CZシリコンウェーハ
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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説明
1.CZシリコンウェーハの仕様
1.112インチCZシリコンウェーハ
| 12インチCZシリコンウェーハ | |||
| アイテム | パラメータ | ||
| 材料 | 単結晶シリコン | ||
| グレード | プライムグレード | ||
| 成長方法 | CZ | ||
| 直径 | 300.0±0.3mm、12インチ | 300.0±0.3mm、12インチ | 300.0±0.3mm、12インチ |
| 導電型 | 本質的 | Nタイプ | Pタイプ |
| ドーパント | 低ドープ | リン | ボロン |
| 方向付け | [111]±0.5° | [100]±0.5° | （100）が0.5°、±します |
| 厚さ | 500±15μm | 500±25μm | 775±25μm |
| 抵抗率 | >10,000Ωcm | 0〜10Ωcm | 1-10Ωcm |
| RRV | <40％（ASTM F81プランC） | ||
| SEMISTDノッチ | SEMISTDノッチ | SEMISTDノッチ | SEMISTDノッチ |
| 表面仕上げ | 1SP、SSP One-Side-Epi-Ready-Polished、 裏面エッチング |
1SP、SSP 片面研磨 裏面酸エッチング |
1SP、SSP 片面研磨 裏面酸エッチング |
| エッジが丸みを帯びている | SEMI標準ごとに丸められたエッジ | SEMI標準ごとに丸められたエッジ | SEMI標準ごとに丸められたエッジ |
| 粒子 | <20カウント@0.3μm | ||
| 粗さ | <1nm | ||
| TTV | <10um | <10um | <10um |
| ボウ/ワープ | <30um | <40um | <40um |
| TIR | <5µm | ||
| 酸素含有量 | <2E16 / cm3 | ||
| 炭素含有量 | <2E16 / cm3 | ||
| OISF | <50 /cm² | ||
| 攪拌（15x15mm） | <1.5µm | ||
| 表面の金属汚染 Fe、Zn、Cu、Ni、K、Cr |
≤5E10原子/ cm2 | ||
| 転位密度 | SEMI STD | SEMI STD | 500 max / cm2 |
| 欠け、引っかき傷、でこぼこ、かすみ、タッチマーク、オレンジピール、ピット、ひび、汚れ、汚れ | すべてなし | ||
| レーザマーク | SEMI STD | シリアル化されたオプションレーザー： 浅いレーザー |
フラットに沿って フロントサイド |
1.2 TTV <6μmの8インチCZシリコンウェーハ
| TTV <6μmの8インチCZシリコンウェーハ | |||
| アイテム | パラメータ | ||
| 材料 | 単結晶シリコン | ||
| グレード | プライムグレード | ||
| 成長方法 | CZ | ||
| 直径 | 200.0±0.5mm、8インチ | 200.0±0.5mm、8インチ | 200.0±0.2mm、8インチ |
| 導電型 | Pタイプ | Pタイプ | Pタイプ |
| ドーパント | ボロン | ボロン | ボロン |
| 方向付け | [111]±0.5° | [100]±0.5° | （111）±0.5° |
| 厚さ | 1,000±15μm | 725±50μm | 1,000±25μm |
| 抵抗率 | <1Ωcm | 10〜40Ωcm | <100Ωcm |
| RRV | <40％（ASTM F81プランC） | ||
| SEMISTDノッチ | SEMISTDノッチ | SEMISTDノッチ | SEMISTDノッチ |
| 表面仕上げ | 1SP、SSP One-Side-Epi-Ready-Polished、 裏面エッチング |
1SP、SSP 片面研磨 裏面酸エッチング |
1SP、SSP 片面研磨 裏面酸エッチング |
| エッジが丸みを帯びている | SEMI標準ごとに丸められたエッジ | 面取り幅250-350μm | SEMI標準ごとに丸められたエッジ |
| 粒子 | <10カウント@0.3μm | <20カウント@0.3μm | <10カウント@0.3μm |
| 粗さ | <1nm | ||
| TTV | <6um | <10um | <6um |
| ボウ/ワープ | <60um | <40um | <60um |
| TIR | <5µm | ||
| 酸素含有量 | <2E16 / cm3 | ||
