シリコン・ウェーフ形状は完璧に円形ではない.代わりに,平らな辺 (フラット) や小さな穴 (ノッチ) を含んでいる.これらの特徴は機械的なアライナインメント補助として見えますが,真の機能は結晶学です現代の半導体製造において,ウエファーの向きは,酸化,エッチング,イオン植入,ストレス工学,キャリア輸送に直接影響する基本的な物理変数である. This article explains why orientation marking is indispensable for single-crystal silicon wafers and why flats and notches are essential for maintaining atomic-scale process control in nanometer-scale devices.
シリコン・ウェーファーは,物質の均質な円盤ではなく,高度に秩序化されたダイヤモンド・キューブ格子を持つ単一の結晶である.一般的に使用される方向性は,そして (111) 異なる原子平面密度と結合幾何を表現する.
これらの結晶学的な方向性によって 複数の物理的および化学的性質が決定されます
表面エネルギー
酸化動力学
アニゾトロプ湿気と乾気でエッチングする速度
イオンチャネリング確率
キャリア移動性アニゾトロピー
欠陥拡散と滑りシステム
ですから,シリコンウエファー は 単なる 基板 で は なく,方向 的 な 物理 的 な システム です.この 基板 に 組み立て られ た ナノ メートル 規模 の デバイス は すべて この 微分 性 を 継承 し て い ます.
完璧な円盤は無限の回転対称性を持っています 外部参照がなければ 物理的プロセスは 飛行機内の方向を別の方向から区別できません
しかし,半導体製造には,各ウエファが,その結晶格子との関係で平面内向きが明確に定義されている必要があります.これなしでは:
イオン植入は制御されていないチャネリングを経験します
エッチングはデバイスによって異なります
ストレスエンジニアリングは方向的一貫性を失う
トランジスタの移動性は,ウエファー全体で統計的に変化します
したがって,シリコンウエファーには固定結晶軸を定義する対称性破壊機能が含まれなければならない.
フラットとノッチは,顕微鏡的な結晶方向性のマクロコーディングとして機能します.
片結晶球からウエフを切る際に,製造者は切りを並べます.
平面またはノッチは,特定の結晶方向に平行している (例えば,110 円または100 円)
円盤の表面平面 (例えば (100)) と平面内方向は唯一的に定義されている.
これは,他の方法では回転対称な物体を方向的にインデックスされた基質に変換する.
すべての製造ツール―リトグラフィー,インプランテーション,エッチング,CMP,メトロロジー―は,この参照を使用して,その操作を結晶格子と調整します.
近代CMOS,FinFET,ゲートオールアラウンド (GAA) デバイスは,原子規模物理学が支配する体制で動作する.
結晶の向きが固定されている理由を示すいくつかの例があります.
ドーパントイオンは低インデックス結晶チャンネルに沿って深く移動することができる.ウエファの方向性が変化すると,チャネリング深さとドーパントプロファイルは予測不能になる.
シリコンエッチング率は (100), (110),および (111) 機間では劇的に異なる.誤ったアライナメントは,溝の形,横壁の角度,および重要な寸法を変更する.
シリコンの電子と穴の移動は方向に依存する.特定の結晶方向に沿ったチャネルを並べることでデバイスの性能が最適化される.
固定されたウエファー参照がなければ,これらのパラメータはどれもナノメートルの重複性で制御できない.
初期のウエーファーには長平面が使用されていた.ウエーファー直径が200mmから300mmに増加したため,産業は物理的および経済的理由でノッチを採用した.
切断は,使用可能なダイス数を増加し,はるかに少ない辺の領域を占めています
機械的対称性を保ち,ウエファー処理を改善します
ロボットや光学的なアライナメントシステムにより 検出が容易になります
ワッフル周辺のストレスのフィールドを歪めません
このノッチは,自動化工場に最適化された高精度結晶マーカーです.
先進的な半導体製造では ナノメートルの物理現象とミリメートルの機械システムを合わせなければなりません
グラフまたはノッチは,この翻訳を実行します:
原子格子と 工場の座標系を 繋げます
現代のリトグラフィー,エッチング,インプラント,ストレイン工学は 物理的な基準枠を失ってしまうでしょう
シリコンウエファー上の平面またはノッチは機械的な工芸品ではなく 結晶学的アンカーです
それぞれのトランジスタ,チャネル,原子層が シリコン格子と固定関係にあることを保証します数十個の原子の大きさに近づく時代です半導体生態系全体の中で 最も重要な構造の一つになります 半導体生態系全体の中で 最も重要な構造の一つになります
シリコン・ウェーフ形状は完璧に円形ではない.代わりに,平らな辺 (フラット) や小さな穴 (ノッチ) を含んでいる.これらの特徴は機械的なアライナインメント補助として見えますが,真の機能は結晶学です現代の半導体製造において,ウエファーの向きは,酸化,エッチング,イオン植入,ストレス工学,キャリア輸送に直接影響する基本的な物理変数である. This article explains why orientation marking is indispensable for single-crystal silicon wafers and why flats and notches are essential for maintaining atomic-scale process control in nanometer-scale devices.
