Dalam proses pengembangan industri semikonduktor yang sedang berkembang pesat, kristal tunggal yang dipoleswafer silikonmemainkan peran penting. Mereka berfungsi sebagai bahan dasar untuk produksi berbagai perangkat mikroelektronik. Dari sirkuit terpadu yang kompleks dan presisi hingga mikroprosesor berkecepatan tinggi dan sensor multifungsi, kristal tunggal yang dipoleswafer silikonsangat penting. Perbedaan dalam kinerja dan spesifikasinya berdampak langsung pada kualitas dan kinerja produk akhir. Berikut ini 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 meliputi 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 dengan diameter yang lebih kecil umumnya digunakan untuk perangkat mikroelektronik khusus bervolume kecil, sedangkan wafer dengan diameter yang lebih besar menunjukkan efisiensi produksi yang lebih tinggi dan keunggulan biaya dalam pembuatan sirkuit terpadu skala besar. Persyaratan permukaan dikategorikan sebagai polesan satu sisi (SSP) dan polesan dua sisi (DSP). Wafer polesan satu sisi digunakan untuk perangkat yang memerlukan kerataan tinggi di satu sisi, seperti sensor tertentu. Wafer poles dua sisi umumnya digunakan untuk sirkuit terpadu dan produk lain yang memerlukan presisi tinggi pada kedua permukaan. 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, sehingga menyisakan elektron tambahan yang tidak terikat oleh ikatan kovalen. Hal ini mengakibatkan konsentrasi elektron 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 memerlukan 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 penting dalam pembuatan perangkat di mana lubang berfungsi sebagai pembawa muatan utama, seperti dioda dan transistor tertentu.

Resistivitas: Resistivitas adalah kuantitas fisik utama 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 materialnya yang melekat, dan suhu juga memiliki dampak yang signifikan. Secara umum, resistivitas wafer silikon meningkat seiring dengan suhu. Dalam aplikasi praktis, perangkat mikroelektronik yang berbeda memiliki persyaratan resistivitas yang berbeda untuk wafer silikon. Misalnya, wafer yang digunakan dalam pembuatan sirkuit terpadu memerlukan kontrol resistivitas yang tepat untuk memastikan kinerja perangkat yang stabil dan andal.

Orientasi: Orientasi kristal wafer menunjukkan arah kristalografi kisi silikon, yang biasanya ditentukan oleh indeks Miller seperti (100), (110), (111), dll. Orientasi kristal yang berbeda memiliki sifat fisik yang berbeda, seperti kerapatan garis, yang bervariasi berdasarkan orientasinya. Perbedaan ini dapat memengaruhi kinerja wafer dalam langkah pemrosesan berikutnya dan kinerja akhir perangkat mikroelektronik. Dalam proses manufaktur, memilih wafer silikon dengan orientasi yang sesuai untuk berbagai persyaratan perangkat dapat mengoptimalkan kinerja perangkat, meningkatkan efisiensi produksi, dan meningkatkan kualitas produk.

Flat/Notch: Tepi datar (Flat) atau V-notch (Notch) pada keliling wafer silikon memainkan peran penting dalam penyelarasan orientasi kristal dan merupakan pengenal penting dalam pembuatan dan pemrosesan wafer. Wafer dengan diameter yang berbeda sesuai dengan standar yang berbeda untuk panjang Flat atau Notch. Tepi penyelarasan diklasifikasikan menjadi flat primer dan flat sekunder. Flat primer terutama digunakan untuk menentukan orientasi kristal dasar dan referensi pemrosesan wafer, sedangkan flat sekunder lebih lanjut membantu dalam penyelarasan dan pemrosesan yang tepat, memastikan pengoperasian yang akurat dan konsistensi wafer di seluruh jalur produksi.

Ketebalan: Ketebalan wafer biasanya ditentukan dalam mikrometer (μm), dengan kisaran 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 pembuatan 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 dalam perangkat yang memerlukan kekuatan mekanis yang lebih tinggi, seperti perangkat semikonduktor daya, untuk memastikan stabilitas selama pengoperasian.

Kekasaran Permukaan: Kekasaran permukaan merupakan salah satu parameter utama untuk mengevaluasi kualitas wafer, karena secara langsung memengaruhi daya rekat antara wafer dan material film tipis yang diendapkan selanjutnya, serta kinerja listrik perangkat. Kekasaran permukaan biasanya dinyatakan sebagai kekasaran akar kuadrat rata-rata (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.

Total Thickness Variation (TTV): Total thickness variation 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 penyimpangan dalam proses seperti fotolitografi dan etsa, yang memengaruhi konsistensi dan hasil kinerja perangkat. Oleh karena itu, mengendalikan TTV selama pembuatan wafer merupakan langkah penting dalam memastikan kualitas produk. Untuk pembuatan perangkat mikroelektronik presisi tinggi, TTV biasanya harus berada dalam beberapa mikrometer.

Bow: Bow mengacu pada deviasi antara permukaan wafer dan bidang datar ideal, biasanya diukur dalam μm. Wafer dengan bowing yang berlebihan dapat pecah atau mengalami tekanan yang tidak merata selama pemrosesan berikutnya, yang memengaruhi efisiensi produksi dan kualitas produk. Terutama dalam proses yang memerlukan kerataan tinggi, seperti fotolitografi, bowing harus dikontrol dalam rentang tertentu untuk memastikan keakuratan 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 dalam peralatan pemrosesan, tetapi juga dapat menyebabkan masalah selama proses pengemasan chip, seperti ikatan yang buruk antara chip dan bahan 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 tingkat lanjut.

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 tempat pemrosesan tidak diperbolehkan. Profil tepi yang dirancang dengan baik dan kontrol ZEE yang presisi membantu menghindari cacat tepi, konsentrasi tegangan, dan masalah lain selama pemrosesan, sehingga meningkatkan kualitas dan hasil wafer secara keseluruhan. Dalam beberapa proses manufaktur tingkat lanjut, presisi profil tepi harus berada pada level sub-mikron.

Jumlah Partikel: Jumlah dan distribusi ukuran partikel pada permukaan wafer secara signifikan memengaruhi kinerja perangkat mikroelektronik. Partikel yang berlebihan atau 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, seperti jumlah partikel yang lebih besar dari 0,3μm. Kontrol ketat terhadap jumlah partikel selama pembuatan wafer merupakan ukuran 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 Jenis Substrat Si N/P Wafer Karbida Silikon Opsional

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