Yn y broses datblygu ffyniannus y diwydiant lled-ddargludyddion, grisial sengl caboledigwafferi siliconchwarae rhan hollbwysig. Maent yn gwasanaethu fel y deunydd sylfaenol ar gyfer cynhyrchu dyfeisiau microelectroneg amrywiol. O gylchedau integredig cymhleth a manwl gywir i ficrobroseswyr cyflym a synwyryddion amlswyddogaethol, grisial sengl caboledigwafferi siliconyn hanfodol. Mae'r gwahaniaethau yn eu perfformiad a'u manylebau yn effeithio'n uniongyrchol ar ansawdd a pherfformiad y cynhyrchion terfynol. Isod mae manylebau a pharamedrau cyffredin wafferi silicon crisial sengl caboledig:

Diamedr: Mae maint wafferi silicon crisial sengl lled-ddargludyddion yn cael ei fesur yn ôl eu diamedr, ac maent yn dod mewn amrywiaeth o fanylebau. Mae diamedrau cyffredin yn cynnwys 2 fodfedd (50.8mm), 3 modfedd (76.2mm), 4 modfedd (100mm), 5 modfedd (125mm), 6 modfedd (150mm), 8 modfedd (200mm), 12 modfedd (300mm), a 18 modfedd (450mm). Mae diamedrau gwahanol yn addas ar gyfer gwahanol anghenion cynhyrchu a gofynion proses. Er enghraifft, defnyddir wafferi diamedr llai yn gyffredin ar gyfer dyfeisiau microelectroneg arbennig, cyfaint bach, tra bod wafferi diamedr mwy yn dangos effeithlonrwydd cynhyrchu uwch a manteision cost mewn gweithgynhyrchu cylched integredig ar raddfa fawr. Mae gofynion wyneb yn cael eu categoreiddio fel caboledig un ochr (SSP) a sgleinio dwy ochr (DSP). Defnyddir wafferi caboledig un ochr ar gyfer dyfeisiau sydd angen gwastadrwydd uchel ar un ochr, megis rhai synwyryddion. Defnyddir wafferi caboledig dwy ochr yn gyffredin ar gyfer cylchedau integredig a chynhyrchion eraill sydd angen manylder uchel ar y ddau arwyneb. Gofyniad Arwyneb (Gorffen): SSP caboledig un ochr / DSP caboledig ochr dwbl.

Math/Dopant: (1) Lled-ddargludydd math N: Pan gyflwynir atomau amhuredd penodol i'r lled-ddargludydd cynhenid, maent yn newid ei ddargludedd. Er enghraifft, pan ychwanegir elfennau pentafalent fel nitrogen (N), ffosfforws (P), arsenig (As), neu antimoni (Sb), mae eu electronau falens yn ffurfio bondiau cofalent ag electronau falens yr atomau silicon cyfagos, gan adael electron ychwanegol nad yw wedi'i rwymo gan fond cofalent. Mae hyn yn arwain at grynodiad electron yn fwy na chrynodiad y twll, gan ffurfio lled-ddargludydd math N, a elwir hefyd yn lled-ddargludydd math electron. Mae lled-ddargludyddion math N yn hanfodol mewn dyfeisiau gweithgynhyrchu sydd angen electronau fel y prif gludwyr gwefr, megis rhai dyfeisiau pŵer. (2) Lled-ddargludydd math P: Pan gyflwynir elfennau amhuredd trifalent fel boron (B), gallium (Ga), neu indium (In) i'r lled-ddargludydd silicon, mae electronau falens yr atomau amhuredd yn ffurfio bondiau cofalent â'r atomau silicon cyfagos, ond nid oes ganddynt o leiaf un electron falens ac ni allant ffurfio bond cofalent cyflawn. Mae hyn yn arwain at grynodiad twll yn fwy na'r crynodiad electronau, gan ffurfio lled-ddargludydd math P, a elwir hefyd yn lled-ddargludydd twll-math. Mae lled-ddargludyddion math-P yn chwarae rhan allweddol mewn gweithgynhyrchu dyfeisiau lle mae tyllau yn gweithredu fel y prif gludwyr gwefr, megis deuodau a thransisorau penodol.

