Кремний монокристаллический (монокремний)

Поставляем монокристаллические кремниевые пластины (подложки, вафли) и слитки по ГОСТ 19658-81 и отраслевым ТУ. Исходное сырьё — кремний с содержанием Si более 99,999 % по массе. Слитки выращивают методом Чохральского (CZ) или бестигельной зонной плавки (FZ); ГОСТ 19658-81 распространяется только на метод Чохральского. Слитки нарезают на пластины-подложки, используемые в производстве эпитаксиальных структур, МОП/КМОП-структур, дискретных силовых приборов и биполярных ИС.

Расшифровка маркировки кремниевых пластин

Маркировка пластины кодирует все ключевые параметры. Пример: 100КЭФ4,5(100)-460 — диаметр 100 мм, марка КЭФ (электронный тип, легирование фосфором), УЭС 4,5 Ом·см, ориентация (100), толщина 460 мкм. Структура обозначения:

• Диаметр — номинальный диаметр в мм (76, 100, 125, 150 и др.).
• Марка — тип проводимости и легирующий элемент: КДБ, КЭФ, КЭС, КЭМ, ЭКДБ, ЭКЭС, ЭКЭФ, КМД и др.
• УЭС — номинальное удельное электрическое сопротивление в Ом·см (или кОм·см для КМД).
• Ориентация — кристаллографическая ориентация в скобках: (100), (111), (013) и др.
• Толщина — номинальная толщина пластины в мкм (через дефис).
• Индексы — дополнительные требования: тип среза, качество поверхности, бездислокационность, отсутствие свирлевых дефектов и т.д.
• Обозначение ТУ — номер отраслевого технического условия.

Марки монокристаллического кремния по ГОСТ 19658-81

ГОСТ 19658-81 нормирует слитки CZ-кремния трёх основных марок: ЭКДБ, ЭКЭС, ЭКЭФ. Все марки бездислокационные (плотность дислокаций не более 10² см⁻²). Тип проводимости, УЭС, диаметр и базовая длина нормируются по таблицам стандарта. Кристаллографическая ориентация, дефектность, концентрация примесей и время жизни носителей обеспечиваются технологией.

ЭКДБ — эпитаксиальный кремний p-типа, легированный бором

Группы 1–8 с подгруппами а–д по номинальному диаметру (62,5; 78,5; 102,5; 127,5; 152,5 мм). Диапазон УЭС — 0,005–80 Ом·см в зависимости от группы: группы 1–4 охватывают 0,005–20 Ом·см, группы 5–7 — 20–40 Ом·см, группа 8 — до 80 Ом·см для отдельных подгрупп. Базовая длина слитков 100–250 мм. Допускаемое радиальное отклонение УЭС по торцу — 10–20 % в зависимости от группы.

ЭКЭС — эпитаксиальный кремний n-типа, легированный сурьмой

Группы 11–12. УЭС 0,01–1 Ом·см, диаметры 62,5–102,5 мм, базовая длина 100–200 мм. Применяется как низкоомная подложка для силовых и высокочастотных эпитаксиальных структур.

ЭКЭФ — эпитаксиальный кремний n-типа, легированный фосфором

Группы 21–26. УЭС 0,1–40 Ом·см, диаметры 62,5–152,5 мм, базовая длина 100–250 мм. Наиболее широко применяемая марка для эпитаксиальных структур ИС и дискретных приборов.

Марки пластин по отраслевым ТУ

КДБ, КЭФ, КЭС, КЭМ

КДБ — кремний дырочного типа, легированный бором. Широкий диапазон УЭС — от сотых долей до десятков Ом·см. Стандартная марка для подложек КМОП и биполярных структур. В обозначении: 100КДБ10(100)-460 — диаметр 100 мм, УЭС 10 Ом·см, ориентация (100), толщина 460 мкм.

КЭФ — кремний электронного типа, легированный фосфором. УЭС 0,005–2000 Ом·см, диаметры 76–150 мм, ориентации (100) и (111). Применяется как для подложек ИС, так и для силовых приборов с высоким пробивным напряжением.

КЭС — кремний электронного типа, легированный сурьмой. Низкоомный материал для силовой электроники и высоковольтных эпитаксиальных структур.

КЭМ — кремний электронного типа, легированный мышьяком. Марки КЭМ-0,003 и КЭМ-0,004 — с плотностью дислокаций менее 10³ см⁻². Применяется в структурах с жёсткими требованиями к однородности УЭС.

