Fil-proċess ta' żvilupp li qed jikber fl-industrija tas-semikondutturi, kristall wieħed illustratwejfers tas-silikongħandhom rwol kruċjali. Huma jservu bħala l-materjal fundamentali għall-produzzjoni ta’ diversi apparati mikroelettroniċi. Minn ċirkwiti integrati kumplessi u preċiżi għal mikroproċessuri b’veloċità għolja u sensuri multifunzjonali, kristall wieħed illustratwejfers tas-silikonhuma essenzjali. Id-differenzi fil-prestazzjoni u l-ispeċifikazzjonijiet tagħhom jaffettwaw direttament il-kwalità u l-prestazzjoni tal-prodotti finali. Hawn taħt jinsabu l-ispeċifikazzjonijiet u l-parametri komuni tal-wejfers tas-silikon b'kristall wieħed illustrati:

Dijametru: Id-daqs tal-wejfers tas-silikon kristallin wieħed tas-semikondutturi jitkejjel bid-dijametru tagħhom, u jiġu f'varjetà ta' speċifikazzjonijiet. Dijametri komuni jinkludu 2 pulzieri (50.8mm), 3 pulzieri (76.2mm), 4 pulzieri (100mm), 5 pulzieri (125mm), 6 pulzieri (150mm), 8 pulzieri (200mm), 12-il pulzier (300mm), u 18-il pulzier (450mm). Dijametri differenti huma adattati għal diversi ħtiġijiet ta' produzzjoni u rekwiżiti tal-proċess. Pereżempju, wejfers b'dijametru iżgħar huma komunement użati għal apparati mikroelettroniċi speċjali ta' volum żgħir, filwaqt li wejfers b'dijametru akbar juru effiċjenza ogħla fil-produzzjoni u vantaġġi fl-ispejjeż fil-manifattura ta' ċirkwiti integrati fuq skala kbira. Ir-rekwiżiti tal-wiċċ huma kkategorizzati bħala illustrati b'naħa waħda (SSP) u illustrati b'żewġ naħat (DSP). Wejfers illustrati b'naħa waħda jintużaw għal apparati li jeħtieġu ċattità għolja fuq naħa waħda, bħal ċerti sensuri. Wejfers illustrati b'żewġ naħat huma komunement użati għal ċirkwiti integrati u prodotti oħra li jeħtieġu preċiżjoni għolja fuq iż-żewġ uċuħ. Rekwiżit tal-Wiċċ (Finitura): SSP illustrat fuq naħa waħda / DSP illustrat fuq żewġ naħat.

Tip/Dopant: (1) Semikonduttur tat-tip N: Meta ċerti atomi ta' impurità jiġu introdotti fis-semikonduttur intrinsiku, dawn ibiddlu l-konduttività tiegħu. Pereżempju, meta jiżdiedu elementi pentavalenti bħan-nitroġenu (N), il-fosfru (P), l-arseniku (As), jew l-antimonju (Sb), l-elettroni tal-valenza tagħhom jiffurmaw rabtiet kovalenti mal-elettroni tal-valenza tal-atomi tas-silikon tal-madwar, u jħallu elettron żejjed mhux marbut b'rabta kovalenti. Dan jirriżulta f'konċentrazzjoni ta' elettroni akbar mill-konċentrazzjoni tat-toqob, u jifforma semikonduttur tat-tip N, magħruf ukoll bħala semikonduttur tat-tip elettroniku. Is-semikondutturi tat-tip N huma kruċjali fil-manifattura ta' apparati li jeħtieġu elettroni bħala t-trasportaturi ewlenin taċ-ċarġ, bħal ċerti apparati tal-enerġija. (2) Semikonduttur tat-tip P: Meta elementi ta' impurità trivalenti bħal boron (B), gallju (Ga), jew indju (In) jiġu introdotti fis-semikonduttur tas-silikon, l-elettroni tal-valenza tal-atomi tal-impurità jiffurmaw rabtiet kovalenti mal-atomi tas-silikon tal-madwar, iżda m'għandhomx mill-inqas elettron wieħed ta' valenza u ma jistgħux jiffurmaw rabta kovalenti sħiħa. Dan iwassal għal konċentrazzjoni ta' toqob akbar mill-konċentrazzjoni tal-elettroni, u jifforma semikonduttur tat-tip P, magħruf ukoll bħala semikonduttur tat-tip toqba. Is-semikondutturi tat-tip P għandhom rwol ewlieni fil-manifattura ta' apparati fejn it-toqob iservu bħala t-trasportaturi ewlenin taċ-ċarġ, bħal dijodi u ċerti transistors.

