Dalam proses pengembangan industri semikonduktor yang sedang berkembang pesat, kristal tunggal yang dipoleswafer silikonmemainkan peran krusial. Mereka berfungsi sebagai material dasar untuk produksi berbagai perangkat mikroelektronika. Dari sirkuit terpadu yang kompleks dan presisi hingga mikroprosesor berkecepatan tinggi dan sensor multifungsi, kristal tunggal yang dipoleswafer silikonsangat penting. Perbedaan kinerja dan spesifikasinya berdampak langsung pada kualitas dan kinerja produk akhir. Berikut adalah spesifikasi dan parameter umum wafer silikon kristal tunggal yang dipoles:

Diameter: Ukuran wafer silikon kristal tunggal semikonduktor diukur berdasarkan diameternya, dan tersedia dalam berbagai spesifikasi. Diameter yang umum digunakan antara lain 2 inci (50,8 mm), 3 inci (76,2 mm), 4 inci (100 mm), 5 inci (125 mm), 6 inci (150 mm), 8 inci (200 mm), 12 inci (300 mm), dan 18 inci (450 mm). Diameter yang berbeda disesuaikan untuk berbagai kebutuhan produksi dan persyaratan proses. Misalnya, wafer berdiameter lebih kecil umumnya digunakan untuk perangkat mikroelektronik khusus bervolume kecil, sementara wafer berdiameter lebih besar menunjukkan efisiensi produksi dan keunggulan biaya yang lebih tinggi dalam manufaktur sirkuit terpadu skala besar. Persyaratan permukaan dikategorikan sebagai poles satu sisi (SSP) dan poles dua sisi (DSP). Wafer poles satu sisi digunakan untuk perangkat yang membutuhkan kerataan tinggi di satu sisi, seperti sensor tertentu. Wafer poles dua sisi umumnya digunakan untuk sirkuit terpadu dan produk lain yang membutuhkan presisi tinggi pada kedua permukaannya. Persyaratan Permukaan (Finishing): SSP poles satu sisi / DSP poles dua sisi.

Tipe/Dopan: (1) Semikonduktor Tipe-N: Ketika atom pengotor tertentu dimasukkan ke dalam semikonduktor intrinsik, konduktivitasnya akan berubah. Misalnya, ketika unsur pentavalen seperti nitrogen (N), fosfor (P), arsenik (As), atau antimon (Sb) ditambahkan, elektron valensinya membentuk ikatan kovalen dengan elektron valensi atom silikon di sekitarnya, menyisakan satu elektron ekstra yang tidak terikat oleh ikatan kovalen. Hal ini mengakibatkan konsentrasi elektron yang lebih besar daripada konsentrasi lubang, sehingga membentuk semikonduktor tipe-N, yang juga dikenal sebagai semikonduktor tipe-elektron. Semikonduktor tipe-N sangat penting dalam pembuatan perangkat yang membutuhkan elektron sebagai pembawa muatan utama, seperti perangkat daya tertentu. (2) Semikonduktor Tipe-P: Ketika unsur pengotor trivalen seperti boron (B), galium (Ga), atau indium (In) dimasukkan ke dalam semikonduktor silikon, elektron valensi atom pengotor membentuk ikatan kovalen dengan atom silikon di sekitarnya, tetapi mereka kekurangan setidaknya satu elektron valensi dan tidak dapat membentuk ikatan kovalen yang lengkap. Hal ini menyebabkan konsentrasi lubang lebih besar daripada konsentrasi elektron, membentuk semikonduktor tipe-P, yang juga dikenal sebagai semikonduktor tipe-lubang. Semikonduktor tipe-P memainkan peran kunci dalam pembuatan perangkat di mana lubang berfungsi sebagai pembawa muatan utama, seperti dioda dan transistor tertentu.

Resistivitas: Resistivitas adalah besaran fisika kunci yang mengukur konduktivitas listrik wafer silikon kristal tunggal yang dipoles. Nilainya mencerminkan kinerja konduktif material. Semakin rendah resistivitas, semakin baik konduktivitas wafer silikon; sebaliknya, semakin tinggi resistivitas, semakin buruk konduktivitasnya. Resistivitas wafer silikon ditentukan oleh sifat material inherennya, dan suhu juga memiliki pengaruh yang signifikan. Umumnya, resistivitas wafer silikon meningkat seiring dengan peningkatan suhu. Dalam aplikasi praktis, perangkat mikroelektronika yang berbeda memiliki persyaratan resistivitas yang berbeda untuk wafer silikon. Misalnya, wafer yang digunakan dalam manufaktur sirkuit terpadu memerlukan kontrol resistivitas yang presisi untuk memastikan kinerja perangkat yang stabil dan andal.

Orientasi: Orientasi kristal wafer merepresentasikan arah kristalografi kisi silikon, yang biasanya ditentukan oleh indeks Miller seperti (100), (110), (111), dan seterusnya. Orientasi kristal yang berbeda memiliki sifat fisik yang berbeda pula, seperti kerapatan garis, yang bervariasi berdasarkan orientasinya. Perbedaan ini dapat memengaruhi kinerja wafer pada langkah pemrosesan selanjutnya dan kinerja akhir perangkat mikroelektronik. Dalam proses manufaktur, pemilihan wafer silikon dengan orientasi yang tepat untuk berbagai kebutuhan perangkat dapat mengoptimalkan kinerja perangkat, meningkatkan efisiensi produksi, dan meningkatkan kualitas produk.

