सेमीकंडक्टर उद्योगाच्या भरभराटीच्या विकास प्रक्रियेत, पॉलिश केलेले सिंगल क्रिस्टलसिलिकॉन वेफर्सते महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. विविध सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या निर्मितीसाठी ते मूलभूत साहित्य म्हणून काम करतात. जटिल आणि अचूक एकात्मिक सर्किटपासून ते हाय-स्पीड मायक्रोप्रोसेसर आणि मल्टीफंक्शनल सेन्सर्सपर्यंत, पॉलिश केलेले सिंगल क्रिस्टलसिलिकॉन वेफर्सआवश्यक आहेत. त्यांच्या कामगिरी आणि वैशिष्ट्यांमधील फरक थेट अंतिम उत्पादनांच्या गुणवत्तेवर आणि कामगिरीवर परिणाम करतात. पॉलिश केलेल्या सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्सचे सामान्य तपशील आणि पॅरामीटर्स खाली दिले आहेत:

व्यास: सेमीकंडक्टर सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्सचा आकार त्यांच्या व्यासाने मोजला जातो आणि ते विविध वैशिष्ट्यांमध्ये येतात. सामान्य व्यासांमध्ये २ इंच (५०.८ मिमी), ३ इंच (७६.२ मिमी), ४ इंच (१०० मिमी), ५ इंच (१२५ मिमी), ६ इंच (१५० मिमी), ८ इंच (२०० मिमी), १२ इंच (३०० मिमी) आणि १८ इंच (४५० मिमी) यांचा समावेश आहे. विविध उत्पादन गरजा आणि प्रक्रिया आवश्यकतांसाठी वेगवेगळे व्यास योग्य आहेत. उदाहरणार्थ, लहान व्यासाचे वेफर्स सामान्यतः विशेष, लहान-व्हॉल्यूम मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी वापरले जातात, तर मोठ्या व्यासाचे वेफर्स मोठ्या प्रमाणात एकात्मिक सर्किट उत्पादनात उच्च उत्पादन कार्यक्षमता आणि किमतीचे फायदे दर्शवतात. पृष्ठभागाच्या आवश्यकता सिंगल-साइड पॉलिश (SSP) आणि डबल-साइड पॉलिश (DSP) म्हणून वर्गीकृत केल्या आहेत. सिंगल-साइड पॉलिश केलेले वेफर्स एका बाजूला उच्च सपाटपणा आवश्यक असलेल्या उपकरणांसाठी वापरले जातात, जसे की काही सेन्सर. डबल-साइड पॉलिश केलेले वेफर्स सामान्यतः एकात्मिक सर्किट आणि दोन्ही पृष्ठभागावर उच्च अचूकता आवश्यक असलेल्या इतर उत्पादनांसाठी वापरले जातात. पृष्ठभागाची आवश्यकता (समाप्ती): सिंगल-साइड पॉलिश केलेले एसएसपी / डबल-साइड पॉलिश केलेले डीएसपी.