КМД — кремний моносилановый дырочного типа

Шесть марок: КМД-1 — КМД-6. Расшифровка: К — кремний, М — моносилановый (тип получения сырья), Д — дырочный тип проводимости, цифра — номинальное УЭС в кОм·см. Материал высокой чистоты с крайне низким содержанием кислорода (характерно для бестигельной зонной плавки или глубокоочищенного сырья). Применяется для силовых высоковольтных приборов, где требуется высокое и однородное УЭС при минимальном количестве кислородных преципитатов.

Монокремний для силовых вентилей

Поставляем кремний для силовых полупроводниковых приборов (тиристоров, выпрямительных диодов) нескольких марок:

• КЭ2А, КЭ2Б, КЭ2В, КЭ2Г, КЭ2Д — электронный тип проводимости, диапазон УЭС от 26 Ом·см (КЭ2А) до 100 и выше (КЭ2Д), легирование фосфором;
• БКЭ2А, БКЭ2Б, БКЭ2В, БКЭ2Г, БКЭ2Д — бездислокационные, аналогичный диапазон УЭС;
• БКД2Е — бездислокационный, дырочный тип, УЭС 500–2000 Ом·см.

Бездислокационные марки (БК…) обеспечивают более высокую воспроизводимость параметров приборов и применяются в ответственных силовых структурах. Плотность дислокаций — менее 5·10⁴ см⁻².

Ассортимент кремниевых пластин — доступные маркировки

Пластины диаметром 76 мм

76ЭКДБ0,05(111)-1000 1ас ЕТО.035.245ТУ
76ЭКЭС0,01(111)4-380
76КЭФ7,5(100)-380 ЕТО.035-124ТУ
76КЭФ4,5(100)-380 ЕТО.035-124ТУ
76КЭФ1,0(111)4-380 ЕТО.035-124ТУ
76КЭФ0,3(111)380 а2ц ЕТО.035.124ТУ
76КДБ10(111)4-380
76КДБ10(111)-380 ЕТО.035-121ТУ
75КДБ10 — толщина 390, 430, 490 мкм

Пластины диаметром 100 мм

100ЭКЭФ20(100)-460 23вм ЕТО.035.578ТУ
100ЭКЭС0,01(111)4-460 ЕТО.035.206ТУ
100ЭКЭС0,01(100)-460 ЕТО.035.206ТУ
100ЭКДБ20(100)-500 6в ЕТО.035.206ТУ
100КЭФ7,5(100)-460 ЕТО.035.206ТУ
100КЭФ4,5(111)4-460 ЕТО.035.206ТУ
100КЭФ4,5(100)-650, -525, -460
100КЭФ3(100)-525
100КЭМ0,003(100)
100КДБ40(100)-460 2а2 ЕТО.035.206ТУ
100КДБ20(100)-460
100КДБ12(100)-525, -460
100КДБ10(111)4-460, -490
100КДБ0,03(111)4-460
100КДБ0,005(111)4-420

Пластины диаметром 125–150 мм

125КДБ7,5(100) псевдоквадрат 125×125 мм, толщина 240 мкм
125КДБ12(100)0 псевдоквадрат 125×125 мм, двусторонняя шлифовка, толщина 695–715 мкм
150КЭФ4,5(100)-625
150КДБ7,5(100)-240 псевдоквадрат 150×150 мм
150КДБ10(111)4-675
150КДБ0,005(111)4-625

Параметры монокристаллических пластин и слитков

Кристаллографическая ориентация

ГОСТ 19658-81 допускает три ориентации торцевого среза слитка:

• (111) — стандартная ориентация; отсутствие индекса «м» или «э» означает именно её;
• (100) — индекс «м»; применяется в МОП/КМОП-технологиях, обеспечивает меньшую плотность поверхностных состояний на интерфейсе Si–SiO₂;
• (013) — индекс «э»; для слитков, легированных бором и фосфором, с УЭС 1–15 Ом·см.

Угол отклонения от заданной кристаллографической плоскости — не более 3°. По требованию возможны специальные ориентации (110), (211) — по отраслевым ТУ.

Диаметры и допуски

Стандартные номинальные диаметры по ГОСТ 19658-81: 62,5; 78,5; 102,5; 127,5; 152,5 мм. По требованию потребителя — 60, 76, 100, 125, 150 мм с допусками:

• ±0,5 мм — индекс «к₁»;
• ±0,1 мм — индекс «к₂».

Толщина и геометрия пластин

Толщина пластин — 160–1000 мкм в зависимости от диаметра и назначения. Типовые значения по ТУ: Ø76 мм — 380–490 мкм, Ø100 мм — 420–650 мкм, Ø125 мм — 625–715 мкм. Пластины для солнечной энергетики могут иметь толщину 240 мкм и менее (псевдоквадрат).

Базовые срезы (флэты): основной — 30–45 мм, дополнительный — 16–30 мм в зависимости от диаметра. Ориентация и длина среза кодируются в обозначении по ТУ.