シリコン・ウェーファーは,物質の均質な円盤ではなく,高度に秩序化されたダイヤモンド・キューブ格子を持つ単一の結晶である.一般的に使用される方向性は,そして (111) 異なる原子平面密度と結合幾何を表現する.
これらの結晶学的な方向性によって 複数の物理的および化学的性質が決定されます
表面エネルギー
酸化動力学
アニゾトロプ湿気と乾気でエッチングする速度
イオンチャネリング確率
キャリア移動性アニゾトロピー
欠陥拡散と滑りシステム
ですから,シリコンウエファー は 単なる 基板 で は なく,方向 的 な 物理 的 な システム です.この 基板 に 組み立て られ た ナノ メートル 規模 の デバイス は すべて この 微分 性 を 継承 し て い ます.
完璧な円盤は無限の回転対称性を持っています 外部参照がなければ 物理的プロセスは 飛行機内の方向を別の方向から区別できません
しかし,半導体製造には,各ウエファが,その結晶格子との関係で平面内向きが明確に定義されている必要があります.これなしでは:
イオン植入は制御されていないチャネリングを経験します
エッチングはデバイスによって異なります
ストレスエンジニアリングは方向的一貫性を失う
トランジスタの移動性は,ウエファー全体で統計的に変化します
したがって,シリコンウエファーには固定結晶軸を定義する対称性破壊機能が含まれなければならない.
フラットとノッチは,顕微鏡的な結晶方向性のマクロコーディングとして機能します.
片結晶球からウエフを切る際に,製造者は切りを並べます.
平面またはノッチは,特定の結晶方向に平行している (例えば,110 円または100 円)
円盤の表面平面 (例えば (100)) と平面内方向は唯一的に定義されている.
これは,他の方法では回転対称な物体を方向的にインデックスされた基質に変換する.
すべての製造ツール―リトグラフィー,インプランテーション,エッチング,CMP,メトロロジー―は,この参照を使用して,その操作を結晶格子と調整します.
近代CMOS,FinFET,ゲートオールアラウンド (GAA) デバイスは,原子規模物理学が支配する体制で動作する.
結晶の向きが固定されている理由を示すいくつかの例があります.
ドーパントイオンは低インデックス結晶チャンネルに沿って深く移動することができる.ウエファの方向性が変化すると,チャネリング深さとドーパントプロファイルは予測不能になる.
シリコンエッチング率は (100), (110),および (111) 機間では劇的に異なる.誤ったアライナメントは,溝の形,横壁の角度,および重要な寸法を変更する.
シリコンの電子と穴の移動は方向に依存する.特定の結晶方向に沿ったチャネルを並べることでデバイスの性能が最適化される.
固定されたウエファー参照がなければ,これらのパラメータはどれもナノメートルの重複性で制御できない.
初期のウエーファーには長平面が使用されていた.ウエーファー直径が200mmから300mmに増加したため,産業は物理的および経済的理由でノッチを採用した.
切断は,使用可能なダイス数を増加し,はるかに少ない辺の領域を占めています
機械的対称性を保ち,ウエファー処理を改善します
ロボットや光学的なアライナメントシステムにより 検出が容易になります
ワッフル周辺のストレスのフィールドを歪めません
このノッチは,自動化工場に最適化された高精度結晶マーカーです.
先進的な半導体製造では ナノメートルの物理現象とミリメートルの機械システムを合わせなければなりません
グラフまたはノッチは,この翻訳を実行します:
原子格子と 工場の座標系を 繋げます
現代のリトグラフィー,エッチング,インプラント,ストレイン工学は 物理的な基準枠を失ってしまうでしょう
シリコンウエファー上の平面またはノッチは機械的な工芸品ではなく 結晶学的アンカーです
それぞれのトランジスタ,チャネル,原子層が シリコン格子と固定関係にあることを保証します数十個の原子の大きさに近づく時代です半導体生態系全体の中で 最も重要な構造の一つになります 半導体生態系全体の中で 最も重要な構造の一つになります
