In die florerende ontwikkelingsproses van die halfgeleierbedryf, gepoleerde enkelkristalsilikonwafersspeel 'n deurslaggewende rol. Hulle dien as die fundamentele materiaal vir die produksie van verskeie mikro-elektroniese toestelle. Van komplekse en presiese geïntegreerde stroombane tot hoëspoed-mikroverwerkers en multifunksionele sensors, gepoleerde enkelkristalsilikonwafersis noodsaaklik. Die verskille in hul werkverrigting en spesifikasies beïnvloed direk die kwaliteit en werkverrigting van die finale produkte. Hieronder is die algemene spesifikasies en parameters van gepoleerde enkelkristal silikonwafers:

Diameter: Die grootte van halfgeleier-enkelkristal-silikonwafers word gemeet volgens hul diameter, en hulle kom in 'n verskeidenheid spesifikasies. Algemene diameters sluit in 2 duim (50.8 mm), 3 duim (76.2 mm), 4 duim (100 mm), 5 duim (125 mm), 6 duim (150 mm), 8 duim (200 mm), 12 duim (300 mm) en 18 duim (450 mm). Verskillende diameters is geskik vir verskeie produksiebehoeftes en prosesvereistes. Wafers met kleiner diameter word byvoorbeeld algemeen gebruik vir spesiale, klein-volume mikro-elektroniese toestelle, terwyl wafers met groter diameter hoër produksiedoeltreffendheid en kostevoordele in grootskaalse geïntegreerde stroombaanvervaardiging toon. Oppervlakvereistes word gekategoriseer as enkelsydig gepoleer (SSP) en dubbelsydig gepoleer (DSP). Enkelsydig gepoleerde wafers word gebruik vir toestelle wat hoë platheid aan die een kant benodig, soos sekere sensors. Dubbelsydig gepoleerde wafers word algemeen gebruik vir geïntegreerde stroombane en ander produkte wat hoë presisie op beide oppervlaktes benodig. Oppervlakvereiste (Afwerking): Enkelkant gepoleerde SSP / Dubbelkant gepoleerde DSP.

Tipe/Dopant: (1) N-tipe Halfgeleier: Wanneer sekere onsuiwerheidsatome in die intrinsieke halfgeleier ingebring word, verander hulle die geleidingsvermoë daarvan. Byvoorbeeld, wanneer vyfvalente elemente soos stikstof (N), fosfor (P), arseen (As) of antimoon (Sb) bygevoeg word, vorm hul valenselektrone kovalente bindings met die valenselektrone van die omliggende silikonatome, wat 'n ekstra elektron laat wat nie deur 'n kovalente binding gebind is nie. Dit lei tot 'n elektronkonsentrasie groter as die gatkonsentrasie, wat 'n N-tipe halfgeleier vorm, ook bekend as 'n elektrontipe halfgeleier. N-tipe halfgeleiers is noodsaaklik in die vervaardiging van toestelle wat elektrone as die hoofladingsdraers benodig, soos sekere kragtoestelle. (2) P-tipe Halfgeleier: Wanneer drievalente onsuiwerheidselemente soos boor (B), gallium (Ga) of indium (In) in die silikon halfgeleier ingebring word, vorm die valenselektrone van die onsuiwerheidsatome kovalente bindings met die omliggende silikonatome, maar hulle het nie ten minste een valenselektron nie en kan nie 'n volledige kovalente binding vorm nie. Dit lei tot 'n gatkonsentrasie groter as die elektronkonsentrasie, wat 'n P-tipe halfgeleier vorm, ook bekend as 'n gattipe halfgeleier. P-tipe halfgeleiers speel 'n sleutelrol in die vervaardiging van toestelle waar gate as die hoofladingsdraers dien, soos diodes en sekere transistors.

Weerstand: Weerstand is 'n belangrike fisiese hoeveelheid wat die elektriese geleidingsvermoë van gepoleerde enkelkristal silikonwafels meet. Die waarde daarvan weerspieël die materiaal se geleidende prestasie. Hoe laer die weerstand, hoe beter die geleidingsvermoë van die silikonwafel; omgekeerd, hoe hoër die weerstand, hoe swakker die geleidingsvermoë. Die weerstand van silikonwafels word bepaal deur hul inherente materiaaleienskappe, en temperatuur het ook 'n beduidende impak. Oor die algemeen neem die weerstand van silikonwafels toe met temperatuur. In praktiese toepassings het verskillende mikro-elektroniese toestelle verskillende weerstandsvereistes vir silikonwafels. Wafels wat byvoorbeeld in geïntegreerde stroombaanvervaardiging gebruik word, benodig presiese beheer van weerstand om stabiele en betroubare toestelprestasie te verseker.

Oriëntasie: Die kristaloriëntasie van die wafer verteenwoordig die kristallografiese rigting van die silikonrooster, tipies gespesifiseer deur Miller-indekse soos (100), (110), (111), ens. Verskillende kristaloriëntasies het verskillende fisiese eienskappe, soos lyndigtheid, wat wissel na gelang van die oriëntasie. Hierdie verskil kan die wafer se werkverrigting in daaropvolgende verwerkingsstappe en die finale werkverrigting van mikro-elektroniese toestelle beïnvloed. In die vervaardigingsproses kan die keuse van 'n silikonwafer met die toepaslike oriëntasie vir verskillende toestelvereistes die toestelwerkverrigting optimaliseer, produksiedoeltreffendheid verbeter en produkkwaliteit verbeter.

