de superficies metálicas Fe, Zn, Cu, Ni, K, Cr |
≤5E10 átomos/cm2 | ||
| densidad de dislocaciones | SEMI STD | SEMI STD | < 10-2 cm-2 |
| Astillas, rayones, protuberancias, neblina, marcas táctiles, piel de naranja, hoyos, grietas, suciedad, contaminación | Todos / ningunos | ||
| Marcos láser | SEMI STD | Opción Láser Serializado: láser superficial |
a lo largo del piso en el lado frontal |
Oblea de silicio CZ de 1,3 y 6 pulgadas con partículas <20 recuentos a 0,3 μm
| Oblea de silicio CZ de 6 pulgadas con partículas <20 recuentos a 0,3 μm | |||
| Artículo | Parámetros | ||
| Materiales | Silicio Monocristalino | ||
| Grado | Primer grado | ||
| Método de crecimiento | CZ | ||
| Diámetro | 6″(150.0±0.5mm) | ||
| Tipo de conductividad | Tipo P | Tipo P | Tipo P |
| dopante | Boron | Boron | Boron |
| Orientación | <111>±0,5° | [111]±1° | (100) ± 0,5 ° |
| Espesor | 675±25μm | 675±10μm 1000±25 µm |
675±25μm |
| Resistividad | 0,1-13Ωcm | 0,01-0,02 Ωcm | 1-100Ωcm |
| VRR | <40% (ASTM F81 Plan C) | ||
| Piso primaria | SEMI STD | SEMI STD | SEMI STD |
| secundaria plana | SEMI STD | SEMI STD | SEMI STD |
| Acabado de la superficie | 1SP, SSP Pulido por un lado, Epi-ready Grabado ácido en el reverso |
1SP, SSP Un lado pulido Grabado ácido en el reverso |
1SP, SSP Un lado pulido Grabado ácido en el reverso |
| borde redondeado | Borde redondeado por estándar SEMI | Borde redondeado por estándar SEMI | Borde redondeado por estándar SEMI |
| Partícula | <20 recuentos a 0,3 μm | ≤10@≥0.3μm | |
| Aspereza | <0.5nm | <1nm | <0.5nm |
| TTV | <10um | <10um | <12um |
| Arco / Warp | <30um | <40um | <60um |
| TIR | <5 µm | ||
| Contenido de oxígeno | <2E16/cm3 | ||
| Contenido de carbon | <2E16/cm3 | ||
| OISF | <50/cm² | ||
| REVOLVER (15x15mm) | <1,5 µm | ||
| Contaminación de superficies metálicas Na, Al, K, Fe, Ni, Cu, Zn |
≤5E10 átomos/cm2 | ||
| densidad de dislocaciones | SEMI STD | SEMI STD | 500 máx./cm2 |
| Astillas, rayones, protuberancias, neblina, marcas táctiles, piel de naranja, hoyos, grietas, suciedad, contaminación | Todos / ningunos | Todos / ningunos | Deslustre, piel de naranja, contaminación, neblina, microarañazos, astillas, astillas en los bordes, grietas, patas de gallo, orificios, hoyos, abolladuras, ondulaciones, manchas y cicatrices en la parte posterior: todo ninguno |
| Marcos láser | SEMI STD | SEMI STD | SEMI STD |
Oblea de silicio CZ de 1,4 y 4 pulgadas
| Oblea de silicio CZ de 4 pulgadas | |||
| Artículo | Parámetros | ||
| Materiales | Silicio Monocristalino | ||
| Grado | Primer grado | ||
| Método de crecimiento | CZ | ||
| Diámetro | 4″(100.0±0.5mm) | ||
| Tipo de conductividad | Tipo P o N | Tipo P | - |
| dopante | Boro o Fósforo | Boron | - |
| Orientación | <100>±0,5° | - | (100) o (111)±0,5° |
| Espesor | 525±25μm | 525±25μm | 300±25μm |
| Resistividad | 1-20Ωcm | 0.002 – 0.003Ωcm | 5-10 ohmios cm |
| VRR | <40% (ASTM F81 Plan C) | ||
| Piso primaria | Pisos SEMI STD | Pisos SEMI STD | 32,5+/-2,5 mm, @110±1° |
| secundaria plana | Pisos SEMI STD | Pisos SEMI STD | 18±2 mm, @90°±5° a plano primario |
| Acabado de la superficie | One-Side-Epi-Ready-Pulido, Parte trasera grabada |
||
| borde redondeado | Borde redondeado por estándar SEMI | ||
| Partícula | <20 recuentos a 0,3 μm | ||
| Aspereza | <0.5nm | ||
| TTV | <10um | ||
| Arco / Warp | <40um | ||
| TIR | <5 µm | ||
| Contenido de oxígeno | <2E16/cm3 | ||
| Contenido de carbon | <2E16/cm3 | ||
| OISF | <50/cm² | ||
| REVOLVER (15x15mm) | <1,5 µm | ||
| Contaminación de superficies metálicas Fe, Zn, Cu, Ni, K, Cr |
≤5E10 átomos/cm2 | ||
| densidad de dislocaciones | 500 máx./cm2 | ||
