Cilindrische eenkristalblok, bijvoorbeeld gegroeid met de CZ-methode, voordat er wafers uit worden gesneden. De uiteinden worden afgesneden en de buitenkant wordt geslepen tot een gelijkmatige diameter, waarna het in dunne plakken wordt gezaagd.
Japanse benaming: インゴット
“Ingot” komt voor in 9 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Siliciumwafers.
Vakgebied: Siliciumwafers
Bij de czochralskimethode (CZ) wordt zeer zuiver polysilicium in een kwartskroes gesmolten, net boven het smeltpunt van silicium van ongeveer 1.414 °C. Een entkristal wordt in de smelt gedoopt en langzaam omhooggetrokken, terwijl entkristal en kroes in tegengestelde richting draaien; dat egaliseert de temperatuur rond de as en levert een cilindrisch kristal op. Eerst laat een dunne hals dislocaties uitgroeien, daarna wordt de diameter via de schouder, of kroon, breder tot het lichaam met constante diameter. Een camera volgt de heldere meniscusring op de grens tussen kristal en smelt, en de treksnelheid en het verwarmingsvermogen worden bijgesteld om de diameter constant te houden.
Doteringsstoffen worden aan de smelt toegevoegd: boor voor p-type, fosfor, arseen of antimoon voor n-type. De meeste doteringsstoffen hebben een segregatiecoëfficiënt k kleiner dan 1, wat betekent dat het groeiende kristal minder onzuiverheid opneemt dan de smelt bevat, zodat de afgewezen doteringsstof zich ophoopt in de krimpende smelt en het later gegroeide deel van de ingot zwaarder gedoteerd is en een lagere resistiviteit heeft. Fosfor heeft een k van ongeveer 0,35, arseen ongeveer 0,3 en antimoon ongeveer 0,023, terwijl de waarde van boor van ongeveer 0,8 p-type ingots vrij uniform houdt. Alleen secties binnen de resistiviteitsspecificatie worden product.
Alleen het lichaam met constante diameter wordt gebruikt; de kroon en de staart worden eraf gezaagd. De staart wordt bewust tot een kegel versmald voordat het kristal de smelt verlaat, omdat het abrupt losmaken van een kristal op volle diameter een thermische schok veroorzaakt die slipdislocaties creëert, die zich over ruwweg één diameter terug in het lichaam kunnen voortplanten. De treksnelheid beïnvloedt ook de kristalkwaliteit, omdat de verhouding tussen groeisnelheid en temperatuurgradiënt (V/G) bepaalt of puntdefecten van het vacature- of het interstitiële type domineren, dus de diameterregeling mag die niet in gevaar brengen. Zuurstof die uit de kwartskroes oplost, wordt eveneens ingebouwd en wordt langs de ingot gemeten.
De ingot wordt op lengte gezaagd, tot een exacte diameter geslepen en voorzien van een oriëntatienotch of, bij oudere maten, een flat. Een multidraadzaag met honderden parallelle draden van ongeveer 0,1 mm dik snijdt hem vervolgens in één run van enkele uren in honderden wafers van net onder 1 mm dik. De wafers worden aan de rand afgeschuind, gelapt of geslepen voor vlakheid, geëtst om de zaagschadelaag te verwijderen en spiegelglad gepolijst, waarna ze worden gereinigd en geïnspecteerd. Float-zone-groei (FZ), waarbij geen kroes wordt gebruikt, levert ingots met zeer weinig zuurstof op, die de voorkeur hebben voor hoogohmige toepassingen en sommige vermogenscomponenten.
Antwoord: A. Zagen → lappen (slijpen) → etsen → spiegelpolijsten
De buitenzijde van de ingot wordt geslepen om de diameter gelijk te maken en de notch wordt aangebracht; daarna wordt met een meerdraadszaag een plak van iets minder dan 1 mm dikte afgesneden (zagen). Na het afschuinen worden dikte en vlakheid met lappen of slijpen afgesteld, wordt de door de bewerking ontstane beschadigde laag van enkele tientallen µm met etsen verwijderd, en wordt ten slotte met dubbelzijdig polijsten en finish-polijsten een spiegelend oppervlak op bijna atomaire schaal verkregen. Na reiniging en inspectie wordt de wafer in een schone houder (FOUP) geleverd.