Gwrthedd: Mae gwrthedd yn swm ffisegol allweddol sy'n mesur dargludedd trydanol wafferi silicon crisial sengl caboledig. Mae ei werth yn adlewyrchu perfformiad dargludol y deunydd. Po isaf yw'r gwrthedd, y gorau yw dargludedd y wafer silicon; i'r gwrthwyneb, po uchaf yw'r gwrthedd, y gwaethaf yw'r dargludedd. Mae gwrthedd wafferi silicon yn cael ei bennu gan eu priodweddau deunydd cynhenid, ac mae tymheredd yn cael effaith sylweddol hefyd. Yn gyffredinol, mae gwrthedd wafferi silicon yn cynyddu gyda thymheredd. Mewn cymwysiadau ymarferol, mae gan wahanol ddyfeisiau microelectroneg wahanol ofynion gwrthedd ar gyfer wafferi silicon. Er enghraifft, mae angen rheolaeth fanwl gywir ar wrthedd ar wafferi a ddefnyddir mewn gweithgynhyrchu cylched integredig i sicrhau perfformiad dyfais sefydlog a dibynadwy.

Cyfeiriadedd: Mae cyfeiriadedd grisial y wafer yn cynrychioli cyfeiriad crisialog y dellt silicon, a bennir yn nodweddiadol gan fynegeion Miller megis (100), (110), (111), ac ati. Mae gan wahanol gyfeiriadau grisial briodweddau ffisegol gwahanol, megis dwysedd llinell, sy'n amrywio yn seiliedig ar y cyfeiriadedd. Gall y gwahaniaeth hwn effeithio ar berfformiad y wafer yn y camau prosesu dilynol a pherfformiad terfynol dyfeisiau microelectroneg. Yn y broses weithgynhyrchu, gall dewis wafer silicon gyda'r cyfeiriadedd priodol ar gyfer gwahanol ofynion dyfeisiau wneud y gorau o berfformiad dyfeisiau, gwella effeithlonrwydd cynhyrchu, a gwella ansawdd y cynnyrch.

Fflat/Rhif: Mae'r ymyl gwastad (Fflat) neu'r rhicyn V (Rhif) ar gylchedd y wafer silicon yn chwarae rhan hanfodol mewn aliniad cyfeiriadedd grisial ac mae'n ddynodwr pwysig wrth weithgynhyrchu a phrosesu'r wafer. Mae wafferi o wahanol diamedrau yn cyfateb i wahanol safonau ar gyfer hyd y Fflat neu'r Rhic. Mae ymylon yr aliniad yn cael eu dosbarthu i fflat cynradd a fflat eilaidd. Defnyddir y fflat cynradd yn bennaf i bennu cyfeiriadedd grisial sylfaenol a chyfeirnod prosesu'r wafer, tra bod y fflat uwchradd yn cynorthwyo ymhellach i alinio a phrosesu manwl gywir, gan sicrhau gweithrediad cywir a chysondeb y wafer trwy gydol y llinell gynhyrchu.

Trwch: Mae trwch wafer fel arfer wedi'i nodi mewn micromedrau (μm), gydag ystodau trwch cyffredin rhwng 100μm a 1000μm. Mae wafferi o wahanol drwch yn addas ar gyfer gwahanol fathau o ddyfeisiau microelectroneg. Defnyddir wafferi teneuach (ee, 100μm - 300μm) yn aml ar gyfer gweithgynhyrchu sglodion sy'n gofyn am reolaeth drwch llym, gan leihau maint a phwysau'r sglodion a chynyddu'r dwysedd integreiddio. Defnyddir wafferi mwy trwchus (ee, 500μm - 1000μm) yn eang mewn dyfeisiau sydd angen cryfder mecanyddol uwch, megis dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer, i sicrhau sefydlogrwydd yn ystod gweithrediad.

Garwedd arwyneb: Garwedd arwyneb yw un o'r paramedrau allweddol ar gyfer gwerthuso ansawdd wafferi, gan ei fod yn effeithio'n uniongyrchol ar yr adlyniad rhwng y wafer a deunyddiau ffilm tenau a adneuwyd wedi hynny, yn ogystal â pherfformiad trydanol y ddyfais. Fe'i mynegir fel arfer fel garwedd sgwâr cymedrig y gwraidd (RMS) (mewn nm). Mae garwder arwyneb is yn golygu bod wyneb y wafer yn llyfnach, sy'n helpu i leihau ffenomenau fel gwasgariad electronau ac yn gwella perfformiad a dibynadwyedd dyfeisiau. Mewn prosesau gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion datblygedig, mae gofynion garwedd wyneb yn dod yn fwyfwy llym, yn enwedig ar gyfer gweithgynhyrchu cylched integredig pen uchel, lle mae'n rhaid rheoli garwedd wyneb i ychydig o nanometrau neu hyd yn oed yn is.

