Pembuatan wafer

Seiring kemajuan teknologi, permintaan akanwaferterus meningkat. Saat ini, ukuran wafer silikon yang umum di pasar domestik adalah 100mm, 150mm, dan 200mm. Meningkatkan diameter silikonwaferdapat mengurangi biaya produksi setiap chip, sehingga menyebabkan meningkatnya permintaan wafer silikon 300mm. Namun, diameter yang lebih besar juga menerapkan persyaratan yang lebih ketat pada parameter utama, seperti kerataan permukaan wafer, kontrol pengotor jejak, cacat internal, dan kandungan oksigen. Akibatnya, pembuatan wafer telah menjadi fokus utama penelitian dalam produksi chip.

Sebelum mempelajari pembuatan wafer, penting untuk memahami struktur kristal yang mendasarinya.

Perbedaan dalam organisasi atom internal suatu bahan merupakan faktor penting dalam membedakannya. Bahan kristal, seperti silikon dan germanium, memiliki atom yang tersusun dalam struktur periodik tetap, sedangkan bahan non-kristal, seperti plastik, tidak memiliki susunan teratur ini. Silikon telah muncul sebagai bahan utama wafer karena strukturnya yang unik, sifat kimia yang menguntungkan, kelimpahan alami, dan keunggulan lainnya.

Bahan kristal memiliki dua tingkat organisasi atom. Tingkat pertama adalah struktur atom individu, membentuk sel satuan yang berulang secara berkala di seluruh kristal. Tingkat kedua mengacu pada susunan keseluruhan sel satuan ini, yang dikenal sebagai struktur kisi, di mana atom menempati posisi tertentu di dalam kisi. Jumlah atom dalam sel satuan, posisi relatifnya, dan energi ikat di antara atom-atom tersebut menentukan berbagai sifat material. Struktur kristal silikon dikategorikan sebagai struktur berlian, terdiri dari dua set kisi kubik berpusat muka yang diimbangi sepanjang diagonal sebesar seperempat panjang diagonal.

Karakteristik periodisitas dan simetri dalam kristal memerlukan metode yang lebih sederhana untuk menggambarkan posisi atom daripada menggunakan sistem koordinat persegi panjang tiga dimensi yang universal. Untuk lebih menggambarkan distribusi atom dalam kristal berdasarkan periodisitas kisinya, kami memilih sel satuan berdasarkan tiga prinsip panduan. Sel satuan ini secara efektif mencerminkan periodisitas dan simetri kristal dan berfungsi sebagai satuan berulang terkecil. Setelah koordinat atom dalam sel satuan ditentukan, kita dapat dengan mudah menyimpulkan posisi relatif partikel di seluruh kristal. Dengan membangun sistem koordinat berdasarkan tiga vektor tepi sel satuan, kita dapat menyederhanakan proses mendeskripsikan struktur kristal secara signifikan.

Bidang kristal didefinisikan sebagai permukaan datar yang dibentuk oleh susunan atom, ion, atau molekul di dalam kristal. Sebaliknya, arah kristal mengacu pada orientasi spesifik susunan atom tersebut.

Bidang kristal direpresentasikan menggunakan indeks Miller. Biasanya, tanda kurung () menunjukkan bidang kristal, tanda kurung siku [] menunjukkan arah kristal, tanda kurung siku <> menandakan kelompok arah kristal, dan tanda kurung kurawal {} menunjukkan kelompok bidang kristal. Dalam manufaktur semikonduktor, bidang kristal yang paling umum digunakan untuk wafer silikon adalah (100), (110), dan (111). Setiap bidang kristal memiliki karakteristik unik, sehingga cocok untuk proses produksi yang berbeda.

Misalnya, (100) bidang kristal sebagian besar digunakan dalam pembuatan perangkat MOS karena sifat permukaannya yang menguntungkan, yang memfasilitasi kontrol atas tegangan ambang batas. Selain itu, wafer dengan bidang kristal (100) lebih mudah ditangani selama pemrosesan dan memiliki permukaan yang relatif datar, sehingga ideal untuk memproduksi sirkuit terpadu skala besar. Sebaliknya, (111) bidang kristal, yang memiliki kepadatan atom lebih tinggi dan biaya pertumbuhan lebih rendah, sering digunakan dalam perangkat bipolar. Bidang-bidang ini dapat dicapai dengan mengatur arah kristal secara hati-hati selama proses pertumbuhan dengan memilih arah kristal benih yang sesuai.

Bidang kristal (100) sejajar dengan sumbu Y-Z dan memotong sumbu X pada titik yang nilai satuannya adalah 1. Bidang kristal (110) memotong sumbu X dan Y, sedangkan bidang kristal (111) berpotongan ketiga sumbu: X, Y, dan Z.

Dalam perspektif struktur, bidang kristal (100) berbentuk persegi, sedangkan bidang kristal (111) berbentuk segitiga. Karena variasi struktur antar bidang kristal yang berbeda, cara pecahnya wafer juga berbeda. Wafer yang berorientasi sepanjang <100> cenderung pecah menjadi bentuk persegi atau membuat patahan pada sudut siku-siku (90°), sedangkan wafer yang berorientasi sepanjang <111> pecah menjadi fragmen segitiga.

Mengingat sifat kimia, listrik, dan fisik unik yang terkait dengan struktur internal kristal, orientasi kristal spesifik wafer berdampak signifikan terhadap kinerja keseluruhannya. Oleh karena itu, sangat penting untuk menjaga kontrol ketat terhadap orientasi kristal selama proses preparasi.

Semicorex menawarkan kualitas tinggiwafer semikonduktor. Jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan detail tambahan, jangan ragu untuk menghubungi kami.

Hubungi telepon #+86-13567891907

Email: penjualan@semicorex.com