प्रकार/डोपंट: (१) N-प्रकारचा अर्धवाहक: जेव्हा काही अशुद्धता अणू आंतरिक अर्धवाहकात आणले जातात तेव्हा ते त्याची चालकता बदलतात. उदाहरणार्थ, जेव्हा नायट्रोजन (N), फॉस्फरस (P), आर्सेनिक (As), किंवा अँटीमनी (Sb) सारखे पंचसंयोजक घटक जोडले जातात, तेव्हा त्यांचे संयुग्मन इलेक्ट्रॉन आसपासच्या सिलिकॉन अणूंच्या संयुग्मन इलेक्ट्रॉनसह सहसंयुग्मन बंध तयार करतात, ज्यामुळे एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन सहसंयुग्मन बंधाने बांधला जात नाही. यामुळे छिद्राच्या एकाग्रतेपेक्षा जास्त इलेक्ट्रॉन सांद्रता येते, ज्यामुळे N-प्रकारचा अर्धवाहक तयार होतो, ज्याला इलेक्ट्रॉन-प्रकारचा अर्धवाहक देखील म्हणतात. विशिष्ट पॉवर उपकरणांसारख्या मुख्य चार्ज वाहक म्हणून इलेक्ट्रॉनची आवश्यकता असलेल्या उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये N-प्रकारचा अर्धवाहक महत्त्वपूर्ण असतात. (२) P-प्रकारचा अर्धवाहक: जेव्हा बोरॉन (B), गॅलियम (Ga), किंवा इंडियम (In) सारखे त्रिसंयुग्मन अशुद्धता घटक सिलिकॉन अर्धवाहकात आणले जातात, तेव्हा अशुद्धता अणूंचे संयुग्मन इलेक्ट्रॉन आसपासच्या सिलिकॉन अणूंसह सहसंयुग्मन बंध तयार करतात, परंतु त्यांच्याकडे किमान एक संयुग्मन इलेक्ट्रॉन नसतो आणि ते पूर्ण सहसंयुग्मन बंध तयार करू शकत नाहीत. यामुळे इलेक्ट्रॉन एकाग्रतेपेक्षा जास्त छिद्रांचे प्रमाण वाढते, ज्यामुळे पी-टाइप सेमीकंडक्टर तयार होतो, ज्याला होल-टाइप सेमीकंडक्टर असेही म्हणतात. डायोड आणि काही ट्रान्झिस्टर सारख्या छिद्रे मुख्य चार्ज वाहक म्हणून काम करणाऱ्या उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये पी-टाइप सेमीकंडक्टर महत्त्वाची भूमिका बजावतात.

प्रतिरोधकता: प्रतिरोधकता ही एक महत्त्वाची भौतिक मात्रा आहे जी पॉलिश केलेल्या सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर्सची विद्युत चालकता मोजते. त्याचे मूल्य पदार्थाच्या चालकता कामगिरीचे प्रतिबिंबित करते. प्रतिरोधकता जितकी कमी असेल तितकी सिलिकॉन वेफर्सची चालकता चांगली असेल; उलट, प्रतिरोधकता जितकी जास्त असेल तितकी चालकता कमी असेल. सिलिकॉन वेफर्सची प्रतिरोधकता त्यांच्या अंतर्निहित भौतिक गुणधर्मांद्वारे निश्चित केली जाते आणि तापमानाचा देखील महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. सामान्यतः, तापमानासह सिलिकॉन वेफर्सची प्रतिरोधकता वाढते. व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये, वेगवेगळ्या मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये सिलिकॉन वेफर्ससाठी वेगवेगळ्या प्रतिरोधकता आवश्यकता असतात. उदाहरणार्थ, एकात्मिक सर्किट उत्पादनात वापरल्या जाणाऱ्या वेफर्सना स्थिर आणि विश्वासार्ह उपकरण कामगिरी सुनिश्चित करण्यासाठी प्रतिरोधकतेचे अचूक नियंत्रण आवश्यक असते.

ओरिएंटेशन: वेफरचे क्रिस्टल ओरिएंटेशन सिलिकॉन जाळीच्या क्रिस्टलोग्राफिक दिशा दर्शवते, जे सामान्यतः (१००), (११०), (१११) इत्यादी मिलर निर्देशांकांद्वारे निर्दिष्ट केले जाते. वेगवेगळ्या क्रिस्टल ओरिएंटेशनमध्ये वेगवेगळे भौतिक गुणधर्म असतात, जसे की रेषेची घनता, जी ओरिएंटेशनवर आधारित बदलते. हा फरक त्यानंतरच्या प्रक्रिया चरणांमध्ये वेफरच्या कामगिरीवर आणि मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या अंतिम कामगिरीवर परिणाम करू शकतो. उत्पादन प्रक्रियेत, वेगवेगळ्या उपकरण आवश्यकतांसाठी योग्य ओरिएंटेशनसह सिलिकॉन वेफर निवडल्याने उपकरणाची कार्यक्षमता ऑप्टिमाइझ करता येते, उत्पादन कार्यक्षमता सुधारता येते आणि उत्पादनाची गुणवत्ता वाढवता येते.