Antwoord: B. Om te voorkomen dat bij abrupt loskomen van de smelt slipdislocaties door thermische schok ontstaan en zich in het kristal voortplanten
Wanneer de ingot met grote diameter van de smelt wordt losgemaakt, ontstaan door de plotselinge temperatuurverandering thermische spanningen die dislocaties veroorzaken; deze planten zich over een afstand van ongeveer de diameter omhoog in het kristal voort en beschadigen het cilindrische deel dat product wordt. Door de diameter geleidelijk kegelvormig te verkleinen alvorens los te maken, worden het ontstaan en de voortplanting van deze dislocaties voorkomen. Schouder en staartstuk worden geen product, zodat het verkorten van hun lengte ook een kostenbesparingsonderwerp is.
Het CZ-kristal wordt al draaiend getrokken, dus het groeit als een cilinder en wordt in ronde wafers gezaagd. Ronde substraten zijn bovendien geschikt voor spincoaten, polijsten en andere processen die op rotatie berusten.
Na het slijpen op diameter wordt de ingot gezaagd met een multidraadzaag die met fijne draden met abrasieve slurry of vast diamant honderden wafers tegelijk snijdt. Lappen, etsen en polijsten verwijderen daarna de zaagschade.
De meeste doteringsstoffen segregeren tijdens de kristalgroei naar de smelt, zodat de smelt in de loop van de tijd rijker aan doteringsstof wordt en de onderkant van de ingot zwaarder gedoteerd eindigt. Boor, met een segregatiecoëfficiënt dicht bij 1, vertoont dit effect het minst.
De buitenzijde van de ingot wordt geslepen om de diameter gelijk te maken en de notch wordt aangebracht; daarna wordt met een meerdraadszaag een plak van iets minder dan 1 mm dikte afgesneden (zagen).
Welke volgorde is het meest geschikt voor het proces waarme…Wanneer de ingot met grote diameter van de smelt wordt losgemaakt, ontstaan door de plotselinge temperatuurverandering thermische spanningen die dislocaties veroorzaken; deze planten zich over een afstand van ongeveer de diameter omhoog in het kristal voort en beschadigen het cilindrische deel dat product wordt.
Wat is de belangrijkste reden om bij het einde van het trek…Bij de CZ-methode wordt een zaadkristal ondergedompeld in silicium dat in een kwartsen kroes bij ongeveer 1420 °C of hoger is gesmolten, en onder rotatie langzaam met een snelheid van enkele cm per uur omhooggetrokken, zodat een monokristallijne ingot met een diameter van 300 mm, een lengte van circa 2 m en een gewicht van enkele honderden kg ontstaat.
Welke methode wordt het meest gebruikt voor de productie va…Een meerdraadszaag is een apparaat waarin enkele honderden dunne draden met een diameter van circa 0,1 mm parallel zijn gespannen en met hoge snelheid lopen, en waarmee een ingot in één keer in enkele honderden wafers wordt gesneden met een slijpmiddel bevattende vloeistof of met draden waarop diamant is vastgezet.
Welke apparatuur wordt in het algemeen gebruikt om een sili…Boor heeft een segregatiecoëfficiënt van circa 0,8, dicht bij 1, zodat de concentratie boven en onder in de ingot relatief gelijk is en het een goed hanteerbare onzuiverheid is.
Welke onzuiverheid wordt typisch aan de smelt toegevoegd om…Czochralski-methode (CZ-methode) Segregatiecoëfficiënt Numerieke apertuur (NA) FOUP Dicing Via CMP DZ (denuded zone) Floating-zonemethode (FZ-methode) Gettering