Standard ostya méretekszerkesztés
SiliconEdit
a szilícium ostya különféle átmérőkben kapható 25,4 mm-től (1 hüvelyk) 300 mm-ig (11,8 hüvelyk). A félvezető gyártóüzemeket, köznyelvben fabs néven ismert, az ostyák átmérője határozza meg, amelyeket gyártanak. Az átmérő fokozatosan nőtt az áteresztőképesség javítása és a költségek csökkentése érdekében a jelenlegi legkorszerűbb fab segítségével 300 mm-rel, 450 mm-es elfogadási javaslattal. Az Intel, a TSMC és a Samsung külön kutatásokat végzett a 450 mm-es “prototípus” (research) fabs megjelenésével kapcsolatban, bár komoly akadályok továbbra is fennállnak.
| Ostya mérete | Tipikus Vastagság | az Évben bevezetett | Tömege ostya | 100 mm2 (10 mm) Die per ostya |
|---|---|---|---|---|
| 1-es (25 mm) | 1960 | |||
| 2-es (51 mm) | 275 µm | 1969 | ||
| 3-inch (76 mm) | 375 μm | 1972 | ||
| 4-inch (100 mm) | 525 μm | 1976 | 10 grams | 56 |
| 4.9 inch (125 mm) | 625 μm | 1981 | ||
| 150 mm (5.9 inch, usually referred to as “6 inch”) | 675 μm | 1983 | ||
| 200 mm (7.9 inch, usually referred to as “8 inch”) | 725 μm. | 1992 | 53 grams | 269 |
| 300 mm (11.8 inch, általában a továbbiakban a “12 coll”) | 775 µm | 2002 | 125 gramm | 640 |
| 450 mm (17.7 hüvelyk) (javasolt) | 925 µm | – | 342 g | 1490 |
| 675 mm-es (26.6 a) (elméleti) | Ismeretlen. | – |
a szilíciumtól eltérő anyagokkal termesztett ostyáknak különböző vastagságuk lesz, mint az azonos átmérőjű szilíciumlemezeknek. Az ostya vastagságát az alkalmazott anyag mechanikai szilárdsága határozza meg; az ostyának elég vastagnak kell lennie ahhoz, hogy a kezelés során repedés nélkül támogassa saját súlyát. A táblázatos vastagságok a folyamat bevezetésének időpontjára vonatkoznak, és jelenleg nem feltétlenül helyesek, például az IBM BiCMOS7WL folyamat 8 ostyában van, de ezek csak 200um vastagok. Az ostya súlya a vastagságával és átmérőjével együtt emelkedik.
történelmi növekedése ostya sizeEdit
egy egység ostya gyártási lépés, mint például egy etch lépés, képes több chipek arányos növekedése ostya terület, míg a költségek az egység gyártási lépés megy fel lassabban, mint a ostya terület. Ez volt az ostya méretének növelésének költségalapja. A 200 mm-es ostyákból 300 mm-es ostyára való áttérés 2000-ben kezdődött komolyan, és 30-40% – kal csökkentette az egy darabra jutó árat. Nagyobb átmérőjű ostya lehetővé teszi a több die per ostya.
PhotovoltaicEdit
M1 ostyaméret (156,75 mm) 2020-tól szünetel Kínában. Számos nem szabványos méret merült fel, így az M10 szabvány (182 mm) előállítására irányuló erőfeszítések folyamatos erőfeszítés. A félvezető unokatestvérhez hasonlóan a költségek csökkentése a fő vezető, annak ellenére, hogy a tisztasági követelmények teljesen eltérőek.
