Раскалывание кремниевой пластины — важнейший процесс в производстве полупроводников, научных исследованиях и испытаниях материалов. Точное раскалывание обеспечивает гладкие края, минимальное загрязнение и точную подготовку образцов для микроскопии или дальнейшего изготовления устройств. Независимо от того, используются ли они в электронике, оптике или МЭМ-промышленности, понимание того, как правильно раскалывать кремниевые пластины, помогает поддерживать качество и однородность продукции. Ниже мы объясним методы, инструменты и пошаговые процедуры раскалывания пластин, а также ответим на часто задаваемые вопросы о подготовке пластин.

что такое расщепление пластин?

Раскалывание пластины — это процесс разделения кремниевой пластины на более мелкие части (обычно называемые кристаллами или чипами) вдоль определенных кристаллографических плоскостей. В отличие от механической распиловки, раскалывание следует кристаллической структуре монокристаллического кремния, создавая чистый скол с минимальным количеством обломков. Этот метод широко применяется, когда исследователям или инженерам требуются небольшие образцы для испытаний или когда необходимо разделить полупроводниковые пластины для изготовления устройств.

инструменты, необходимые для скалывания кремниевой пластины

1. алмазный писец – используется для маркировки и насечки поверхности пластины.

2. пинцет или плоскогубцы – приложить контролируемое усилие для разлома пластины по начерченной линии.

3. защитное снаряжение – защитные очки и перчатки для предотвращения травм от острых осколков пластин.

4. плоская рабочая поверхность – устойчивая и чистая поверхность для размещения пластины.

5. оптический микроскоп (опционально) – помогает обеспечить точность при подготовке образцов для микроанализа.

шаг за шагом: как расколоть кремниевую пластину

1. маркировать пластину

поместите кремниевую пластину на плоскую поверхность. С помощью алмазного резца аккуратно нанесите тонкую отметку вдоль кристаллографической ориентации, обычно совпадающую с плоскостью пластины. Эта отметка будет направлять процесс скалывания.

2. надрезать поверхность пластины

слегка надавите резцом, чтобы создать неглубокую линию. царапина должна быть минимальной, так как глубокие царапины могут повредить поверхность пластины и повлиять на производительность устройства.

3. применять контролируемую силу

Возьмите пластину пинцетом или плоскогубцами и слегка согните ее в месте надреза. Пластина должна аккуратно сломаться вдоль кристаллографической плоскости. При правильном скалывании поверхность излома будет зеркальной.

4. осмотрите сколотый край

осмотрите сколотый край под микроскопом, чтобы убедиться в чистоте излома. Неровные края могут указывать на неправильную зарубку или чрезмерное усилие.

5. Обращайтесь и храните безопасно

Поместите расколотые части пластины в антистатические контейнеры или держатели пластин. Не прикасайтесь к сломанному краю голыми руками, чтобы предотвратить загрязнение.

советы по точному скалыванию кремниевых пластин

• always align the scribe line with the wafer flat, since silicon wafers are cut along <100> or <111> crystal orientations.

• при выполнении надрезов прикладывайте минимальное давление; силикон легко ломается.

• обеспечить чистоту и отсутствие пыли в окружающей среде для снижения загрязнения частицами.

• для подготовки небольших образцов (например, электронно-микроскопических или сканирующих электронных микроскопов) используйте специализированные инструменты для скалывания пластин, обеспечивающие более высокую точность.

• потренируйтесь на тестовых пластинах перед раскалыванием промышленных образцов, чтобы избежать дорогостоящего ущерба.

общие применения расколотых кремниевых пластин

• изготовление полупроводниковых приборов – резка пластин на отдельные матрицы.

• анализ отказов – подготовка поперечных срезов для микроанализа.

• оптические приложения – изготовление образцов для спектроскопии или лазерной оптики.

• образовательные исследования – обучение в области материаловедения и полупроводниковых процессов.

• тестирование прототипа – создание небольших образцов пластин для научно-исследовательских проектов.

почему правильное скалывание пластин имеет значение

Неправильное скалывание может привести к сколам на краях, загрязнению и отходам материала. В современном производстве выход продукции и надежность в значительной степени зависят от сохранения целостности пластин. Использование правильных методов скалывания пластин снижает потери и обеспечивает стабильные результаты, как при массовом производстве, так и при мелкосерийных лабораторных исследованиях.

заключение

Научиться правильно разделять кремниевые пластины необходимо каждому, кто работает в полупроводниковой промышленности, оптических исследованиях или микроэлектронике. Используя правильные инструменты, методы и процедуры, можно добиться точного разделения пластин с чистыми краями и минимальным количеством дефектов. Этот процесс способствует эффективному изготовлению устройств, точным испытаниям материалов и высококачественным результатам исследований.