En electrónica , una oblea (también llamada rebanada o sustrato ) [1] es una rebanada delgada de semiconductor , como un silicio cristalino (c-Si), que se utiliza para la fabricación de circuitos integrados y, en energía fotovoltaica , para fabricar células solares . . La oblea sirve como sustrato para dispositivos microelectrónicos incorporados y sobre la oblea. Se somete a muchos procesos de microfabricación , como dopaje , implantación de iones , grabado, deposición de película delgada de varios materiales y patrones fotolitográficos . Finalmente, los microcircuitos individuales se separan cortando obleas y se empaquetan como un circuito integrado.
En la industria de las obleas de semiconductores o de silicio, el término oblea apareció en la década de 1950 para describir una rebanada delgada y redonda de material semiconductor, generalmente germanio o silicio. La forma redonda proviene de lingotes monocristalinos generalmente producidos utilizando el método Czochralski . Las obleas de silicio se introdujeron por primera vez en la década de 1940. [2] [3]
En 1960, empresas como MEMC / SunEdison fabricaban obleas de silicio en los EE. UU . En 1965, los ingenieros estadounidenses Eric O. Ernst, Donald J. Hurd y Gerard Seeley, mientras trabajaban para IBM , presentaron la patente US3423629A [4] para el primer aparato epitaxial de alta capacidad .
Las obleas de silicio son fabricadas por empresas como Sumco , Shin-Etsu Chemical , [5] Hemlock Semiconductor Corporation y Siltronic .
Las obleas están formadas por material monocristalino de gran pureza [6], casi libre de defectos , con una pureza del 99,9999999 % ( 9N ) o superior. [6] Un proceso para formar obleas cristalinas se conoce como el método Czochralski , inventado por el químico polaco Jan Czochralski . En este proceso, se forma un lingote cilíndrico de semiconductor monocristalino de alta pureza, como silicio o germanio , llamado boule , al extraer un cristal semilla de una masa fundida . [7] [8] Átomos de impurezas donantes, como boro oel fósforo , en el caso del silicio, se puede agregar al material intrínseco fundido en cantidades precisas para dopar el cristal, transformándolo así en un semiconductor extrínseco de tipo n o tipo p .
Luego, el boule se corta con una sierra para obleas (un tipo de sierra de alambre ), se mecaniza para mejorar la planitud, se graba químicamente para eliminar el daño del cristal de los pasos de mecanizado y finalmente se pule para formar obleas. [9] El tamaño de las obleas para energía fotovoltaica es de 100 a 200 mm cuadrados y el grosor es de 100 a 500 μm. [10] La electrónica utiliza tamaños de oblea de 100 a 450 mm de diámetro. Las obleas más grandes fabricadas tienen un diámetro de 450 mm, [11] pero aún no son de uso general.