फ्लॅट/नॉच: सिलिकॉन वेफरच्या परिघावरील फ्लॅट एज (फ्लॅट) किंवा व्ही-नॉच (नॉच) क्रिस्टल ओरिएंटेशन अलाइनमेंटमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते आणि वेफरच्या निर्मिती आणि प्रक्रियेत एक महत्त्वाचा ओळखकर्ता आहे. वेगवेगळ्या व्यासांचे वेफर्स फ्लॅट किंवा नॉचच्या लांबीसाठी वेगवेगळ्या मानकांशी जुळतात. अलाइनमेंट एज प्राथमिक फ्लॅट आणि दुय्यम फ्लॅटमध्ये वर्गीकृत केले जातात. प्राथमिक फ्लॅटचा वापर प्रामुख्याने वेफरचा मूलभूत क्रिस्टल ओरिएंटेशन आणि प्रक्रिया संदर्भ निश्चित करण्यासाठी केला जातो, तर दुय्यम फ्लॅट अचूक संरेखन आणि प्रक्रियेत मदत करतो, संपूर्ण उत्पादन रेषेत वेफरचे अचूक ऑपरेशन आणि सुसंगतता सुनिश्चित करतो.

जाडी: वेफरची जाडी सामान्यतः मायक्रोमीटर (μm) मध्ये निर्दिष्ट केली जाते, ज्याची सामान्य जाडी 100μm आणि 1000μm दरम्यान असते. वेगवेगळ्या जाडीचे वेफर वेगवेगळ्या प्रकारच्या मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी योग्य असतात. पातळ वेफर (उदा., 100μm - 300μm) बहुतेकदा चिप उत्पादनासाठी वापरले जातात ज्यांना कठोर जाडी नियंत्रण आवश्यक असते, चिपचा आकार आणि वजन कमी करते आणि एकात्मता घनता वाढवते. जाड वेफर (उदा., 500μm - 1000μm) अशा उपकरणांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात ज्यांना ऑपरेशन दरम्यान स्थिरता सुनिश्चित करण्यासाठी उच्च यांत्रिक शक्तीची आवश्यकता असते, जसे की पॉवर सेमीकंडक्टर उपकरणे.

पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा: वेफरच्या गुणवत्तेचे मूल्यांकन करण्यासाठी पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा हा एक महत्त्वाचा घटक आहे, कारण तो वेफर आणि त्यानंतर जमा झालेल्या पातळ फिल्म मटेरियलमधील चिकटपणा तसेच उपकरणाच्या विद्युत कामगिरीवर थेट परिणाम करतो. तो सहसा रूट मीन स्क्वेअर (RMS) खडबडीतपणा (nm मध्ये) म्हणून व्यक्त केला जातो. कमी पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा म्हणजे वेफर पृष्ठभाग गुळगुळीत असतो, जो इलेक्ट्रॉन स्कॅटरिंगसारख्या घटना कमी करण्यास मदत करतो आणि उपकरणाची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता सुधारतो. प्रगत सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रियेत, पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा आवश्यकता अधिकाधिक कठोर होत आहेत, विशेषतः उच्च-स्तरीय एकात्मिक सर्किट उत्पादनासाठी, जिथे पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा काही नॅनोमीटर किंवा त्याहूनही कमी नियंत्रित केला पाहिजे.

एकूण जाडीतील फरक (TTV): एकूण जाडीतील फरक म्हणजे वेफर पृष्ठभागावरील अनेक बिंदूंवर मोजल्या जाणाऱ्या कमाल आणि किमान जाडीतील फरक, जो सामान्यतः μm मध्ये व्यक्त केला जातो. उच्च TTV मुळे फोटोलिथोग्राफी आणि एचिंग सारख्या प्रक्रियांमध्ये विचलन होऊ शकते, ज्यामुळे डिव्हाइसच्या कामगिरीची सुसंगतता आणि उत्पन्नावर परिणाम होतो. म्हणून, वेफर उत्पादनादरम्यान TTV नियंत्रित करणे हे उत्पादनाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी एक महत्त्वाचे पाऊल आहे. उच्च-परिशुद्धता असलेल्या मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या निर्मितीसाठी, TTV सामान्यतः काही मायक्रोमीटरच्या आत असणे आवश्यक आहे.

