Пластины кремния монокристаллического КЭФ
- от объёма, заполните заявку
Монокристаллические кремниевые пластины марок КЭФ и ЭКЭФ являются основой для изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Качество готовых изделий микроэлектроники напрямую зависит от чистоты материала, отсутствия дефектов кристаллической структуры и точности параметров подложки.
Расшифровка маркировки кремниевых пластин КЭФ
Маркировка пластин монокристаллического кремния содержит буквенно-цифровое обозначение, в котором зашифрованы основные характеристики материала.
Обозначение типа проводимости и легирования
В маркировке КЭФ каждая буква несёт техническое значение:
- К – материал подложки (кремний)
- Э – тип электропроводности (электронный, или n-тип)
- Ф – легирующий элемент (фосфор)
Цифровое обозначение после букв указывает удельное электрическое сопротивление в Ом·см. Например, КЭФ 4,5 означает кремниевую пластину электронного типа проводимости, легированную фосфором, с удельным сопротивлением 4,5 Ом·см. Для микроэлектроники также широко применяются пластины КДБ – кремний дырочного типа проводимости, легированный бором.
Буква Э в маркировке ЭКЭФ – эпитаксиальный слой
Первая буква Э в маркировке ЭКЭФ указывает, что на монокристаллическую подложку нанесён эпитаксиальный слой кремния. Такие пластины применяются при производстве высокопроизводительных интегральных микросхем и радиационно-стойкой электроники. Преимущество эпитаксиальных структур заключается в формировании p-n перехода между приборным слоем и подложкой, что снижает токи утечки и улучшает электрические характеристики приборов.
Ориентация кристаллографической плоскости
Кристаллографическая ориентация обозначается в круглых скобках числами (100) или (111). Пластины КЭФ (100) имеют плоскость среза, перпендикулярную кристаллографическому направлению [100], а КЭФ (111) – плоскость среза (111). Согласно ГОСТ 19658-81, для слитков кремния, легированных фосфором, с удельным сопротивлением 1–15 Ом·см также допускается ориентация (013). Выбор ориентации зависит от технологических требований конкретного производства полупроводниковых приборов.
Технические характеристики монокристаллических пластин
Удельное электрическое сопротивление
Пластины кремния по ГОСТ 19658-81 выпускаются в нескольких марках (ЭКДБ, ЭКЭС, ЭКЭФ и др.) с диапазоном удельного электрического сопротивления от 0,005 до 80 Ом·см. Допустимое относительное отклонение средних значений УЭС торцов слитка от номинального значения составляет от 15 до 40 %, а радиальное отклонение — от 10 до 20 % в зависимости от группы материала.
Диаметры и толщины пластин
По ГОСТ 19658-81 номинальные диаметры слитков монокристаллического кремния составляют 60, 76, 100, 125 и 150 мм (с допусками ±0,5 или ±0,1 мм). Современные зарубежные производства используют пластины диаметром 200 и 300 мм, ведутся работы по освоению диаметра 450 мм, что позволяет существенно снизить себестоимость готовых микросхем за счёт увеличения количества кристаллов на одной пластине.
| Марка | Группа | Подгруппа | Интервал УЭС, Ом·см | Отклонение УЭС от номинала, % | Радиальное отклонение УЭС, % | Диаметр слитка, мм | Базовая длина слитка, мм |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ЭКЭФ | 21 | а | 0,1–20 | 40 | 20 | 62,5 | 100 |
| б | 78,5 | 150 | |||||
| в | 102,5 | 200 | |||||
| г | 127,5 | 200 | |||||
| д | 152,5 | 250 |
Данные по ГОСТ 19658-81. УЭС – удельное электрическое сопротивление. Отклонение УЭС от номинала – относительное отклонение средних значений УЭС торцов от номинального значения. Радиальное отклонение – радиальное относительное отклонение УЭС от среднего значения по торцу слитка.
Применение пластин КЭФ в микроэлектронике
Производство полупроводниковых приборов
Пластины КЭФ и ЭКЭФ служат подложками для изготовления дискретных полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, тиристоров) и интегральных микросхем различной степени интеграции. На их поверхности методами планарной технологии – фотолитографии, диффузии легирующих примесей, напыления плёнок – формируются функциональные элементы электронных схем.
Эпитаксиальные структуры ЭКЭФ для радиационно-стойкой электроники
Эпитаксиальные пластины ЭКЭФ используются в производстве радиационно-стойких микросхем и высокочастотных приборов. Эпитаксиальный слой обеспечивает высокую чистоту и контролируемые электрофизические параметры активной области прибора, тогда как подложка выполняет механическую функцию и формирует p-n переход с эпитаксиальным слоем.
Метод Чохральского в производстве монокристаллического кремния
Технология получения слитков
Наиболее распространённым способом изготовления монокристаллических пластин является распил слитков, выращенных методом Чохральского. Этот метод заключается в вытягивании монокристалла из расплава высокочистого поликристаллического кремния с использованием затравочного кристалла заданной кристаллографической ориентации. Процесс проводится в вакууме или атмосфере инертного газа для предотвращения окисления расплава.
Очистка подложек методом геттерирования
Наличие дефектов и примесей в подложках ухудшает электрические характеристики и надёжность приборов. Для очистки применяют нанесение геттерирующего слоя на обратную сторону пластины с последующим высокотемпературным отжигом при температуре эпитаксиального наращивания или окисления кремния. Геттерирующий слой захватывает вредные примеси металлов из объёма подложки, улучшая качество материала. Согласно ГОСТ 19658-81, концентрация микропримесей железа, золота и меди в слитках не должна превышать 1·1016 см−3.
Поставка кремниевых пластин различных марок
Наша компания поставляет монокристаллические кремниевые пластины марок КЭФ, ЭКЭФ, КДБ, КЭС и других модификаций, изготовленные в соответствии с ТУ и ГОСТ 19658-81. Пластины различных диаметров поставляются оптом и мелкими партиями. Цена на пластины кремния формируется индивидуально в зависимости от марки, диаметра, толщины и объёма заказа. Для уточнения наличия и условий поставки свяжитесь с нашими специалистами.