| 炭素含有量 | <2E16 / cm3 | ||
| OISF | <50 /cm² | ||
| 攪拌（15x15mm） | <1.5µm | ||
| 表面の金属汚染 Fe、Zn、Cu、Ni、K、Cr |
≤5E10原子/ cm2 | ||
| 転位密度 | SEMI STD | SEMI STD | <10-2 cm-2 |
| 欠け、引っかき傷、でこぼこ、かすみ、タッチマーク、オレンジピール、ピット、ひび、汚れ、汚れ | すべてなし | ||
| レーザマーク | SEMI STD | シリアル化されたオプションレーザー： 浅いレーザー |
フラットに沿って フロントサイド |
1.3粒子<20counts@0.3μmの6インチCZシリコンウェーハ
| 粒子<20counts@0.3μmの6インチCZシリコンウェーハ | |||
| アイテム | パラメータ | ||
| 材料 | 単結晶シリコン | ||
| グレード | プライムグレード | ||
| 成長方法 | CZ | ||
| 直径 | 6″(150.0±0.5mm) | ||
| 導電型 | Pタイプ | Pタイプ | Pタイプ |
| ドーパント | ボロン | ボロン | ボロン |
| 方向付け | <111>±0.5° | [111]±1° | （100）が0.5°、±します |
| 厚さ | 675±25μm | 675±10μm 1,000±25µm |
675±25μm |
| 抵抗率 | 0.1〜13Ωcm | 0.01-0.02Ωcm | 1-100Ωcm |
| RRV | <40％（ASTM F81プランC） | ||
| プライマリフラット | SEMI STD | SEMI STD | SEMI STD |
| セカンダリフラット | SEMI STD | SEMI STD | SEMI STD |
| 表面仕上げ | 1SP、SSP 片面研磨、エピ対応 裏面酸エッチング |
1SP、SSP 片面研磨 裏面酸エッチング |
1SP、SSP 片面研磨 裏面酸エッチング |
| エッジが丸みを帯びている | SEMI標準ごとに丸められたエッジ | SEMI標準ごとに丸められたエッジ | SEMI標準ごとに丸められたエッジ |
| 粒子 | <20カウント@0.3μm | ≤10@≥0.3μm | |
| 粗さ | <0.5nm | <1nm | <0.5nm |
| TTV | <10um | <10um | <12um |
| ボウ/ワープ | <30um | <40um | <60um |
| TIR | <5µm | ||
| 酸素含有量 | <2E16 / cm3 | ||
| 炭素含有量 | <2E16 / cm3 | ||
| OISF | <50 /cm² | ||
| 攪拌（15x15mm） | <1.5µm | ||
| 表面の金属汚染 Na、Al、K、Fe、Ni、Cu、Zn |
≤5E10原子/ cm2 | ||
| 転位密度 | SEMI STD | SEMI STD | 500 max / cm2 |
| 欠け、引っかき傷、でこぼこ、かすみ、タッチマーク、オレンジピール、ピット、ひび、汚れ、汚れ | すべてなし | すべてなし | 変色、オレンジピール、汚れ、かすみ、マイクロスクラッチ、チップ、エッジチップ、クラック、カラスの足、ピンホール、ピット、へこみ、うねり、汚れ、裏側の傷跡：すべてなし |
| レーザマーク | SEMI STD | SEMI STD | SEMI STD |
1.44インチCZシリコンウェーハ
| 4インチCZシリコンウェーハ | |||
| アイテム | パラメータ | ||
| 材料 | 単結晶シリコン | ||
| グレード | プライムグレード | ||
| 成長方法 | CZ | ||
| 直径 | 4″(100.0±0.5mm) | ||
| 導電型 | PまたはNタイプ | Pタイプ | — |
| ドーパント | ホウ素またはリン | ボロン | — |
| 方向付け | <100>±0.5° | — | （100）または（111）±0.5° |
| 厚さ | 525±25μm | 525±25μm | 300±25μm |
| 抵抗率 | 1〜20Ωcm | 0.002 –0.003Ωcm | 5-10オームcm |
| RRV | <40％（ASTM F81プランC） | ||
| プライマリフラット | SEMISTDフラット | SEMISTDフラット | 32.5 +/- 2.5mm、@ 110±1° |
| セカンダリフラット | SEMISTDフラット | SEMISTDフラット | 18±2mm、プライマリフラットに対して@ 90°±5° |
