I den blomstrende udviklingsproces af halvlederindustrien, poleret enkelt krystalsilicium wafersspiller en afgørende rolle. De tjener som det grundlæggende materiale til produktion af forskellige mikroelektroniske enheder. Fra komplekse og præcise integrerede kredsløb til højhastighedsmikroprocessorer og multifunktionelle sensorer, poleret enkeltkrystalsilicium waferser væsentlige. Forskellene i deres ydeevne og specifikationer påvirker direkte kvaliteten og ydeevnen af ​​de endelige produkter. Nedenfor er de almindelige specifikationer og parametre for polerede enkeltkrystal siliciumwafers:

Diameter: Størrelsen af ​​halvledere enkeltkrystal silicium wafers måles ved deres diameter, og de kommer i en række specifikationer. Almindelige diametre omfatter 2 tommer (50,8 mm), 3 tommer (76,2 mm), 4 tommer (100 mm), 5 tommer (125 mm), 6 tommer (150 mm), 8 tommer (200 mm), 12 tommer (300 mm) og 18 tommer (450 mm). Forskellige diametre er velegnede til forskellige produktionsbehov og proceskrav. For eksempel bruges wafere med mindre diameter almindeligvis til specielle mikroelektroniske enheder med lille volumen, mens wafere med større diameter viser højere produktionseffektivitet og omkostningsfordele ved fremstilling af integrerede kredsløb i stor skala. Overfladekrav er kategoriseret som enkeltsidet poleret (SSP) og dobbeltsidet poleret (DSP). Enkeltsidet polerede wafers bruges til enheder, der kræver høj planhed på den ene side, såsom visse sensorer. Dobbeltsidet polerede wafere bruges almindeligvis til integrerede kredsløb og andre produkter, der kræver høj præcision på begge overflader. Overfladekrav (finish): Enkeltsidet poleret SSP / Dobbeltsidet poleret DSP.

Type/dopant: (1) N-type halvleder: Når visse urenhedsatomer indføres i den iboende halvleder, ændrer de dens ledningsevne. For eksempel, når pentavalente elementer som nitrogen (N), fosfor (P), arsen (As) eller antimon (Sb) tilsættes, danner deres valenselektroner kovalente bindinger med valenselektronerne i de omgivende siliciumatomer, hvilket efterlader en ekstra elektron, der ikke er bundet af en kovalent binding. Dette resulterer i en elektronkoncentration, der er større end hulkoncentrationen, og danner en N-type halvleder, også kendt som en elektron-type halvleder. N-type halvledere er afgørende ved fremstilling af enheder, der kræver elektroner som de vigtigste ladningsbærere, såsom visse strømenheder. (2) Halvleder af P-type: Når trivalente urenhedselementer som bor (B), gallium (Ga) eller indium (In) indføres i siliciumhalvlederen, danner valenselektronerne af urenhedsatomerne kovalente bindinger med de omgivende siliciumatomer, men de mangler mindst én valenselektron og kan ikke danne en fuldstændig kovalent binding. Dette fører til en hulkoncentration, der er større end elektronkoncentrationen, og danner en halvleder af P-typen, også kendt som en halvleder af hultypen. P-type halvledere spiller en nøglerolle i fremstilling af enheder, hvor huller tjener som de vigtigste ladningsbærere, såsom dioder og visse transistorer.

Resistivitet: Resistivitet er en vigtig fysisk størrelse, der måler den elektriske ledningsevne af polerede enkeltkrystal siliciumwafers. Dets værdi afspejler materialets ledende ydeevne. Jo lavere resistivitet, jo bedre ledningsevne af siliciumwaferen; omvendt, jo højere resistivitet, jo dårligere ledningsevne. Resistiviteten af ​​siliciumwafers bestemmes af deres iboende materialeegenskaber, og temperaturen har også en betydelig indflydelse. Generelt stiger resistiviteten af ​​siliciumskiver med temperaturen. I praktiske applikationer har forskellige mikroelektroniske enheder forskellige resistivitetskrav til siliciumwafers. For eksempel har wafere, der bruges til fremstilling af integrerede kredsløb, brug for præcis kontrol af resistivitet for at sikre stabil og pålidelig enhedsydelse.

Orientering: Waferens krystalorientering repræsenterer den krystallografiske retning af siliciumgitteret, typisk specificeret af Miller-indekser som (100), (110), (111) osv. Forskellige krystalorienteringer har forskellige fysiske egenskaber, såsom linjetæthed, som varierer baseret på orienteringen. Denne forskel kan påvirke waferens ydeevne i efterfølgende behandlingstrin og den endelige ydeevne af mikroelektroniske enheder. I fremstillingsprocessen kan valg af en siliciumwafer med den passende orientering til forskellige enhedskrav optimere enhedens ydeevne, forbedre produktionseffektiviteten og forbedre produktkvaliteten.