| Astillas, rayones, protuberancias, neblina, marcas táctiles, piel de naranja, hoyos, grietas, suciedad, contaminación | Todos / ningunos | ||
| Marcos láser | a lo largo del piso En el lado frontal, opción láser serializado: láser superficial |
||
1,5 2 pulgadas CZ Si Oblea
| Oblea de silicio CZ de 2 pulgadas | |||
| Artículo | Parámetros | ||
| Materiales | Silicio Monocristalino | ||
| Grado | Primer grado | ||
| Método de crecimiento | CZ | ||
| Diámetro | 2″(50,8±0,5 mm) | ||
| Tipo de conductividad | Tipo P o N | - | Tipo P |
| dopante | Boro o Fósforo | - | Boron |
| Orientación | <100> | (100) o (111)± 0,5° | - |
| Espesor | 150±25μm | 275±25μm | - |
| Resistividad | 1-200Ωcm | - | 0,01-0,02 Ω cm |
| VRR | <40% (ASTM F81 Plan C) | ||
| Piso primaria | Pisos SEMI STD | ||
| secundaria plana | Pisos SEMI STD | ||
| Acabado de la superficie | Un lado pulido Grabado ácido en el reverso |
||
| Partícula | <20 recuentos a 0,3 μm | ||
| Aspereza | <0.5nm | <0.5nm | - |
| TTV | <10um | - | <10um |
| Arco / Warp | <30um | <20um | - |
| TIR | <5 µm | ||
| Contenido de oxígeno | <2E16/cm3 | ||
| Contenido de carbon | <2E16/cm3 | ||
| OISF | <50/cm² | ||
| REVOLVER (15x15mm) | <1,5 µm | ||
| Contaminación de superficies metálicas Fe, Zn, Cu, Ni, K, Cr |
≤5E10 átomos/cm² | ||
| Dislocaciones | Ninguno | ||
| Astillas, rayones, protuberancias, neblina, marcas táctiles, piel de naranja, hoyos, grietas, suciedad, contaminación | Todos / ningunos | ||
2. Nitrógeno en el proceso Czochralski de obleas de silicio
El nitrógeno juega un papel muy importante en los lingotes de silicio CZ, y una pequeña cantidad de dopaje con nitrógeno tendrá un efecto beneficioso sobre el rendimiento del silicio monocristalino. Hay muchos métodos para agregar nitrógeno de forma activa: usar protección de nitrógeno durante el proceso de crecimiento de cristales de silicio CZ o agregar polvo de nitruro de silicio al silicio fundido; e implantación de iones de nitrógeno. A una temperatura de alrededor de 1415 grados, la solubilidad saturada del nitrógeno en la fusión de silicio y en el silicio monocristalino es de 6×1018cm-3y 4,5×1015cm-3, respectivamente. Dado que el coeficiente de segregación de equilibrio del nitrógeno en el silicio es 7×10-4, la concentración de nitrógeno durante el crecimiento de silicona CZ es generalmente inferior a 5×1015 cm-3.
La interacción del nitrógeno y el oxígeno en el silicio monocristalino de Czochralski puede formar un complejo nitrógeno-oxígeno, que exhibe múltiples picos de absorción en los espectros de absorción del infrarrojo medio y del infrarrojo lejano. El complejo nitrógeno-oxígeno es una especie de donante poco profundo y tiene actividad eléctrica. Combinando las pruebas de absorción infrarroja y resistividad, se puede encontrar que con la desaparición del pico de absorción infrarroja del complejo nitrógeno-oxígeno durante el proceso de recocido, la resistividad o concentración de portador del semiconductor de oblea de silicio monocristalino cambiará en consecuencia. La actividad eléctrica del complejo nitrógeno-oxígeno puede eliminarse mediante recocido a alta temperatura. El nitrógeno dopante en la oblea de silicio monocristalino CZ tiene un efecto inhibitorio sobre la formación de donantes térmicos y nuevos donantes.
El dopado de nitrógeno en silicio Czochralski de gran tamaño puede cambiar el tamaño y la densidad de los defectos de tipo vacío, de modo que los defectos de tipo vacío se pueden eliminar fácilmente mediante el recocido a alta temperatura. Además, el nitrógeno puede mejorar la resistencia a la deformación del sustrato CZ Si y mejorar el rendimiento de los circuitos integrados fabricados en oblea de silicio del proceso Czochralski.
