2-tommer (51 mm), 4-tommer (100 mm), 6-tommer (150 mm) og 8-tommer (200 mm) skiver

skiver dyrket ved hjælp af andre materialer end silicium vil have forskellige tykkelser end en siliciumskive med samme diameter. Pladetykkelse bestemmes af den mekaniske styrke af det anvendte materiale; skiven skal være tyk nok til at understøtte sin egen vægt uden at revne under håndtering. De tabelformede tykkelser vedrører, hvornår denne proces blev introduceret, og er ikke nødvendigvis korrekte i øjeblikket, for eksempel er IBM Bicmos7v-processen på 8 i skiver, men disse er kun 200um tykke. Vægten af skiven går op sammen med dens tykkelse og diameter.

Historiske stigninger i vaffelstørrelseredit

et trin til fremstilling af en vaffelskive, såsom et ætsetrin, kan producere flere chips, der er proportionale med stigningen i vaffelområdet, mens omkostningerne ved enhedsfabrikationstrinnet stiger langsommere end vaffelområdet. Dette var omkostningsgrundlaget for at øge skivestørrelsen. Konvertering til 300 mm skiver fra 200 mm skiver begyndte for alvor i 2000 og reducerede prisen pr.dør omkring 30-40%. Skiver med større diameter giver mulighed for mere matrice pr.

PhotovoltaicEdit

M1 skivestørrelse (156,75 mm) er i udfasningsproces i Kina fra 2020. En række ikke-standardstørrelser er opstået, så bestræbelserne på at producere M10 standard (182 mm) er en løbende indsats. Ligesom halvleder fætter, kørsel ned omkostninger er hoveddriver på trods af at renhedskravene er helt forskellige.

foreslået overgang på 450 mmredit

der er betydelig modstand mod overgangen på 450 mm på trods af den mulige produktivitetsforbedring på grund af bekymring over utilstrækkeligt investeringsafkast. Der er også problemer relateret til øget inter-die / kant-til-kant skivevariation og yderligere kantfejl. 450 mm skiver forventes at koste 4 gange så meget som 300 mm skiver, og udstyrsomkostningerne forventes at stige med 20 til 50%. Højere omkostninger halvleder fabrikation udstyr til større skiver øger omkostningerne ved 450 mm fabs (halvleder fabrikation faciliteter eller fabrikker). Litograf Chris Mack hævdede i 2012, at den samlede pris pr.matrice for 450 mm skiver kun ville blive reduceret med 10-20% sammenlignet med 300 mm skiver, fordi over 50% af de samlede omkostninger til behandling af skiver er litografirelaterede. Konvertering til større 450 mm skiver ville kun reducere prisen pr.matrice for procesoperationer såsom ætsning, hvor omkostningerne er relateret til antal skiver, ikke skiveareal. Omkostninger til processer såsom litografi er proportional med skivearealet, og større skiver ville ikke reducere litografibidraget til die-omkostninger. Nikon planlagde at levere 450 mm litografiudstyr i 2015 med volumenproduktion i 2017. I November 2013 standsede ASML udviklingen af 450 mm litografiudstyr med henvisning til usikker timing af chipmakerefterspørgsel.

tidslinjen for 450 mm er ikke rettet. I 2012 forventedes det, at 450 mm produktion ville starte i 2017, hvilket aldrig blev realiseret. Mark Durcan, daværende administrerende direktør for Micron Technology, sagde i februar 2014, at han forventer, at 450 mm vedtagelse vil blive forsinket på ubestemt tid eller afbrudt. “Jeg er ikke overbevist om, at 450mm nogensinde vil ske, men i det omfang det gør det, er det langt ude i fremtiden. Der er ikke meget nødvendighed for Micron, i det mindste i løbet af de næste fem år, at bruge mange penge på 450mm. der er mange investeringer, der skal fortsætte i udstyrssamfundet for at få det til at ske. Og værdien i slutningen af dagen – så kunderne ville købe det udstyr – synes jeg er tvivlsomt.”Fra marts 2014 forventede Intel Corporation 450 mm implementering inden 2020 (ved udgangen af dette årti). Mark LaPedus af semiengineering.com rapporterede i midten af 2014, at chipmakers havde forsinket vedtagelsen af 450 mm “i overskuelig fremtid.”Ifølge denne rapport forventede nogle observatører 2018 til 2020, mens G. Dan Hutcheson, administrerende direktør for VLSI Research, ikke så 450 mm fabs flytte i produktion indtil 2020 til 2025.