धनुष्य: धनुष्य म्हणजे वेफर पृष्ठभाग आणि आदर्श सपाट समतल यांच्यातील विचलन, जे सामान्यतः μm मध्ये मोजले जाते. जास्त धनुष्य असलेले वेफर्स नंतरच्या प्रक्रियेदरम्यान तुटू शकतात किंवा असमान ताण अनुभवू शकतात, ज्यामुळे उत्पादन कार्यक्षमता आणि उत्पादनाची गुणवत्ता प्रभावित होते. विशेषतः फोटोलिथोग्राफीसारख्या उच्च सपाटपणा आवश्यक असलेल्या प्रक्रियांमध्ये, फोटोलिथोग्राफिक पॅटर्नची अचूकता आणि सुसंगतता सुनिश्चित करण्यासाठी धनुष्य एका विशिष्ट श्रेणीत नियंत्रित केले पाहिजे.

वार्प: वार्प वेफर पृष्ठभाग आणि आदर्श गोलाकार आकार यांच्यातील विचलन दर्शवितो, जो μm मध्ये देखील मोजला जातो. धनुष्याप्रमाणेच, वार्प हा वेफर सपाटपणाचा एक महत्त्वाचा सूचक आहे. जास्त वार्प केवळ प्रक्रिया उपकरणांमध्ये वेफरच्या प्लेसमेंट अचूकतेवर परिणाम करत नाही तर चिप पॅकेजिंग प्रक्रियेदरम्यान समस्या देखील निर्माण करू शकते, जसे की चिप आणि पॅकेजिंग मटेरियलमधील खराब बाँडिंग, ज्यामुळे उपकरणाची विश्वासार्हता प्रभावित होते. उच्च-स्तरीय सेमीकंडक्टर उत्पादनात, प्रगत चिप उत्पादन आणि पॅकेजिंग प्रक्रियेच्या मागण्या पूर्ण करण्यासाठी वार्प आवश्यकता अधिक कठोर होत आहेत.

एज प्रोफाइल: वेफरच्या एज प्रोफाइलची प्रक्रिया आणि हाताळणी त्याच्या पुढील प्रक्रियेसाठी महत्त्वाची असते. ते सामान्यतः एज एक्सक्लुजन झोन (EEZ) द्वारे निर्दिष्ट केले जाते, जे वेफरच्या एजपासूनचे अंतर परिभाषित करते जिथे कोणत्याही प्रक्रियेला परवानगी नाही. योग्यरित्या डिझाइन केलेले एज प्रोफाइल आणि अचूक EEZ नियंत्रण प्रक्रियेदरम्यान एज दोष, ताण सांद्रता आणि इतर समस्या टाळण्यास मदत करते, ज्यामुळे एकूण वेफर गुणवत्ता आणि उत्पन्न सुधारते. काही प्रगत उत्पादन प्रक्रियांमध्ये, एज प्रोफाइलची अचूकता सब-मायक्रॉन पातळीवर असणे आवश्यक आहे.

कणांची संख्या: वेफर पृष्ठभागावरील कणांची संख्या आणि आकार वितरण मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या कार्यक्षमतेवर लक्षणीय परिणाम करते. जास्त किंवा मोठे कण उपकरणांमध्ये बिघाड होऊ शकतात, जसे की शॉर्ट सर्किट किंवा गळती, ज्यामुळे उत्पादनाचे उत्पादन कमी होते. म्हणून, कणांची संख्या सामान्यतः प्रति युनिट क्षेत्रफळातील कणांची गणना करून मोजली जाते, जसे की 0.3μm पेक्षा मोठ्या कणांची संख्या. उत्पादनाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी वेफर उत्पादनादरम्यान कणांच्या संख्येचे कठोर नियंत्रण हे एक आवश्यक उपाय आहे. वेफर पृष्ठभागावरील कणांचे दूषित होणे कमी करण्यासाठी प्रगत स्वच्छता तंत्रज्ञान आणि स्वच्छ उत्पादन वातावरण वापरले जाते.

संबंधित उत्पादन

सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर सी सब्सट्रेट प्रकार एन/पी पर्यायी सिलिकॉन कार्बाइड वेफर

स्टॉकमध्ये FZ CZ Si वेफर १२ इंच सिलिकॉन वेफर प्राइम किंवा टेस्ट