Plat/Kerp: Die plat rand (Plat) of V-kerp (Kerp) op die omtrek van die silikonwafel speel 'n kritieke rol in kristaloriëntasie-belyning en is 'n belangrike identifiseerder in die vervaardiging en verwerking van die wafel. Wafels van verskillende diameters stem ooreen met verskillende standaarde vir die lengte van die Plat of Kerp. Die belyningsrande word geklassifiseer in primêre plat en sekondêre plat. Die primêre plat word hoofsaaklik gebruik om die basiese kristaloriëntasie en verwerkingsverwysing van die wafel te bepaal, terwyl die sekondêre plat verder help met presiese belyning en verwerking, wat akkurate werking en konsekwentheid van die wafel dwarsdeur die produksielyn verseker.

Dikte: Die dikte van 'n wafer word tipies in mikrometer (μm) gespesifiseer, met algemene diktes wat tussen 100μm en 1000μm wissel. Wafers van verskillende diktes is geskik vir verskillende tipes mikro-elektroniese toestelle. Dunner wafers (bv. 100μm – 300μm) word dikwels gebruik vir skyfievervaardiging wat streng diktebeheer vereis, wat die grootte en gewig van die skyfie verminder en die integrasiedigtheid verhoog. Dikker wafers (bv. 500μm – 1000μm) word wyd gebruik in toestelle wat hoër meganiese sterkte benodig, soos kraghalfgeleiertoestelle, om stabiliteit tydens werking te verseker.

Oppervlakruheid: Oppervlakruheid is een van die sleutelparameters vir die evaluering van waferkwaliteit, aangesien dit direk die adhesie tussen die wafer en daaropvolgende gedeponeerde dunfilmmateriale beïnvloed, sowel as die elektriese werkverrigting van die toestel. Dit word gewoonlik uitgedruk as die wortelgemiddelde kwadraat (RMS) ruheid (in nm). Laer oppervlakruheid beteken dat die waferoppervlak gladder is, wat help om verskynsels soos elektronverspreiding te verminder en toestelwerkverrigting en betroubaarheid te verbeter. In gevorderde halfgeleiervervaardigingsprosesse word oppervlakruheidvereistes toenemend strenger, veral vir hoë-end geïntegreerde stroombaanvervaardiging, waar oppervlakruheid tot 'n paar nanometer of selfs laer beheer moet word.

Totale Diktevariasie (TTV): Totale diktevariasie verwys na die verskil tussen die maksimum en minimum diktes wat op verskeie punte op die waferoppervlak gemeet word, tipies uitgedruk in μm. 'n Hoë TTV kan lei tot afwykings in prosesse soos fotolitografie en ets, wat die toestel se werkverrigting, konsekwentheid en opbrengs beïnvloed. Daarom is die beheer van TTV tydens wafervervaardiging 'n belangrike stap om produkgehalte te verseker. Vir die vervaardiging van hoë-presisie mikro-elektroniese toestelle word dit tipies vereis dat TTV binne 'n paar mikrometer is.

Buiging: Buiging verwys na die afwyking tussen die waferoppervlak en die ideale plat vlak, tipies gemeet in μm. Wafers met oormatige buiging kan breek of ongelyke spanning ervaar tydens daaropvolgende verwerking, wat produksiedoeltreffendheid en produkkwaliteit beïnvloed. Veral in prosesse wat hoë platheid vereis, soos fotolitografie, moet buiging binne 'n spesifieke reeks beheer word om die akkuraatheid en konsekwentheid van die fotolitografiese patroon te verseker.

Skering: Skering dui die afwyking tussen die waferoppervlak en die ideale sferiese vorm aan, ook gemeet in μm. Soortgelyk aan buiging, is skeering 'n belangrike aanduiding van waferplatheid. Oormatige skeering beïnvloed nie net die plasingsakkuraatheid van die wafer in verwerkingstoerusting nie, maar kan ook probleme veroorsaak tydens die skyfieverpakkingsproses, soos swak binding tussen die skyfie en verpakkingsmateriaal, wat weer die betroubaarheid van die toestel beïnvloed. In hoë-end halfgeleiervervaardiging word skeeringvereistes strenger om aan die eise van gevorderde skyfievervaardigings- en verpakkingsprosesse te voldoen.

Randprofiel: Die randprofiel van 'n wafer is krities vir die daaropvolgende verwerking en hantering daarvan. Dit word tipies gespesifiseer deur die Randuitsluitingsone (EEZ), wat die afstand vanaf die waferrand definieer waar geen verwerking toegelaat word nie. 'n Behoorlik ontwerpte randprofiel en presiese EEZ-beheer help om randdefekte, spanningskonsentrasies en ander probleme tydens verwerking te vermy, wat die algehele waferkwaliteit en -opbrengs verbeter. In sommige gevorderde vervaardigingsprosesse word vereis dat randprofielpresisie op die submikronvlak moet wees.

Deeltjietelling: Die aantal en grootteverspreiding van deeltjies op die waferoppervlak beïnvloed die werkverrigting van mikro-elektroniese toestelle aansienlik. Oormatige of groot deeltjies kan lei tot toestelfoute, soos kortsluitings of lekkasies, wat die produkopbrengs verminder. Daarom word deeltjietelling gewoonlik gemeet deur die deeltjies per eenheidsoppervlakte te tel, soos die aantal deeltjies groter as 0.3 μm. Streng beheer van deeltjietelling tydens wafervervaardiging is 'n noodsaaklike maatreël om produkgehalte te verseker. Gevorderde skoonmaaktegnologieë en 'n skoon produksieomgewing word gebruik om deeltjiekontaminasie op die waferoppervlak te verminder.

Verwante produksie

Enkelkristal silikonwafer Si-substraattipe N/P Opsionele silikonkarbiedwafer

FZ CZ Si-wafel in voorraad 12-duim silikonwafel Prime of Test