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

Deursnee: Die grootte van halfgeleier enkelkristal silikonwafels word gemeet aan hul deursnee, 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 deursnee word byvoorbeeld algemeen gebruik vir spesiale mikro-elektroniese toestelle met klein volumes, terwyl wafers met groter deursnee hoër produksiedoeltreffendheid en kostevoordele in grootskaalse geïntegreerde stroombaanvervaardiging demonstreer. Oppervlakvereistes word gekategoriseer as enkelkant gepoleer (SSP) en dubbelkant gepoleer (DSP). Enkelkant gepoleerde wafers word gebruik vir toestelle wat hoë vlakheid aan die een kant vereis, soos sekere sensors. Dubbelkant gepoleerde wafers word algemeen gebruik vir geïntegreerde stroombane en ander produkte wat hoë presisie op beide oppervlaktes vereis. 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 vyfwaardige 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 word 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 van kardinale belang in die vervaardiging van toestelle wat elektrone as die hoofladingsdraers benodig, soos sekere kragtoestelle. (2) P-tipe halfgeleier: Wanneer driewaardige 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 dien as die hoof lading draers, soos diodes en sekere transistors.

Weerstand: Weerstand is 'n fisiese sleutelhoeveelheid wat die elektriese geleidingsvermoë van gepoleerde enkelkristal silikonwafers meet. Die waarde daarvan weerspieël die materiaal se geleidende prestasie. Hoe laer die weerstand, hoe beter is die geleidingsvermoë van die silikonwafel; omgekeerd, hoe hoër die weerstand, hoe swakker is die geleidingsvermoë. Die weerstand van silikonwafels word bepaal deur hul inherente materiaal eienskappe, 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. Wafers wat byvoorbeeld in die vervaardiging van geïntegreerde stroombane gebruik word, benodig presiese beheer van weerstand om stabiele en betroubare toestelwerkverrigting 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 op grond van die oriëntasie. Hierdie verskil kan die wafer se werkverrigting in daaropvolgende verwerkingstappe en die finale werkverrigting van mikro-elektroniese toestelle beïnvloed. In die vervaardigingsproses kan die keuse van 'n silikonwafel met die gepaste oriëntasie vir verskillende toestelvereistes toestelwerkverrigting optimaliseer, produksiedoeltreffendheid verbeter en produkkwaliteit verbeter.

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

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

Oppervlakgrofheid: Oppervlakgrofheid is een van die sleutelparameters vir die evaluering van wafelkwaliteit, aangesien dit die adhesie tussen die wafer en daaropvolgende neergesette dunfilmmateriaal, sowel as die elektriese werkverrigting van die toestel, direk beïnvloed. Dit word gewoonlik uitgedruk as die wortel gemiddelde kwadraat (RMS) grofheid (in nm). Laer oppervlakruwheid beteken dat die wafeloppervlak gladder is, wat help om verskynsels soos elektronverstrooiing te verminder en toestelwerkverrigting en betroubaarheid te verbeter. In gevorderde halfgeleiervervaardigingsprosesse word oppervlakruwheidsvereistes al hoe strenger, veral vir hoë-end geïntegreerde stroombaanvervaardiging, waar oppervlakruwheid 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 gemeet by verskeie punte op die wafeloppervlak, tipies uitgedruk in μm. 'n Hoë TTV kan lei tot afwykings in prosesse soos fotolitografie en ets, wat toestelwerkverrigting konsekwentheid en opbrengs beïnvloed. Daarom is die beheer van TTV tydens wafervervaardiging 'n sleutelstap om produkkwaliteit te verseker. Vir die vervaardiging van hoë-presisie mikro-elektroniese toestelle, word TTV gewoonlik binne 'n paar mikrometer vereis.

Boog: Boog verwys na die afwyking tussen die wafeloppervlak en die ideale plat vlak, tipies gemeet in μm. Wafels met oormatige buiging kan breek of ongelyke spanning ervaar tydens daaropvolgende verwerking, wat produksiedoeltreffendheid en produkkwaliteit beïnvloed. Veral in prosesse wat hoë vlakheid 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 op die afwyking tussen die wafeloppervlak en die ideale sferiese vorm, ook gemeet in μm. Soortgelyk aan boog, is warp 'n belangrike aanduiding van wafel platheid. Oormatige vervorming 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 verdraaiingsvereistes al hoe strenger om aan die eise van gevorderde chipvervaardiging en verpakkingsprosesse te voldoen.

Randprofiel: Die randprofiel van 'n wafer is van kritieke belang vir die daaropvolgende verwerking en hantering daarvan. Dit word tipies gespesifiseer deur die Edge Exclusion Zone (EEZ), wat die afstand vanaf die wafelrand 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 wafelkwaliteit en opbrengs verbeter. In sommige gevorderde vervaardigingsprosesse moet die presisie van die randprofiel op die submikronvlak wees.

Deeltjietelling: Die aantal en grootteverspreiding van deeltjies op die wafeloppervlak beïnvloed die werkverrigting van mikro-elektroniese toestelle aansienlik. Oormatige of groot deeltjies kan lei tot toestelfoute, soos kortsluitings of lekkasie, wat produkopbrengs verminder. Daarom word deeltjietelling gewoonlik gemeet deur die deeltjies per eenheidsoppervlakte te tel, soos die aantal deeltjies groter as 0,3μm. Streng beheer van partikeltelling tydens wafervervaardiging is 'n noodsaaklike maatstaf om produkkwaliteit te verseker. Gevorderde skoonmaaktegnologieë en 'n skoon produksie-omgewing word gebruik om deeltjiebesoedeling op die wafeloppervlak te verminder.

Verwante produksie

Enkelkristal silikonwafel Si Substraat Tipe N/P Opsionele silikonkarbiedwafel

FZ CZ Si wafer in voorraad 12inch Silicon wafer Prime or Test