Reżistenza: Ir-reżistività hija kwantità fiżika ewlenija li tkejjel il-konduttività elettrika ta' wejfers tas-silikon b'kristall wieħed illustrati. Il-valur tagħha jirrifletti l-prestazzjoni konduttiva tal-materjal. Iktar ma tkun baxxa r-reżistività, aħjar tkun il-konduttività tal-wejfer tas-silikon; bil-maqlub, iktar ma tkun għolja r-reżistività, ifqar tkun il-konduttività. Ir-reżistività tal-wejfers tas-silikon hija determinata mill-proprjetajiet inerenti tal-materjal tagħhom, u t-temperatura għandha wkoll impatt sinifikanti. Ġeneralment, ir-reżistività tal-wejfers tas-silikon tiżdied mat-temperatura. F'applikazzjonijiet prattiċi, apparati mikroelettroniċi differenti għandhom rekwiżiti ta' reżistività differenti għall-wejfers tas-silikon. Pereżempju, il-wejfers użati fil-manifattura taċ-ċirkwiti integrati jeħtieġu kontroll preċiż tar-reżistività biex jiżguraw prestazzjoni stabbli u affidabbli tal-apparat.

Orjentazzjoni: L-orjentazzjoni tal-kristall tal-wejfer tirrappreżenta d-direzzjoni kristalografika tal-kannizzata tas-silikon, tipikament speċifikata minn indiċi Miller bħal (100), (110), (111), eċċ. Orjentazzjonijiet differenti tal-kristall għandhom proprjetajiet fiżiċi differenti, bħad-densità tal-linja, li tvarja skont l-orjentazzjoni. Din id-differenza tista' taffettwa l-prestazzjoni tal-wejfer fil-passi sussegwenti tal-ipproċessar u l-prestazzjoni finali tal-apparati mikroelettroniċi. Fil-proċess tal-manifattura, l-għażla ta' wejfer tas-silikon bl-orjentazzjoni xierqa għal rekwiżiti differenti tal-apparat tista' tottimizza l-prestazzjoni tal-apparat, ittejjeb l-effiċjenza tal-produzzjoni, u ssaħħaħ il-kwalità tal-prodott.

Ċatt/Inċiżjoni: It-tarf ċatt (Flat) jew inċiżjoni V (Notch) fuq iċ-ċirkonferenza tal-wejfer tas-silikon għandu rwol kritiku fl-allinjament tal-orjentazzjoni tal-kristall u huwa identifikatur importanti fil-manifattura u l-ipproċessar tal-wejfer. Wejfers b'dijametri differenti jikkorrispondu għal standards differenti għat-tul tal-Flat jew l-Inċiżjoni. It-truf tal-allinjament huma kklassifikati f'flat primarju u flat sekondarju. Il-flat primarju jintuża prinċipalment biex jiddetermina l-orjentazzjoni bażika tal-kristall u r-referenza tal-ipproċessar tal-wejfer, filwaqt li l-flat sekondarju jgħin aktar fl-allinjament u l-ipproċessar preċiżi, u jiżgura tħaddim preċiż u konsistenza tal-wejfer fil-linja tal-produzzjoni kollha.

Ħxuna: Il-ħxuna ta' wejfer hija tipikament speċifikata f'mikrometri (μm), b'firxiet ta' ħxuna komuni bejn 100μm u 1000μm. Wejfers ta' ħxuna differenti huma adattati għal tipi differenti ta' apparati mikroelettroniċi. Wejfers irqaq (eż., 100μm – 300μm) spiss jintużaw għall-manifattura taċ-ċippijiet li teħtieġ kontroll strett tal-ħxuna, u b'hekk jitnaqqas id-daqs u l-piż taċ-ċippa u tiżdied id-densità tal-integrazzjoni. Wejfers eħxen (eż., 500μm – 1000μm) jintużaw ħafna f'apparati li jeħtieġu saħħa mekkanika ogħla, bħal apparati semikondutturi tal-enerġija, biex tiġi żgurata l-istabbiltà waqt it-tħaddim.

Ħruxija tal-Wiċċ: Il-ħruxija tal-wiċċ hija waħda mill-parametri ewlenin għall-evalwazzjoni tal-kwalità tal-wejfer, peress li taffettwa direttament l-adeżjoni bejn il-wejfer u l-materjali tal-film irqiq depożitati sussegwentement, kif ukoll il-prestazzjoni elettrika tal-apparat. Normalment tiġi espressa bħala l-ħruxija tal-għerq medju kwadratiku (RMS) (f'nm). Ħruxija tal-wiċċ aktar baxxa tfisser li l-wiċċ tal-wejfer huwa aktar lixx, li jgħin biex inaqqas fenomeni bħat-tifrix tal-elettroni u jtejjeb il-prestazzjoni u l-affidabbiltà tal-apparat. Fi proċessi avvanzati tal-manifattura tas-semikondutturi, ir-rekwiżiti tal-ħruxija tal-wiċċ qed isiru dejjem aktar stretti, speċjalment għall-manifattura ta' ċirkwiti integrati ta' kwalità għolja, fejn il-ħruxija tal-wiċċ trid tiġi kkontrollata għal ftit nanometri jew saħansitra inqas.