Flad/Notch: Den flade kant (Flat) eller V-notch (Notch) på omkredsen af ​​siliciumwaferen spiller en kritisk rolle i krystalorienteringsjusteringen og er en vigtig identifikator i fremstillingen og behandlingen af ​​waferen. Wafers med forskellige diametre svarer til forskellige standarder for længden af ​​Flat eller Notch. Justeringskanterne er klassificeret i primær flad og sekundær flad. Den primære flade bruges hovedsageligt til at bestemme den grundlæggende krystalorientering og behandlingsreference for waferen, mens den sekundære flade yderligere hjælper med præcis justering og bearbejdning, hvilket sikrer nøjagtig drift og konsistens af waferen gennem hele produktionslinjen.

Tykkelse: Tykkelsen af ​​en wafer er typisk angivet i mikrometer (μm), med almindelige tykkelsesintervaller mellem 100μm og 1000μm. Wafers af forskellig tykkelse er velegnede til forskellige typer mikroelektroniske enheder. Tyndere wafere (f.eks. 100μm – 300μm) bruges ofte til spånfremstilling, der kræver streng tykkelseskontrol, reducerer størrelsen og vægten af ​​chippen og øger integrationstætheden. Tykkere wafere (f.eks. 500μm – 1000μm) er meget udbredt i enheder, der kræver højere mekanisk styrke, såsom effekthalvlederenheder, for at sikre stabilitet under drift.

Overfladeruhed: Overfladeruhed er en af ​​nøgleparametrene til evaluering af waferkvalitet, da den direkte påvirker vedhæftningen mellem waferen og efterfølgende aflejrede tyndfilmsmaterialer samt enhedens elektriske ydeevne. Det udtrykkes normalt som RMS-ruheden (i nm). Lavere overfladeruhed betyder, at waferoverfladen er glattere, hvilket hjælper med at reducere fænomener som elektronspredning og forbedrer enhedens ydeevne og pålidelighed. I avancerede halvlederfremstillingsprocesser bliver kravene til overfladeruhed stadig strengere, især for high-end integreret kredsløbsfremstilling, hvor overfladeruheden skal kontrolleres til nogle få nanometer eller endnu lavere.

Total Thickness Variation (TTV): Total tykkelsesvariation refererer til forskellen mellem den maksimale og minimale tykkelse målt på flere punkter på waferoverfladen, typisk udtrykt i μm. En høj TTV kan føre til afvigelser i processer såsom fotolitografi og ætsning, hvilket påvirker enhedens ydelseskonsistens og udbytte. Derfor er styring af TTV under wafer-fremstilling et nøgletrin i at sikre produktkvalitet. Til fremstilling af mikroelektroniske enheder med høj præcision kræves det typisk, at TTV er inden for et par mikrometer.

Bow: Bow refererer til afvigelsen mellem waferoverfladen og det ideelle flade plan, typisk målt i μm. Vafler med overdreven bøjning kan gå i stykker eller opleve ujævn belastning under efterfølgende forarbejdning, hvilket påvirker produktionseffektiviteten og produktkvaliteten. Især i processer, der kræver høj planhed, såsom fotolitografi, skal bøjning kontrolleres inden for et specifikt område for at sikre nøjagtigheden og konsistensen af ​​det fotolitografiske mønster.

Warp: Warp angiver afvigelsen mellem waferoverfladen og den ideelle sfæriske form, også målt i μm. I lighed med bue er kæde en vigtig indikator for fladheden af ​​wafers. Overdreven warp påvirker ikke kun placeringsnøjagtigheden af ​​waferen i behandlingsudstyr, men kan også forårsage problemer under chippakningsprocessen, såsom dårlig binding mellem chippen og emballagematerialet, hvilket igen påvirker enhedens pålidelighed. I high-end halvlederfremstilling bliver warp-kravene strengere for at imødekomme kravene fra avancerede chipfremstillings- og emballeringsprocesser.

Kantprofil: Kantprofilen af ​​en wafer er afgørende for dens efterfølgende behandling og håndtering. Det er typisk specificeret af Edge Exclusion Zone (EEZ), som definerer afstanden fra waferkanten, hvor ingen behandling er tilladt. En korrekt designet kantprofil og præcis EEZ-kontrol hjælper med at undgå kantfejl, spændingskoncentrationer og andre problemer under forarbejdning, hvilket forbedrer den overordnede waferkvalitet og udbytte. I nogle avancerede fremstillingsprocesser kræves det, at kantprofilpræcision er på submikronniveau.

Partikelantal: Antallet og størrelsesfordelingen af ​​partikler på waferoverfladen påvirker ydeevnen af ​​mikroelektroniske enheder markant. For store eller store partikler kan føre til enhedsfejl, såsom kortslutninger eller lækage, hvilket reducerer produktudbyttet. Derfor måles partikelantal normalt ved at tælle partiklerne pr. arealenhed, såsom antallet af partikler større end 0,3μm. Streng kontrol med partikelantal under wafer-fremstilling er en væsentlig foranstaltning for at sikre produktkvalitet. Avancerede renseteknologier og et rent produktionsmiljø bruges til at minimere partikelforurening på waferoverfladen.

Relateret produktion

Single Crystal Silicium Wafer Si Substrat Type N/P Valgfri Silicium Carbide Wafer

FZ CZ Si wafer på lager 12 tommer silicium wafer Prime or Test