trinnet op til 300 mm krævede større ændringer med fuldautomatiske fabrikker, der brugte 300 mm skiver versus knap automatiserede fabrikker til 200 mm skiver, dels fordi en FOUP til 300 mm skiver vejer omkring 7,5 kg, når den er fyldt med 25 300 mm skiver, hvor en SMIF vejer omkring 4.8 kg, når de er fyldt med 25 200 mm skiver, hvilket kræver dobbelt så stor fysisk styrke fra fabriksarbejdere og øget træthed. 300mm FOUPs har håndtag, så de stadig kan flyttes manuelt. 450 mm FOUPs vejer 45 kg, når de er fyldt med 25 450 mm skiver, således er kraner nødvendige for manuelt at håndtere FOUPs, og håndtag er ikke længere til stede i FOUP. FOUPs flyttes rundt ved hjælp af materialehåndteringssystemer fra Muratec eller daifuku. Disse store investeringer blev foretaget i den økonomiske afmatning efter Dot-com-boblen, hvilket resulterede i enorm modstand mod opgradering til 450 mm inden for den oprindelige tidsramme. På rampen-op til 450 mm vil krystalgrøderne være 3 gange tungere (totalvægt et metrisk ton) og tage 2-4 gange længere tid at afkøle, og procestiden vil være dobbelt. Alt i alt kræver udviklingen af 450 mm skiver betydelig teknik, tid og omkostninger at overvinde.

analytisk matrice count estimationEdit

for at minimere omkostningerne pr.matrice ønsker producenterne at maksimere antallet af matricer, der kan fremstilles af en enkelt skive; matricer har altid en firkantet eller rektangulær form på grund af begrænsningen af skive terninger. Generelt er dette et beregningsmæssigt komplekst problem uden analytisk løsning, afhængigt af både området af matricerne såvel som deres billedformat (firkantet eller rektangulært) og andre overvejelser såsom bredden af skriftlinjen eller savbanen og yderligere plads besat af justerings-og teststrukturer. Bemærk, at brutto DPV-formler kun tegner sig for vaffelområde, der går tabt, fordi det ikke kan bruges til at foretage fysisk komplette matricer; brutto DPV-beregninger tager ikke højde for udbyttetab på grund af defekter eller parametriske problemer.

Vaffermap, der viser fuldt mønstrede matricer og delvist mønstrede matricer, der ikke helt ligger inden i skiven.

ikke desto mindre kan antallet af brutto die pr. skive estimeres startende med forholdet mellem første ordens tilnærmelse eller skive-til-die-område,

D p v = ret d 2 4 S {\displaystyle DPV=\left\lfloor {\frac {\pi D^{2}}{4S}}\right\rfloor }

,

hvor D {\displaystyle d}

er skiven diameter (typisk i mm) og s {\displaystyle S}

størrelsen af hver matrice (mm2) inklusive bredden af scribeline (eller i tilfælde af en savbane, savkanten plus en tolerance). Denne formel angiver simpelthen, at antallet af matricer, der kan passe på skiven, ikke kan overstige arealet af skiven divideret med arealet af hver enkelt matrice. Det vil altid overvurdere den sande bedste tilfælde brutto DPV, da det omfatter arealet af delvist mønstrede matricer, som ikke helt ligger på skiven overflade (se figur). Disse delvist mønstrede matricer repræsenterer ikke komplette IC ‘ er, så de kan ikke sælges som funktionelle dele. forbedringer af denne enkle formel tilføjer typisk en kantkorrektion for at tage højde for delvise matricer på kanten, hvilket generelt vil være mere markant, når matricen er stor sammenlignet med det samlede areal af skiven. I det andet begrænsende tilfælde (uendeligt små matricer eller uendeligt store skiver) er kantkorrektionen ubetydelig.

korrektionsfaktoren eller korrektionsperioden tager generelt en af de former, der er Citeret af de Vries:

