En halvledarskiva är en halvfabrikat i den tekniska processen för tillverkning av halvledarenheter , mikrokretsar och solceller .
Den är gjord av enkristaller av germanium , kisel , kiselkarbid , galliumarsenid och fosfid och andra halvledarmaterial.
Det är en tunn (250-1000 mikron ) platta med en diameter på upp till 450 mm i moderna tekniska processer, på vars yta en rad diskreta halvledarenheter eller integrerade kretsar bildas med hjälp av plana teknikoperationer .
Efter att ha skapat en uppsättning av de nödvändiga halvledarstrukturerna, bryts plattan, efter att ha skårat längs fellinjerna med ett diamantverktyg, i separata kristaller ( chips ).
Den industriella produktionen av halvledarskivor är väsentlig för produktionen av integrerade kretsar och halvledarenheter.
Kiselwafers är gjorda av ultraren (renhet i storleksordningen 99,9999999%) [1] kiselenkristall med en låg koncentration av defekter och dislokationer [2] . Silikonenkristaller odlas med Czochralski-metoden [3] [4] följt av rening genom zonsmältning .
Sedan skärs enkristallen till tunna skivor med en stapel diamantskivor med en inre skärkant eller en trådsåg med en suspension av diamantdamm, sågningen utförs parallellt med ett visst kristallografiskt plan (för kisel är detta vanligtvis {111} plan). Orienteringen av skärningen i förhållande till det kristallografiska planet styrs av röntgendiffraktionsmetoden .
Efter sågning av en enkristall utsätts plattorna för mekanisk slipning och polering till ytans optiska renhet och ytförberedelsen avslutas med kemisk etsning av ett tunt lager för att avlägsna mikrosprickor och ytdefekter som finns kvar efter mekanisk polering [5] .
Vidare, i de flesta tekniska processer, appliceras ett tunt lager av ultrarent kisel med en strikt specificerad dopämneskoncentration på en av waferytorna genom den epitaxiella metoden . I detta skikt, i efterföljande tekniska operationer, bildas strukturen av ett flertal halvledaranordningar eller integrerade kretsar med användning av diffusion av föroreningar, oxidation, filmavsättning.
Diametrar för runda tallrikar:
De mest populära storlekarna från och med 2011: 300 mm, 200 mm, 150 mm [7] . De flesta moderna VLSI-tillverkningsprocesser (som börjar runt 130nm) använder vanligtvis 300 mm wafers.