javasolt 450 mm-es átállásszerkesztés
a termelékenység esetleges javulása ellenére jelentős ellenállás tapasztalható a 450 mm-es átmenettel szemben, mivel aggodalomra ad okot a beruházások elégtelen megtérülése. Vannak olyan kérdések is, amelyek a fokozottabb lapockák közötti / széltől szélig terjedő ostya variációval és további élhibákkal kapcsolatosak. A 450 mm-es ostyák várhatóan 4-szer annyiba kerülnek, mint a 300 mm-es ostyák, a felszerelési költségek várhatóan 20-50% – kal emelkednek. A nagyobb lemezek nagyobb költségű félvezető gyártási berendezései növelik a 450 mm-es gyártmányok (félvezető gyártási létesítmények vagy gyárak) költségeit. Chris Mack Litográfus 2012-ben azt állította, hogy a 450 mm-es ostyák esetében az egy darabra jutó teljes ár csak 10-20% – kal csökken a 300 mm-es ostyákhoz képest, mivel a teljes ostya-feldolgozási költségek több mint 50% – a litográfiával kapcsolatos. Konvertáló, hogy nagyobb 450 mm-es lemezek csökkentené az ár / meghalni, csak az a folyamat, műveletek, mint például az etch, ahol a költség kapcsolatos ostya gróf, nem ostya területen. Az olyan eljárások költsége, mint a litográfia, arányos az ostya területével, a nagyobb ostyák pedig nem csökkentenék a litográfia hozzájárulását a meghalási költségekhez. A Nikon 2015-ben 450 mm-es litográfiai berendezést tervezett szállítani, 2017-ben pedig volumengyártást. 2013 novemberében az ASML megszüntette a 450 mm-es litográfiai berendezések fejlesztését, hivatkozva a chipmaker kereslet bizonytalan időzítésére.
a 450 mm-es idővonal nem lett rögzítve. 2012-ben várható volt, hogy a 450 mm-es termelés 2017-ben kezdődik, ami soha nem valósult meg. Mark Durcan, a Micron Technology akkori vezérigazgatója 2014 februárjában azt mondta, hogy 450 mm-es örökbefogadást vár a végtelenségig, vagy megszűnik. “Nem vagyok meggyőződve arról, hogy a 450mm valaha is megtörténik, de amennyire ez megtörténik, ez egy hosszú út a jövőben. Nincs sok szükség Micron, legalább az elkövetkező öt évben, hogy a kiadások egy csomó pénzt 450mm. van egy csomó beruházás, hogy kell menni a berendezés közösség, hogy ez megtörténjen. Az érték a nap végén – hogy az ügyfelek megvásárolhassák ezt a berendezést – azt hiszem, kétséges.”2014 márciusától az Intel Corporation 450 mm-es telepítést várt 2020 – ra (az évtized végére). Mark LaPedus a semiengineering.com számolt be közepén 2014 hogy chipmakers késleltette elfogadása 450 mm “a belátható jövőben.”E jelentés szerint egyes megfigyelők 2018-tól 2020-ig számítottak, míg G. Dan Hutcheson, a VLSI Research vezérigazgatója nem látta, hogy az 450mm fabs 2020-ig 2025-ig gyártásba kerül.
A lépés akár 300 mm szükséges jelentős változások, teljesen automatizált gyárak használata 300 mm-es lemezek szemben alig automatizált gyárak a 200 mm-es lemezek, részben azért, mert egy FOUP 300 mm-es lemezek súlya: 7.5 kg, mikor tele van 25 300 mm-es lemezek, ahol egy SMIF súlya körülbelül 4.8 kilogramm, ha 25 200 mm-es ostyával van töltve, így kétszer annyi fizikai erőt igényel a gyári munkásoktól, és növeli a fáradtságot. 300mm FOUPs van fogantyúk úgy, hogy még mindig lehet mozgatni kézzel. A 450 mm-es FOUPs súlya 45 kilogramm, ha 25 450 mm-es ostyával van feltöltve, így a daruk szükségesek a Fupok kézi kezeléséhez, a fogantyúk pedig már nem vannak jelen a FOUP-ban. A foupokat Muratec vagy Daifuku anyagkezelő rendszerekkel mozgatják. Ezek jelentős beruházások történtek a gazdasági visszaesés következő a dot-com lufi, ami hatalmas ellenállás frissítés 450 mm az eredeti időkeretet. A rámpán – Akár 450 mm-ig, a kristályöntvények 3-szor nehezebbek lesznek (a teljes tömeg metrikus tonna), 2-4-szer hosszabb ideig tart a lehűlés, a folyamat ideje pedig kettős lesz. Mindent egybevetve, a 450 mm-es ostyák kifejlesztéséhez jelentős mérnöki munka, idő és költség szükséges.