D p v = ret d 2 4 S − ret d 2 s {\displaystyle DPV={\frac {\displaystyle \pi d^{2}}{4S}}-{\frac {\displaystyle \pi d}{\kvm {2s}}}}

(arealforhold – omkreds/(die diagonal længde)) eller d p v = ( LR D 2 4 s ) udl RR ( − 2 S / D ) {\displaystyle DPV=\left({\frac {\displaystyle \Pi d^{2}}{4S}}\højre)\udl(-2 {S}}/D)}

(arealforhold skaleret af en 2 4 S ( 1 − 2 S d) 2 {\displaystyle DPV = {\frac {\displaystyle \pi d^{2}}{4S}}\venstre(1-{\frac {\displaystyle 2{\frac {s}}}{d}}\højre)^{2}}

(arealforhold skaleret med en polynomfaktor).

undersøgelser, der sammenligner disse analytiske formler med brute-force beregningsresultater, viser, at formlerne kan gøres mere nøjagtige over praktiske intervaller af die størrelser og billedforhold ved at justere koefficienterne for korrektionerne til værdier over eller under Enhed og ved at erstatte den lineære die dimension s {\displaystyle {\KVRT {S}}}

med ( H + H ) / 2 {\displaystyle (h+b)/2}

(gennemsnitlig sidelængde) i tilfælde af matricer med stort billedformat: D P B = ret d 2 4 s − 0.58 list D S {\displaystyle DPV = {\frac {\displaystyle \Pi d ^ {2}} {4S}} -0.58 ^ {*} {\frac {\displaystyle \Pi d} {\kvm {s}}}}

eller D P v = ret d 2 4 S (1-1.16 S d ) 2 {\displaystyle DPV={\frac {\displaystyle \pi d^{2}}{4S}}\venstre(1-{\frac {\displaystyle 1.16^{*}{\kvm {S}}}{d}}\højre)^{2}}

.

krystallinsk orienteringredit

Diamond cubic crystal structure of a silicon unit cell

lejligheder kan bruges til at betegne doping og krystallografisk orientering. Rød repræsenterer materiale, der er fjernet.

skiver dyrkes af krystal med en regelmæssig krystalstruktur, hvor silicium har en diamantkubisk struktur med en gitterafstand på 5,430710 liter (0,5430710 nm). Når den skæres i skiver, er overfladen justeret i en af flere relative retninger kendt som krystalorienteringer. Orientering defineres af Miller-indekset med (100) eller (111) ansigter, der er de mest almindelige for silicium.Orientering er vigtig, da mange af en enkelt krystal strukturelle og elektroniske egenskaber er stærkt anisotropiske. Ionimplantationsdybder afhænger af skivenes krystalorientering, da hver retning tilbyder forskellige stier til transport.

spaltning af skiver forekommer typisk kun i nogle få veldefinerede retninger. Scoring af skiven langs spaltningsplaner gør det let at terninger den i individuelle chips (“dør”), så milliarder af individuelle kredsløbselementer på en gennemsnitlig skive kan adskilles i mange individuelle kredsløb.

Crystallographic orientering notchesEdit

skiver under 200 mm diameter har lejligheder skåret i en eller flere sider, der angiver de krystallografiske planer af skiven (normalt en {110} ansigt). I tidligere generations skiver formidlede et par lejligheder i forskellige vinkler desuden dopingtypen (se illustration til konventioner). Skiver med en diameter på 200 mm og derover bruger et enkelt lille hak til at formidle skiveorientering uden visuel indikation af dopingtype.

urenhedsdotering

siliciumskiver er generelt ikke 100% rent silicium, men dannes i stedet med en indledende urenhedsdopingkoncentration mellem 1013 og 1016 atomer pr.cm3 bor, fosfor, arsen eller antimon, der tilsættes smelten og definerer skiven som enten bulk n-type eller p-type. Sammenlignet med enkeltkrystal siliciums atomtæthed på 5 liter 1022 atomer pr.cm3 giver dette dog stadig en renhed større end 99.9999%. Skiverne kan også oprindeligt forsynes med en vis interstitiel iltkoncentration. Kulstof – og metalforurening holdes på et minimum. Overgangsmetaller, i særdeleshed, skal holdes under dele pr.milliard koncentrationer til elektroniske applikationer.