Dalam proses pembangunan pesat industri semikonduktor, kristal tunggal digilapwafer silikonmemainkan peranan yang penting. Mereka berfungsi sebagai bahan asas untuk pengeluaran pelbagai peranti mikroelektronik. Daripada litar bersepadu yang kompleks dan tepat kepada mikropemproses berkelajuan tinggi dan penderia pelbagai fungsi, kristal tunggal yang digilapwafer silikonadalah penting. Perbezaan dalam prestasi dan spesifikasinya secara langsung memberi kesan kepada kualiti dan prestasi produk akhir. Berikut ialah spesifikasi dan parameter biasa wafer silikon kristal tunggal yang digilap:

Diameter: Saiz wafer silikon kristal tunggal semikonduktor diukur dengan diameternya, dan ia datang dalam pelbagai spesifikasi. Diameter biasa termasuk 2 inci (50.8mm), 3 inci (76.2mm), 4 inci (100mm), 5 inci (125mm), 6 inci (150mm), 8 inci (200mm), 12 inci (300mm) dan 18 inci (450mm). Diameter yang berbeza sesuai untuk pelbagai keperluan pengeluaran dan keperluan proses. Sebagai contoh, wafer diameter yang lebih kecil biasanya digunakan untuk peranti mikroelektronik volum kecil khas, manakala wafer diameter yang lebih besar menunjukkan kecekapan pengeluaran dan kelebihan kos yang lebih tinggi dalam pembuatan litar bersepadu berskala besar. Keperluan permukaan dikategorikan sebagai digilap satu sisi (SSP) dan digilap dua sisi (DSP). Wafer bergilap satu sisi digunakan untuk peranti yang memerlukan kerataan tinggi pada satu sisi, seperti penderia tertentu. Wafer bergilap dua sisi biasanya digunakan untuk litar bersepadu dan produk lain yang memerlukan ketepatan tinggi pada kedua-dua permukaan. Keperluan Permukaan (Tamat): SSP bergilap satu sisi / DSP bergilap dua belah.

Jenis/Dopan: (1) Semikonduktor jenis N: Apabila atom bendasing tertentu dimasukkan ke dalam semikonduktor intrinsik, ia mengubah kekonduksiannya. Sebagai contoh, apabila unsur pentavalen seperti nitrogen (N), fosforus (P), arsenik (As), atau antimoni (Sb) ditambah, elektron valens mereka membentuk ikatan kovalen dengan elektron valens atom silikon di sekelilingnya, meninggalkan elektron tambahan tidak terikat oleh ikatan kovalen. Ini menghasilkan kepekatan elektron yang lebih besar daripada kepekatan lubang, membentuk semikonduktor jenis N, juga dikenali sebagai semikonduktor jenis elektron. Semikonduktor jenis N adalah penting dalam pembuatan peranti yang memerlukan elektron sebagai pembawa cas utama, seperti peranti kuasa tertentu. (2) Semikonduktor Jenis-P: Apabila unsur-unsur kekotoran trivalen seperti boron (B), galium (Ga), atau indium (In) dimasukkan ke dalam semikonduktor silikon, elektron valensi atom bendasing membentuk ikatan kovalen dengan atom silikon di sekelilingnya, tetapi mereka kekurangan sekurang-kurangnya satu elektron valens dan tidak boleh membentuk ikatan kovalen yang lengkap. Ini membawa kepada kepekatan lubang yang lebih besar daripada kepekatan elektron, membentuk semikonduktor jenis P, juga dikenali sebagai semikonduktor jenis lubang. Semikonduktor jenis P memainkan peranan penting dalam pembuatan peranti di mana lubang berfungsi sebagai pembawa cas utama, seperti diod dan transistor tertentu.

Kerintangan: Kerintangan ialah kuantiti fizikal utama yang mengukur kekonduksian elektrik wafer silikon kristal tunggal yang digilap. Nilainya mencerminkan prestasi konduktif bahan. Lebih rendah kerintangan, lebih baik kekonduksian wafer silikon; sebaliknya, semakin tinggi kerintangan, semakin lemah kekonduksian. Kerintangan wafer silikon ditentukan oleh sifat bahan yang wujud, dan suhu juga mempunyai kesan yang ketara. Secara amnya, kerintangan wafer silikon meningkat dengan suhu. Dalam aplikasi praktikal, peranti mikroelektronik yang berbeza mempunyai keperluan kerintangan yang berbeza untuk wafer silikon. Sebagai contoh, wafer yang digunakan dalam pembuatan litar bersepadu memerlukan kawalan kerintangan yang tepat untuk memastikan prestasi peranti yang stabil dan boleh dipercayai.

Orientasi: Orientasi kristal wafer mewakili arah kristalografi kekisi silikon, biasanya ditentukan oleh indeks Miller seperti (100), (110), (111), dll. Orientasi kristal yang berbeza mempunyai sifat fizikal yang berbeza, seperti ketumpatan garisan, yang berbeza-beza berdasarkan orientasi. Perbezaan ini boleh menjejaskan prestasi wafer dalam langkah pemprosesan seterusnya dan prestasi akhir peranti mikroelektronik. Dalam proses pembuatan, memilih wafer silikon dengan orientasi yang sesuai untuk keperluan peranti yang berbeza boleh mengoptimumkan prestasi peranti, meningkatkan kecekapan pengeluaran dan meningkatkan kualiti produk.