Amrywiad Trwch Cyfanswm (TTV): Mae cyfanswm yr amrywiad trwch yn cyfeirio at y gwahaniaeth rhwng y trwch uchaf a'r isafswm a fesurir ar bwyntiau lluosog ar wyneb y wafer, a fynegir yn nodweddiadol mewn μm. Gall TTV uchel arwain at wyriadau mewn prosesau fel ffotolithograffeg ac ysgythru, gan effeithio ar gysondeb perfformiad dyfais a chynnyrch. Felly, mae rheoli TTV yn ystod gweithgynhyrchu wafferi yn gam allweddol wrth sicrhau ansawdd y cynnyrch. Ar gyfer gweithgynhyrchu dyfeisiau microelectronig manwl uchel, mae'n ofynnol yn nodweddiadol i TTV fod o fewn ychydig ficromedrau.

Bwa: Mae Bow yn cyfeirio at y gwyriad rhwng wyneb y wafer a'r awyren fflat ddelfrydol, a fesurir yn nodweddiadol mewn μm. Gall wafferi â bwa gormodol dorri neu brofi straen anwastad yn ystod prosesu dilynol, gan effeithio ar effeithlonrwydd cynhyrchu ac ansawdd y cynnyrch. Yn enwedig mewn prosesau sydd angen gwastadrwydd uchel, megis ffotolithograffeg, rhaid rheoli bwa o fewn ystod benodol i sicrhau cywirdeb a chysondeb y patrwm ffotolithograffig.

Ystof: Mae ystof yn nodi'r gwyriad rhwng wyneb y wafer a'r siâp sfferig delfrydol, hefyd wedi'i fesur mewn μm. Yn debyg i fwa, mae ystof yn ddangosydd pwysig o wastadedd wafferi. Mae ystof gormodol nid yn unig yn effeithio ar gywirdeb lleoliad y wafer mewn offer prosesu ond gall hefyd achosi problemau yn ystod y broses pecynnu sglodion, megis bondio gwael rhwng y sglodion a deunydd pacio, sydd yn ei dro yn effeithio ar ddibynadwyedd y ddyfais. Mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion pen uchel, mae gofynion ystof yn dod yn fwy llym i gwrdd â gofynion prosesau gweithgynhyrchu a phecynnu sglodion uwch.

Proffil Ymyl: Mae proffil ymyl wafer yn hanfodol ar gyfer ei brosesu a'i drin wedyn. Fe'i nodir yn nodweddiadol gan y Parth Eithrio Ymyl (EEZ), sy'n diffinio'r pellter o ymyl y wafer lle na chaniateir prosesu. Mae proffil ymyl wedi'i ddylunio'n gywir a rheolaeth EEZ manwl gywir yn helpu i osgoi diffygion ymyl, crynodiadau straen, a materion eraill wrth brosesu, gan wella ansawdd a chynnyrch cyffredinol y wafferi. Mewn rhai prosesau gweithgynhyrchu uwch, mae'n ofynnol i drachywiredd proffil ymyl fod ar y lefel is-micron.

Cyfrif Gronynnau: Mae dosbarthiad nifer a maint y gronynnau ar yr wyneb wafer yn effeithio'n sylweddol ar berfformiad dyfeisiau microelectroneg. Gall gronynnau gormodol neu fawr arwain at fethiannau dyfais, megis cylchedau byr neu ollyngiadau, gan leihau cynnyrch y cynnyrch. Felly, mae cyfrif gronynnau fel arfer yn cael ei fesur trwy gyfrif y gronynnau fesul ardal uned, megis nifer y gronynnau sy'n fwy na 0.3μm. Mae rheolaeth lem ar gyfrif gronynnau yn ystod gweithgynhyrchu wafferi yn fesur hanfodol ar gyfer sicrhau ansawdd y cynnyrch. Defnyddir technolegau glanhau uwch ac amgylchedd cynhyrchu glân i leihau halogiad gronynnau ar wyneb y wafer.

Cynhyrchiad cysylltiedig

Wafer silicon grisial sengl Si swbstrad Math N/P Wafer Carbid Silicon Dewisol

FZ CZ Si wafer mewn stoc 12 modfedd Silicon wafer Prime neu Brawf