I den blomstrande utvecklingsprocessen för halvledarindustrin, polerad enkristallkiselwafersspelar en avgörande roll. De fungerar som det grundläggande materialet för produktion av olika mikroelektroniska enheter. Från komplexa och exakta integrerade kretsar till höghastighetsmikroprocessorer och multifunktionella sensorer, polerad enkristallkiselwafersär väsentliga. Skillnaderna i deras prestanda och specifikationer påverkar direkt kvaliteten och prestandan hos slutprodukterna. Nedan är de vanliga specifikationerna och parametrarna för polerade enkristallkiselskivor:

Diameter: Storleken på halvledar-enkristallkiselskivor mäts av deras diameter, och de finns i en mängd olika specifikationer. Vanliga diametrar inkluderar 2 tum (50,8 mm), 3 tum (76,2 mm), 4 tum (100 mm), 5 tum (125 mm), 6 tum (150 mm), 8 tum (200 mm), 12 tum (300 mm) och 18 tum (450 mm). Olika diametrar är lämpade för olika produktionsbehov och processkrav. Till exempel används skivor med mindre diameter vanligtvis för speciella mikroelektroniska anordningar med liten volym, medan skivor med större diameter uppvisar högre produktionseffektivitet och kostnadsfördelar vid storskalig tillverkning av integrerade kretsar. Ytkraven kategoriseras som enkelsidig polerad (SSP) och dubbelsidig polerad (DSP). Enkelsidiga polerade wafers används för enheter som kräver hög planhet på ena sidan, såsom vissa sensorer. Dubbelsidiga polerade wafers används ofta för integrerade kretsar och andra produkter som kräver hög precision på båda ytorna. Ytkrav (finish): Enkelsidig polerad SSP / dubbelsidig polerad DSP.

Typ/Dopant: (1) Halvledare av N-typ: När vissa föroreningsatomer införs i den inneboende halvledaren ändrar de dess konduktivitet. Till exempel, när femvärda element som kväve (N), fosfor (P), arsenik (As) eller antimon (Sb) tillsätts, bildar deras valenselektroner kovalenta bindningar med valenselektronerna i de omgivande kiselatomerna, vilket lämnar en extra elektron som inte är bunden av en kovalent bindning. Detta resulterar i en elektronkoncentration som är större än hålkoncentrationen och bildar en halvledare av N-typ, även känd som en halvledare av elektrontyp. Halvledare av N-typ är avgörande vid tillverkning av enheter som kräver elektroner som huvudladdningsbärare, såsom vissa kraftenheter. (2) Halvledare av P-typ: När trevärda föroreningselement som bor (B), gallium (Ga) eller indium (In) införs i kiselhalvledaren, bildar valenselektronerna i föroreningsatomerna kovalenta bindningar med de omgivande kiselatomerna, men de saknar minst en valenselektron och kan inte bilda en fullständig kovalent bindning. Detta leder till en hålkoncentration som är större än elektronkoncentrationen och bildar en halvledare av P-typ, även känd som en halvledare av håltyp. Halvledare av P-typ spelar en nyckelroll vid tillverkning av enheter där hål fungerar som huvudladdningsbärare, såsom dioder och vissa transistorer.

Resistivitet: Resistivitet är en fysisk nyckelstorhet som mäter den elektriska ledningsförmågan hos polerade enkristallkiselskivor. Dess värde återspeglar materialets ledande prestanda. Ju lägre resistivitet, desto bättre ledningsförmåga hos kiselskivan; omvänt, ju högre resistivitet, desto sämre konduktivitet. Resistiviteten hos kiselskivor bestäms av deras inneboende materialegenskaper, och temperaturen har också en betydande inverkan. I allmänhet ökar resistiviteten hos kiselskivor med temperaturen. I praktiska tillämpningar har olika mikroelektroniska enheter olika resistivitetskrav för kiselskivor. Till exempel behöver wafers som används vid tillverkning av integrerade kretsar exakt kontroll av resistiviteten för att säkerställa stabil och pålitlig enhetsprestanda.

Orientering: Skivans kristallorientering representerar den kristallografiska riktningen för kiselgittret, typiskt specificerat av Miller-index som (100), (110), (111), etc. Olika kristallorienteringar har olika fysiska egenskaper, såsom linjedensitet, som varierar beroende på orienteringen. Denna skillnad kan påverka skivans prestanda i efterföljande bearbetningssteg och den slutliga prestandan för mikroelektroniska enheter. I tillverkningsprocessen kan valet av en silikonskiva med lämplig orientering för olika enhetskrav optimera enhetens prestanda, förbättra produktionseffektiviteten och förbättra produktkvaliteten.