Flat/Notch: Tepi rata (Flat) atau V-notch (Notch) pada lilitan wafer silikon memainkan peranan penting dalam penjajaran orientasi kristal dan merupakan pengecam penting dalam pembuatan dan pemprosesan wafer. Wafer dengan diameter yang berbeza sepadan dengan piawaian yang berbeza untuk panjang Flat atau Notch. Tepi penjajaran dikelaskan kepada rata primer dan rata sekunder. Flat primer digunakan terutamanya untuk menentukan orientasi kristal asas dan rujukan pemprosesan wafer, manakala flat sekunder seterusnya membantu dalam penjajaran dan pemprosesan yang tepat, memastikan operasi yang tepat dan konsistensi wafer di seluruh barisan pengeluaran.

Ketebalan: Ketebalan wafer biasanya dinyatakan dalam mikrometer (μm), dengan julat ketebalan biasa antara 100μm dan 1000μm. Wafer dengan ketebalan yang berbeza sesuai untuk pelbagai jenis peranti mikroelektronik. Wafer yang lebih nipis (cth, 100μm – 300μm) sering digunakan untuk pembuatan cip yang memerlukan kawalan ketebalan yang ketat, mengurangkan saiz dan berat cip serta meningkatkan ketumpatan penyepaduan. Wafer yang lebih tebal (cth, 500μm – 1000μm) digunakan secara meluas dalam peranti yang memerlukan kekuatan mekanikal yang lebih tinggi, seperti peranti semikonduktor kuasa, untuk memastikan kestabilan semasa operasi.

Kekasaran Permukaan: Kekasaran permukaan ialah salah satu parameter utama untuk menilai kualiti wafer, kerana ia secara langsung mempengaruhi lekatan antara wafer dan bahan filem nipis termendap seterusnya, serta prestasi elektrik peranti. Ia biasanya dinyatakan sebagai kekasaran purata kuasa dua akar (RMS) (dalam nm). Kekasaran permukaan yang lebih rendah bermakna permukaan wafer lebih licin, yang membantu mengurangkan fenomena seperti penyerakan elektron dan meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan peranti. Dalam proses pembuatan semikonduktor lanjutan, keperluan kekasaran permukaan menjadi semakin ketat, terutamanya untuk pembuatan litar bersepadu mewah, di mana kekasaran permukaan mesti dikawal kepada beberapa nanometer atau lebih rendah.

Jumlah Variasi Ketebalan (TTV): Jumlah variasi ketebalan merujuk kepada perbezaan antara ketebalan maksimum dan minimum yang diukur pada berbilang titik pada permukaan wafer, biasanya dinyatakan dalam μm. TTV yang tinggi boleh menyebabkan penyelewengan dalam proses seperti fotolitografi dan goresan, memberi kesan kepada konsistensi dan hasil prestasi peranti. Oleh itu, mengawal TTV semasa pembuatan wafer merupakan langkah utama dalam memastikan kualiti produk. Untuk pembuatan peranti mikroelektronik berketepatan tinggi, TTV biasanya diperlukan dalam beberapa mikrometer.

Bow: Bow merujuk kepada sisihan antara permukaan wafer dan satah rata yang ideal, biasanya diukur dalam μm. Wafer dengan tunduk berlebihan mungkin pecah atau mengalami tekanan tidak sekata semasa pemprosesan berikutnya, menjejaskan kecekapan pengeluaran dan kualiti produk. Terutama dalam proses yang memerlukan kerataan tinggi, seperti fotolitografi, tunduk mesti dikawal dalam julat tertentu untuk memastikan ketepatan dan ketekalan corak fotolitografi.

Warp: Warp menunjukkan sisihan antara permukaan wafer dan bentuk sfera yang ideal, juga diukur dalam μm. Sama seperti haluan, meledingkan adalah penunjuk penting kerataan wafer. Ledingan yang berlebihan bukan sahaja menjejaskan ketepatan peletakan wafer dalam peralatan pemprosesan tetapi juga boleh menyebabkan isu semasa proses pembungkusan cip, seperti ikatan yang lemah antara cip dan bahan pembungkusan, yang seterusnya menjejaskan kebolehpercayaan peranti. Dalam pembuatan semikonduktor mewah, keperluan meledingkan menjadi lebih ketat untuk memenuhi permintaan pembuatan cip termaju dan proses pembungkusan.

Profil Tepi: Profil tepi wafer adalah penting untuk pemprosesan dan pengendalian seterusnya. Ia biasanya ditentukan oleh Zon Pengecualian Tepi (EEZ), yang mentakrifkan jarak dari tepi wafer di mana tiada pemprosesan dibenarkan. Profil tepi yang direka dengan betul dan kawalan EEZ yang tepat membantu mengelakkan kecacatan tepi, kepekatan tegasan dan isu lain semasa pemprosesan, meningkatkan kualiti dan hasil wafer keseluruhan. Dalam sesetengah proses pembuatan lanjutan, ketepatan profil tepi diperlukan pada tahap sub-mikron.

Kiraan Zarah: Bilangan dan taburan saiz zarah pada permukaan wafer memberi kesan ketara kepada prestasi peranti mikroelektronik. Zarah yang berlebihan atau besar boleh menyebabkan kegagalan peranti, seperti litar pintas atau kebocoran, mengurangkan hasil produk. Oleh itu, kiraan zarah biasanya diukur dengan mengira zarah per unit luas, seperti bilangan zarah yang lebih besar daripada 0.3μm. Kawalan ketat kiraan zarah semasa pembuatan wafer adalah langkah penting untuk memastikan kualiti produk. Teknologi pembersihan lanjutan dan persekitaran pengeluaran yang bersih digunakan untuk meminimumkan pencemaran zarah pada permukaan wafer.

Pengeluaran berkaitan

Wafer Silikon Kristal Tunggal Si Substrat Jenis N/P Wafer Silikon Karbida Pilihan

FZ CZ Si wafer dalam stok 12 inci Silicon wafer Prime or Test