Datar/Takik: Tepi datar (Datar) atau takik-V (Takik) pada keliling wafer silikon berperan penting dalam penyelarasan orientasi kristal dan merupakan pengenal penting dalam pembuatan dan pemrosesan wafer. Wafer dengan diameter berbeda memiliki standar panjang Datar atau Takik yang berbeda pula. Tepi penyelarasan diklasifikasikan menjadi datar primer dan datar sekunder. Datar primer terutama digunakan untuk menentukan orientasi kristal dasar dan referensi pemrosesan wafer, sementara datar sekunder lebih lanjut membantu dalam penyelarasan dan pemrosesan yang presisi, memastikan akurasi dan konsistensi operasi wafer di seluruh lini produksi.

Ketebalan: Ketebalan wafer biasanya dinyatakan dalam mikrometer (μm), dengan rentang ketebalan umum antara 100μm dan 1000μm. Wafer dengan ketebalan yang berbeda cocok untuk berbagai jenis perangkat mikroelektronik. Wafer yang lebih tipis (misalnya, 100μm – 300μm) sering digunakan untuk manufaktur chip yang memerlukan kontrol ketebalan yang ketat, mengurangi ukuran dan berat chip, serta meningkatkan kepadatan integrasi. Wafer yang lebih tebal (misalnya, 500μm – 1000μm) banyak digunakan pada perangkat yang membutuhkan kekuatan mekanis yang lebih tinggi, seperti perangkat semikonduktor daya, untuk memastikan stabilitas selama operasi.

Kekasaran Permukaan: Kekasaran permukaan merupakan salah satu parameter kunci untuk mengevaluasi kualitas wafer, karena secara langsung memengaruhi adhesi antara wafer dan material film tipis yang diendapkan selanjutnya, serta kinerja listrik perangkat. Kekasaran permukaan biasanya dinyatakan sebagai kekasaran akar rata-rata kuadrat (RMS) (dalam nm). Kekasaran permukaan yang lebih rendah berarti permukaan wafer lebih halus, yang membantu mengurangi fenomena seperti hamburan elektron dan meningkatkan kinerja serta keandalan perangkat. Dalam proses manufaktur semikonduktor tingkat lanjut, persyaratan kekasaran permukaan menjadi semakin ketat, terutama untuk manufaktur sirkuit terpadu kelas atas, di mana kekasaran permukaan harus dikontrol hingga beberapa nanometer atau bahkan lebih rendah.

Variasi Ketebalan Total (TTV): Variasi ketebalan total mengacu pada perbedaan antara ketebalan maksimum dan minimum yang diukur pada beberapa titik pada permukaan wafer, biasanya dinyatakan dalam μm. TTV yang tinggi dapat menyebabkan deviasi dalam proses seperti fotolitografi dan etsa, yang memengaruhi konsistensi kinerja dan hasil perangkat. Oleh karena itu, pengendalian TTV selama proses pembuatan wafer merupakan langkah kunci dalam memastikan kualitas produk. Untuk pembuatan perangkat mikroelektronik presisi tinggi, TTV biasanya diharuskan berada dalam rentang beberapa mikrometer.

Bow: Bow mengacu pada deviasi antara permukaan wafer dan bidang datar ideal, biasanya diukur dalam μm. Wafer dengan bow yang berlebihan dapat pecah atau mengalami tekanan yang tidak merata selama pemrosesan selanjutnya, yang memengaruhi efisiensi produksi dan kualitas produk. Terutama dalam proses yang membutuhkan kerataan tinggi, seperti fotolitografi, bow harus dikontrol dalam rentang tertentu untuk memastikan akurasi dan konsistensi pola fotolitografi.

Lengkungan: Lengkungan menunjukkan deviasi antara permukaan wafer dan bentuk bola ideal, yang juga diukur dalam μm. Mirip dengan lengkungan, lengkung merupakan indikator penting kerataan wafer. Lengkungan yang berlebihan tidak hanya memengaruhi akurasi penempatan wafer pada peralatan pemrosesan, tetapi juga dapat menyebabkan masalah selama proses pengemasan chip, seperti ikatan yang buruk antara chip dan material pengemasan, yang pada gilirannya memengaruhi keandalan perangkat. Dalam manufaktur semikonduktor kelas atas, persyaratan lengkung menjadi lebih ketat untuk memenuhi tuntutan proses manufaktur dan pengemasan chip yang canggih.

Profil Tepi: Profil tepi wafer sangat penting untuk pemrosesan dan penanganan selanjutnya. Profil ini biasanya ditentukan oleh Zona Pengecualian Tepi (ZEE), yang menentukan jarak dari tepi wafer di mana pemrosesan tidak diperbolehkan. Profil tepi yang dirancang dengan baik dan kontrol ZEE yang presisi membantu menghindari cacat tepi, konsentrasi tegangan, dan masalah lainnya selama pemrosesan, sehingga meningkatkan kualitas dan hasil wafer secara keseluruhan. Dalam beberapa proses manufaktur tingkat lanjut, presisi profil tepi diharuskan berada pada tingkat sub-mikron.

Jumlah Partikel: Jumlah dan distribusi ukuran partikel pada permukaan wafer secara signifikan memengaruhi kinerja perangkat mikroelektronik. Partikel yang berlebihan atau berukuran besar dapat menyebabkan kegagalan perangkat, seperti korsleting atau kebocoran, sehingga mengurangi hasil produk. Oleh karena itu, jumlah partikel biasanya diukur dengan menghitung partikel per satuan luas, misalnya jumlah partikel yang lebih besar dari 0,3μm. Kontrol ketat terhadap jumlah partikel selama proses produksi wafer merupakan langkah penting untuk memastikan kualitas produk. Teknologi pembersihan canggih dan lingkungan produksi yang bersih digunakan untuk meminimalkan kontaminasi partikel pada permukaan wafer.

Produksi terkait

Wafer Silikon Kristal Tunggal Substrat Si Tipe N/P Wafer Karbida Silikon Opsional

Wafer FZ CZ Si tersedia dalam stok wafer silikon 12 inci Prime atau Test