Flat/Notch: Den plana kanten (Flat) eller V-notch (Notch) på omkretsen av kiselskivan spelar en avgörande roll för kristallorienteringen och är en viktig identifierare vid tillverkning och bearbetning av skivan. Wafers med olika diametrar motsvarar olika standarder för längden på Flat eller Notch. Inriktningskanterna klassificeras i primär plan och sekundär plan. Den primära plattan används huvudsakligen för att bestämma den grundläggande kristallorienteringen och bearbetningsreferensen för wafern, medan den sekundära plattan ytterligare hjälper till med exakt inriktning och bearbetning, vilket säkerställer exakt drift och konsistens av wafern genom hela produktionslinjen.

Tjocklek: Tjockleken på en wafer anges vanligtvis i mikrometer (μm), med vanliga tjockleksintervall mellan 100μm och 1000μm. Wafers av olika tjocklek är lämpliga för olika typer av mikroelektroniska enheter. Tunnare wafers (t.ex. 100μm – 300μm) används ofta för spåntillverkning som kräver strikt tjocklekskontroll, vilket minskar chipets storlek och vikt och ökar integrationstätheten. Tjockare skivor (t.ex. 500 μm – 1 000 μm) används ofta i enheter som kräver högre mekanisk hållfasthet, såsom krafthalvledarenheter, för att säkerställa stabilitet under drift.

Ytjämnhet: Ytjämnhet är en av nyckelparametrarna för att utvärdera waferns kvalitet, eftersom den direkt påverkar vidhäftningen mellan wafern och efterföljande avsatta tunnfilmsmaterial, såväl som enhetens elektriska prestanda. Det uttrycks vanligtvis som RMS-råheten (i nm). Lägre ytråhet betyder att skivans yta är jämnare, vilket hjälper till att minska fenomen som elektronspridning och förbättrar enhetens prestanda och tillförlitlighet. I avancerade halvledartillverkningsprocesser blir kraven på ytjämnhet allt strängare, särskilt för avancerad tillverkning av integrerade kretsar, där ytjämnheten måste kontrolleras till några nanometer eller ännu lägre.

Total tjockleksvariation (TTV): Total tjockleksvariation hänvisar till skillnaden mellan den maximala och minsta tjockleken uppmätt vid flera punkter på skivans yta, vanligtvis uttryckt i μm. En hög TTV kan leda till avvikelser i processer som fotolitografi och etsning, vilket påverkar enhetens prestandakonsistens och utbyte. Därför är kontroll av TTV under wafertillverkning ett nyckelsteg för att säkerställa produktkvalitet. För tillverkning av mikroelektroniska enheter med hög precision krävs vanligtvis att TTV ligger inom några mikrometer.

Båge: Båge hänvisar till avvikelsen mellan skivans yta och det ideala plana planet, vanligtvis mätt i μm. Wafers med överdriven böjning kan gå sönder eller uppleva ojämn stress under efterföljande bearbetning, vilket påverkar produktionseffektiviteten och produktkvaliteten. Speciellt i processer som kräver hög planhet, såsom fotolitografi, måste böjningen kontrolleras inom ett specifikt område för att säkerställa noggrannheten och konsistensen hos det fotolitografiska mönstret.

Warp: Warp indikerar avvikelsen mellan waferytan och den ideala sfäriska formen, även mätt i μm. I likhet med båge är varp en viktig indikator på plattheten hos skivorna. Överdriven varp påverkar inte bara waferns placeringsnoggrannhet i bearbetningsutrustning utan kan också orsaka problem under chipförpackningsprocessen, såsom dålig bindning mellan chipet och förpackningsmaterialet, vilket i sin tur påverkar enhetens tillförlitlighet. Inom avancerad halvledartillverkning blir varpkraven strängare för att möta kraven från avancerad chiptillverkning och förpackningsprocesser.

Kantprofil: Kantprofilen på en wafer är avgörande för dess efterföljande bearbetning och hantering. Det specificeras vanligtvis av Edge Exclusion Zone (EEZ), som definierar avståndet från waferkanten där ingen bearbetning är tillåten. En korrekt designad kantprofil och exakt EEZ-kontroll hjälper till att undvika kantdefekter, spänningskoncentrationer och andra problem under bearbetningen, vilket förbättrar den övergripande waferkvaliteten och utbytet. I vissa avancerade tillverkningsprocesser krävs att kantprofilprecisionen är på submikronnivå.

Partikelantal: Antalet och storleksfördelningen av partiklar på skivans yta påverkar avsevärt prestandan hos mikroelektroniska enheter. Alltför stora eller stora partiklar kan leda till enhetsfel, såsom kortslutning eller läckage, vilket minskar produktutbytet. Därför mäts partikelantal vanligtvis genom att räkna partiklarna per ytenhet, till exempel antalet partiklar större än 0,3μm. Strikt kontroll av partikelantalet under wafertillverkning är en viktig åtgärd för att säkerställa produktkvalitet. Avancerad rengöringsteknik och en ren produktionsmiljö används för att minimera kontaminering av partiklar på skivans yta.

Relaterad produktion

Single Crystal Silicon Wafer Si Substrat Typ N/P Valfri Silicon Carbide Wafer

FZ CZ Si wafer i lager 12 tums Silicon wafer Prime or Test