Качество поверхности

Обозначение	Вид обработки	Применение
Ш	Шлифованная	Подложки без требований к зеркальной поверхности
П	Полированная	Стандартные эпитаксиальные подложки
ХМП	Химико-механически полированная	Субмикронная топология, СБИС
ОП	Односторонне полированная	Большинство полупроводниковых применений
ДП	Двусторонне полированная	Тонкие пластины, сенсоры давления, МЭМС
Т	Травлёная	Удаление нарушенного слоя без полировки

Требования к дефектности

Слитки по ГОСТ 19658-81 бездислокационные: плотность дислокаций не более 10² см⁻². По требованию потребителя поставляются пластины без свирлевых дефектов:

• индекс «с₁» — для ориентаций (100) и (013), плотность микродефектов не более 2·10⁵ см⁻²;
• индекс «с₂» — для ориентации (111), плотность микродефектов не более 3·10⁵ см⁻².

Требование «без свирлевых дефектов» распространяется на слитки с УЭС от 0,3 Ом·см и более.

Концентрация примесей

По ГОСТ 19658-81 нормируются следующие примеси:

• Кислород (оптически активный): (2–9)·10¹⁷ см⁻³ для диаметров менее 150 мм; (2–10)·10¹⁷ см⁻³ для Ø150 и 152,5 мм;
• Углерод (оптически активный): не более 1·10¹⁷ см⁻³ для диаметров Ø78,5 мм и более; не более 3·10¹⁷ см⁻³ для Ø62,5 мм;
• Микропримеси железа, золота и меди: каждая не более 1·10¹⁶ см⁻³.

Концентрация кислорода имеет значение для термостабильности: высококислородный CZ-кремний образует кислородные преципитаты при термообработке, которые служат гетерогенными центрами геттерирования металлических примесей в объёме пластины. Это технологически полезно для КМОП-процессов, но нежелательно для силовых структур с длинным временем жизни носителей — для них предпочтителен FZ-кремний с низким содержанием кислорода.

Время жизни неосновных носителей заряда

По ГОСТ 19658-81 для слитков с УЭС более 3,0 Ом·см:

• для кремния электронного типа (n-Si) — не менее 7,5 мкс;
• для кремния дырочного типа (p-Si) — не менее 2,5 мкс.

По требованию потребителя изготавливаются слитки с повышенным временем жизни носителей:

• индекс «е» — 2–160 мкс (в зависимости от диапазона УЭС и диаметра);
• индекс «р» — 16–60 мкс для Ø≥100 мм с УЭС 4–15 Ом·см.

Высокое время жизни носителей критично для силовых приборов (тиристоры, GTO, диоды) — определяет скорость восстановления обратного напряжения и потери при переключении.

Монокремний в слитках

Подробнее о монокристаллическом кремнии в слитках. Поставляем следующие маркировки:

Слитки 3А1кц КДБ:
3А1кц КДБ 0,005 — Ø76, ориентации (100), (111)
3А1кц КДБ 0,03 — Ø76, (111)

Слитки 3А3к КДБ/КЭФ:
3А3к КДБ 0,005 — Ø60, Ø76, (111)
3А3к КДБ 4,5 — Ø100, (111)
3А3к КЭФ 4,5 — Ø76, (111)

Слитки КДБ: УЭС от 0,01 до 20 Ом·см, диаметры Ø37,5–Ø60 мм, ориентация (111).

Слитки КЭФ: УЭС от 0,008 до 40 Ом·см, диаметры Ø37,5–Ø76 мм, ориентация (111).

Каждый слиток контролируется по типу электропроводности, УЭС, диаметру, длине и массе. Механическая обработка ведётся алмазным инструментом.

Поликоровые подложки ВК-100-1

Поставляем поликоровые подложки ВК-100-1 (высокочистый оксид алюминия Al₂O₃, поликристаллическая керамика для гибридной микроэлектроники):

• 30×48×1,0 мм — односторонняя и двусторонняя полировка;
• 30×24×1,0 мм — односторонняя и двусторонняя полировка;
• 60×48×0,5 мм — односторонняя полировка.

Условия поставки кремниевых пластин и слитков

Поставляем монокристаллический кремний в пластинах и слитках по всей России. Регламентирующие документы: ГОСТ 19658-81 (слитки CZ-кремния), ТУ 48-4-295-82 и отраслевые ТУ серии ЕТО.035 (пластины). Возможна поставка готовых пластин с базовыми срезами или слитков для последующей нарезки.

Для получения коммерческого предложения укажите в заявке: марку, ориентацию, диаметр, толщину, тип и качество поверхности, дополнительные индексы (срезы, свирлевые дефекты, время жизни носителей) и количество.