Puolijohdekiekko on puolivalmisteinen tuote puolijohdelaitteiden , mikropiirien ja aurinkokennojen tuotantoprosessissa .
Se on valmistettu germaniumin , piin , piikarbidin , galliumarsenidin ja fosfidin yksittäiskiteistä ja muista puolijohdemateriaaleista.
Se on ohut (250-1000 mikronia ) levy, jonka halkaisija on nykyaikaisissa teknologisissa prosesseissa jopa 450 mm, jonka pinnalle muodostetaan tasoteknologiaoperaatioilla joukko erillisiä puolijohdelaitteita tai integroituja piirejä .
Kun on luotu joukko tarvittavia puolijohderakenteita, levy rikotaan timanttityökalulla vikalinjoja pitkin erillisiksi kiteiksi ( siruiksi ).
Puolijohdekiekkojen teollinen tuotanto on olennaista integroitujen piirien ja puolijohdelaitteiden valmistuksessa.
Piikiekot on valmistettu erittäin puhtaasta (puhtausluokkaa 99,9999999 %) [1] piikiteestä, jossa on alhainen pitoisuus vikoja ja sijoiltaan [2] . Piin yksittäiskiteitä kasvatetaan Czochralskin menetelmällä [3] [4] , jota seuraa puhdistus vyöhykesulatuksella .
Sitten yksikide leikataan ohuiksi kiekoiksi pinolla timanttikiekkoja, joissa on sisäinen leikkuureuna, tai lankasahalla käyttämällä timanttipölysuspensiota, sahaus suoritetaan yhdensuuntaisesti tietyn kristallografisen tason kanssa (piille tämä on yleensä {111} lentokone). Leikkauksen suuntausta kristallografiseen tasoon nähden ohjataan röntgendiffraktiomenetelmällä .
Yksikiteisen sahauksen jälkeen levyt hiotaan ja kiillotetaan mekaanisesti pinnan optiseen puhtauteen ja pinnan esikäsittely viimeistellään ohuen kerroksen kemiallisella etsauksella mikrohalkeamien ja mekaanisen kiillotuksen jälkeen jääneiden pintavirheiden poistamiseksi [5] .
Lisäksi useimmissa teknologisissa prosesseissa ohut kerros ultrapuhdasta piitä tiukasti määritellyllä lisäainepitoisuudella levitetään yhdelle kiekon pinnoista epitaksiaalisella menetelmällä . Tässä kerroksessa muodostetaan myöhemmissä teknisissä toimissa useiden puolijohdelaitteiden tai integroitujen piirien rakenne käyttämällä epäpuhtauksien diffuusiota , hapetusta, kalvopinnoitusta.
Pyöreän levyn halkaisijat:
Suosituimmat koot vuodesta 2011: 300 mm, 200 mm, 150 mm [7] . Useimmat nykyaikaiset VLSI-valmistusprosessit (alkaen noin 130 nm:stä) käyttävät tyypillisesti 300 mm kiekkoja.