| 表面仕上げ | One-Side-Epi-Ready-Polished、 裏面エッチング |
||
| エッジが丸みを帯びている | SEMI標準ごとに丸められたエッジ | ||
| 粒子 | <20カウント@0.3μm | ||
| 粗さ | <0.5nm | ||
| TTV | <10um | ||
| ボウ/ワープ | <40um | ||
| TIR | <5µm | ||
| 酸素含有量 | <2E16 / cm3 | ||
| 炭素含有量 | <2E16 / cm3 | ||
| OISF | <50 /cm² | ||
| 攪拌（15x15mm） | <1.5µm | ||
| 表面の金属汚染 Fe、Zn、Cu、Ni、K、Cr |
≤5E10原子/ cm2 | ||
| 転位密度 | 500 max / cm2 | ||
| 欠け、引っかき傷、でこぼこ、かすみ、タッチマーク、オレンジピール、ピット、ひび、汚れ、汚れ | すべてなし | ||
| レーザマーク | フラットに沿って 前面には、オプションのレーザーシリアル化： 浅いレーザー |
||
1.52インチCZSiウェーハ
| 2インチCZシリコンウェーハ | |||
| アイテム | パラメータ | ||
| 材料 | 単結晶シリコン | ||
| グレード | プライムグレード | ||
| 成長方法 | CZ | ||
| 直径 | 2インチ（50.8±0.5mm） | ||
| 導電型 | PまたはNタイプ | — | Pタイプ |
| ドーパント | ホウ素またはリン | — | ボロン |
| 方向付け | <100> | （100）または（111）±0.5° | — |
| 厚さ | 150±25μm | 275±25μm | — |
| 抵抗率 | 1〜200Ωcm | — | 0.01-0.02Ωcm |
| RRV | <40％（ASTM F81プランC） | ||
| プライマリフラット | SEMISTDフラット | ||
| セカンダリフラット | SEMISTDフラット | ||
| 表面仕上げ | 片面研磨 裏面酸エッチング |
||
| 粒子 | <20カウント@0.3μm | ||
| 粗さ | <0.5nm | <0.5nm | — |
| TTV | <10um | — | <10um |
| ボウ/ワープ | <30um | <20um | — |
| TIR | <5µm | ||
| 酸素含有量 | <2E16 / cm3 | ||
| 炭素含有量 | <2E16 / cm3 | ||
| OISF | <50 /cm² | ||
| 攪拌（15x15mm） | <1.5µm | ||
| 表面の金属汚染 Fe、Zn、Cu、Ni、K、Cr |
≤5E10原子/cm² | ||
| 転位 | なし | ||
| 欠け、引っかき傷、でこぼこ、かすみ、タッチマーク、オレンジピール、ピット、ひび、汚れ、汚れ | すべてなし | ||
2.シリコンウェーハのチョクラルスキー法における窒素
窒素はCZシリコンインゴットで非常に重要な役割を果たしており、少量の窒素ドーピングは単結晶シリコンの性能に有益な効果をもたらします。 窒素を積極的に添加する方法はたくさんあります。CZシリコン結晶成長プロセス中に窒素保護を使用するか、溶融シリコンに窒化ケイ素粉末を添加します。 と窒素イオン注入。 約1415度の温度で、シリコン溶融物および単結晶シリコンへの窒素の飽和溶解度は6×10です。18cm-3および4.5×1015cm-3、 それぞれ。 シリコン中の窒素の平衡偏析係数は7×10なので-4、シリコーンCZの成長中の窒素濃度は一般的に5×10未満です15 CM-3.
チョクラルスキー単結晶シリコンにおける窒素と酸素の相互作用は、中赤外線および遠赤外線吸収スペクトルで複数の吸収ピークを示す窒素-酸素複合体を形成する可能性があります。 窒素-酸素複合体は一種の浅いドナーであり、電気的活性を持っています。 赤外線吸収と抵抗率のテストを組み合わせると、アニーリングプロセス中に窒素-酸素複合体の赤外線吸収ピークが消失すると、単結晶シリコンウェーハ半導体の抵抗率またはキャリア濃度がそれに応じて変化することがわかります。 窒素-酸素複合体の電気的活性は、高温アニーリングによって排除することができます。 CZ単結晶Siウェーハに窒素をドープすると、熱ドナーと新しいドナーの形成が抑制されます。
大型のチョクラルスキーシリコンに窒素をドープすると、ボイド型欠陥のサイズと密度が変化する可能性があるため、高温アニーリングによってボイド型欠陥を簡単に除去できます。 さらに、窒素はCZ Si基板の反り抵抗を高め、チョクラルスキープロセスシリコンウェーハ上に製造された集積回路の歩留まりを向上させることができます。
