En halvlederwafer er et halvfabrikat i den teknologiske proces til produktion af halvlederenheder , mikrokredsløb og fotovoltaiske celler .
Det er lavet af enkeltkrystaller af germanium , silicium , siliciumcarbid , galliumarsenid og phosphid og andre halvledermaterialer.
Det er en tynd (250-1000 mikron ) plade med en diameter på op til 450 mm i moderne teknologiske processer, på hvis overflade en række diskrete halvlederenheder eller integrerede kredsløb dannes ved hjælp af plane teknologioperationer .
Efter at have oprettet en række af de nødvendige halvlederstrukturer, bliver pladen, efter indhakning langs fejllinjerne med et diamantværktøj, brudt i separate krystaller ( chips ).
Den industrielle produktion af halvlederwafere er afgørende for produktionen af integrerede kredsløb og halvlederenheder.
Siliciumwafers er lavet af ultrarent (renhed i størrelsesordenen 99,9999999%) [1] siliciumenkeltkrystal med en lav koncentration af defekter og dislokationer [2] . Silicium-enkeltkrystaller dyrkes ved Czochralski-metoden [3] [4] efterfulgt af oprensning ved zonesmeltning .
Derefter skæres enkeltkrystallen i tynde skiver med en stak diamantskiver med en indvendig skærkant eller en trådsav ved hjælp af en suspension af diamantstøv, savningen udføres parallelt med et bestemt krystallografisk plan (for silicium er dette normalt {111} fly). Orienteringen af snittet i forhold til det krystallografiske plan styres af røntgendiffraktionsmetoden .
Efter savning af en enkelt krystal udsættes pladerne for mekanisk slibning og polering til overfladens optiske renhed, og overfladeforberedelsen afsluttes ved kemisk ætsning af et tyndt lag for at fjerne mikrorevner og overfladefejl, der er tilbage efter mekanisk polering [5] .
I de fleste teknologiske processer påføres et tyndt lag ultrarent silicium med en strengt specificeret doteringsmiddelkoncentration på en af waferoverfladerne ved den epitaksiale metode . I dette lag, i efterfølgende teknologiske operationer, dannes strukturen af en flerhed af halvlederanordninger eller integrerede kredsløb ved hjælp af diffusion af urenheder, oxidation, filmaflejring.
Runde pladediametre:
De mest populære størrelser fra 2011: 300 mm, 200 mm, 150 mm [7] . De fleste moderne VLSI-fremstillingsprocesser (startende omkring 130nm) bruger typisk 300 mm wafers.