analitikai die count estimationEdit
a szerszámonkénti költség minimalizálása érdekében a gyártók maximalizálni kívánják az egyetlen ostyából készíthető meghalók számát; A dies mindig négyzet vagy téglalap alakú az ostya dicing korlátozása miatt. Általában ez egy számítási szempontból összetett probléma, analitikai megoldás nélkül, mind a szerszámok területétől, mind a képarányuktól (négyzet vagy téglalap), mind más megfontolásoktól, például az írásjel vagy a fűrész sáv szélességétől, valamint az igazítás és a tesztszerkezetek által elfoglalt további helytől függően. Vegye figyelembe, hogy a bruttó KÖZTERÜLET-képletek számla csak ostya terület, ami elveszett, mert nem lehet használni, hogy fizikailag teljes meghal; bruttó KÖZTERÜLET-számítások nem veszik figyelembe a hozam miatti hibák vagy parametrikus kérdések.
ennek Ellenére a száma bruttó die per ostya (KÖZTERÜLET) becsülhető, kezdve az elsőrendű közelítés, vagy ostya-to-die terület aránya,
D O W = ⌊ π d 2 4 S ⌋ {\displaystyle KÖZTERÜLET=\maradt\lfloor {\frac {\pi d^{2}}{4}}\rendben\rfloor }
,
az ostya átmérő (jellemzően mm), S {\displaystyle S}
a méret minden halni (mm2), beleértve a szélessége a scribeline ( vagy abban az esetben, egy fűrész sáv, a kerf plusz tolerancia). Ez a képlet egyszerűen azt állítja, hogy az ostyára illeszkedő meghalók száma nem haladhatja meg az ostya területét, osztva az egyes meghalók területével. Mindig túlbecsüli a valódi legjobb esetben bruttó DPW-t, mivel magában foglalja a részlegesen mintázott meghalók területét, amelyek nem fekszenek teljesen az ostya felületén (lásd az ábrát). Ezek a részlegesen mintázott szerszámok nem jelentenek teljes IC-ket, így nem értékesíthetők funkcionális alkatrészekként.
ennek az egyszerű képletnek a finomítása általában egy élkorrekcióval jár, hogy figyelembe vegye a szélén lévő részleges meghalásokat, amelyek általában akkor lesznek jelentősebbek, ha a szerszám területe nagy az ostya teljes területéhez képest. A másik korlátozó esetben (végtelenül kicsi meghal vagy végtelenül nagy ostya) az élkorrekció elhanyagolható.
a korrekciós tényező vagy a korrekciós kifejezés általában a De Vries által idézett formák egyikét veszi igénybe:
D O W = π d 2 4 K − π d 2 S {\displaystyle KÖZTERÜLET={\frac {\displaystyle \pi d^{2}}{4}}-{\frac {\displaystyle \pi d}{\sqrt {2}}}}
(terület arány – kerület/(die átló hossza)) vagy a D O W = ( π d 2 4 S ) exp ( − 2 S / d ) {\displaystyle KÖZTERÜLET=\left({\frac {\displaystyle \pi d^{2}}{4}}\right)\exp(-2{\sqrt {S}}/d)}
(terület aránya méretezett egy exponenciális tényező) vagy a D O W = π d 2 4 S ( 1 − 2 S-d ) 2 {\displaystyle KÖZTERÜLET={\frac {\displaystyle \pi d^{2}}{4}}\left(1-{\frac {\displaystyle 2{\sqrt {S}}}{d}}\right)^{2}}
(terület aránya méretezése egy polinom tényező).