Varjazzjoni Totali tal-Ħxuna (TTV): Il-varjazzjoni totali tal-ħxuna tirreferi għad-differenza bejn il-ħxuna massima u minima mkejla f'diversi punti fuq il-wiċċ tal-wejfer, tipikament espressa f'μm. TTV għolja tista' twassal għal devjazzjonijiet fi proċessi bħall-fotolitografija u l-inċiżjoni, u dan jaffettwa l-konsistenza tal-prestazzjoni u r-rendiment tal-apparat. Għalhekk, il-kontroll tat-TTV waqt il-manifattura tal-wejfer huwa pass ewlieni biex tiġi żgurata l-kwalità tal-prodott. Għall-manifattura ta' apparati mikroelettroniċi ta' preċiżjoni għolja, it-TTV tipikament hija meħtieġa li tkun fi ftit mikrometri.

Kurva: Kurva tirreferi għad-devjazzjoni bejn il-wiċċ tal-wejfer u l-pjan ċatt ideali, tipikament imkejla f'μm. Wejfers b'kurva eċċessiva jistgħu jinkisru jew jesperjenzaw stress irregolari waqt l-ipproċessar sussegwenti, u dan jaffettwa l-effiċjenza tal-produzzjoni u l-kwalità tal-prodott. Speċjalment fi proċessi li jeħtieġu ċattità għolja, bħall-fotolitografija, il-kurva trid tiġi kkontrollata f'medda speċifika biex tiġi żgurata l-eżattezza u l-konsistenza tal-mudell fotolitografiku.

Tgħawwiġ: It-tgħawwiġ jindika d-devjazzjoni bejn il-wiċċ tal-wejfer u l-forma sferika ideali, imkejla wkoll f'μm. Simili għall-pruwa, it-tgħawwiġ huwa indikatur importanti tal-flatness tal-wejfer. Tgħawwiġ eċċessiv mhux biss jaffettwa l-preċiżjoni tat-tqegħid tal-wejfer fit-tagħmir tal-ipproċessar iżda jista' wkoll jikkawża problemi matul il-proċess tal-ippakkjar taċ-ċippa, bħal twaħħil ħażin bejn iċ-ċippa u l-materjal tal-ippakkjar, li min-naħa tiegħu jaffettwa l-affidabbiltà tal-apparat. Fil-manifattura ta' semikondutturi ta' kwalità għolja, ir-rekwiżiti tat-tgħawwiġ qed isiru aktar stretti biex jissodisfaw id-domandi tal-manifattura avvanzata taċ-ċippa u l-proċessi tal-ippakkjar.

Profil tat-Tarf: Il-profil tat-tarf ta' wejfer huwa kritiku għall-ipproċessar u l-immaniġġjar sussegwenti tiegħu. Tipikament huwa speċifikat miż-Żona ta' Esklużjoni tat-Tarf (EEZ), li tiddefinixxi d-distanza mit-tarf tal-wejfer fejn l-ebda pproċessar mhu permess. Profil tat-tarf iddisinjat sew u kontroll preċiż tal-EEZ jgħinu biex jiġu evitati difetti fit-tarf, konċentrazzjonijiet ta' stress, u kwistjonijiet oħra waqt l-ipproċessar, u b'hekk tittejjeb il-kwalità u r-rendiment ġenerali tal-wejfer. F'xi proċessi ta' manifattura avvanzati, il-preċiżjoni tal-profil tat-tarf hija meħtieġa li tkun fil-livell sub-mikron.

Għadd ta' Partiċelli: In-numru u d-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli fuq il-wiċċ tal-wejfer jaffettwaw b'mod sinifikanti l-prestazzjoni tal-apparati mikroelettroniċi. Partiċelli eċċessivi jew kbar jistgħu jwasslu għal ħsarat fl-apparat, bħal short circuits jew tnixxija, u b'hekk inaqqsu r-rendiment tal-prodott. Għalhekk, l-għadd ta' partiċelli ġeneralment jitkejjel billi jingħaddu l-partiċelli għal kull unità ta' erja, bħan-numru ta' partiċelli akbar minn 0.3μm. Kontroll strett tal-għadd ta' partiċelli waqt il-manifattura tal-wejfer huwa miżura essenzjali biex tiġi żgurata l-kwalità tal-prodott. Teknoloġiji avvanzati tat-tindif u ambjent ta' produzzjoni nadif jintużaw biex jimminimizzaw il-kontaminazzjoni tal-partiċelli fuq il-wiċċ tal-wejfer.

Produzzjoni relatata

Tip ta' Sottostrat tas-Silikonju ta' Kristall Uniku N/P Wafer tal-Karbur tas-Silikon Fakultattiv

Wejfer tas-silikon FZ CZ Si fl-istokk Wejfer tas-silikon ta' 12-il pulzier Prim jew Test