Vizsgálatban, amelyben ezek az analitikus képletek, hogy a brute-force számítási eredmények azt mutatják, hogy a képletek lehet pontosabb, mint gyakorlati tartományok meghalni méretű képarány, módosításával, az együtthatók a korrekciós értékek felett vagy alatt egység, illetve cseréje a lineáris meghalni dimenzió S {\displaystyle {\sqrt {S}}}
a ( H + W ) / 2 {\displaystyle (H+W)/2}
(átlag oldalon hossz) abban az esetben, meghal a nagy, képarány: D O W = π d 2 4 S − 0.58 ∗ π d S {\displaystyle KÖZTERÜLET={\frac {\displaystyle \pi d^{2}}{4}}-0.58^{*}{\frac {\displaystyle \pi d}{\sqrt {S}}}}
vagy a D O W = ( π d 2 4 S ) exp ( − 2.32 ∗ S / d ) {\displaystyle KÖZTERÜLET=\left({\frac {\displaystyle \pi d^{2}}{4}}\right)\exp(-2.32^{*}{\sqrt {S}}/d)}
vagy a D O W = π d 2 4 S ( 1 − 1.16 ∗ S d ) 2 {\displaystyle KÖZTERÜLET={\frac {\displaystyle \pi d^{2}}{4}}\left(1-{\frac {\displaystyle 1.16^{*}{\sqrt {S}}}{d}}\right)^{2}}
.
Kristályos orientationEdit
az ostyákat szabályos kristályszerkezetű kristályból termesztik, szilíciummal, amelynek gyémánt köbös szerkezete 5,430710 Å (0,5430710 nm) rácsos távolsággal rendelkezik. Ostyákra vágva a felület a kristály orientációként ismert több relatív irány egyikébe igazodik. A tájékozódást a Miller-index határozza meg, amelynek (100) vagy (111) arca a leggyakoribb a szilícium esetében.A tájékozódás azért fontos, mert az egykristály szerkezeti és elektronikus tulajdonságai közül sok erősen anizotróp. Az ionbeültetés mélysége az ostya kristály tájolásától függ, mivel minden irány külön utakat kínál a szállításhoz.
ostya hasítás általában csak néhány jól meghatározott irányban fordul elő. Pontozás az ostyát mentén dekoltázs gépek lehetővé teszi, hogy könnyen kockára vágott bele az egyes chipek (“meghal”), így a több milliárd egyes áramköri elemek átlagosan ostya lehet elválasztani a sok egyedi áramkörök.
Kristályos orientáció notchesEdit
Lemezek alatt 200 mm átmérőjű volna lakások vágva, egy vagy több oldalán, jelezve, hogy a kristályos gépek a ostya (általában {110} arc). A korábbi generációs ostyákban egy pár különböző szögű lakás továbbadta a dopping típusát (lásd az egyezmények ábráját). A 200 mm átmérőjű vagy annál nagyobb ostyák egyetlen kis bevágással közvetítik az ostya tájolását, a dopping típus vizuális jelzése nélkül.
Szennyeződés dopingEdit
Szilikon lemezek általában nem 100% – os tisztaságú szilícium, de helyette kialakult a kezdeti szennyeződés dopping koncentráció között, 1013, valamint 1016 atom / cm3, a bór, foszfor, arzén, vagy antimon, amely bekerül a elolvad, majd határozza meg az ostyát, mint akár tömeges n-típusú, illetve a p-típusú. Az egykristályos Szilícium atomsűrűségéhez képest azonban 5×1022 Atom / cm3, ez még mindig 99, 99999% – nál nagyobb tisztaságot ad. Az ostyák kezdetben némi interstitialis oxigénkoncentrációval is elláthatók. A szén – és fémszennyeződést minimálisra kell csökkenteni. Különösen az átmeneti fémeket kell az elektronikus alkalmazások milliárd koncentrációjára eső részek alatt tartani.