Uitgebreide Analyse van Silicium Wafer Parameters: Van Grondbeginselen tot Toepassingen

Uitgebreide analyse van de parameters van siliciumwafers: van de basis tot de toepassingen

I. Inleiding

Siliciumwafers vormen de hoeksteen van de halfgeleiderindustrie en worden veel gebruikt in chipproductie, fotovoltaïsche technologie, MEMS (micro-electro-mechanische systemen) en meer.Hun prestaties hebben een directe invloed op de opbrengstHet begrip van de parameters van siliciumwafers is dus van cruciaal belang voor professionals op verwante gebieden.Dit artikel geeft een gedetailleerd overzicht van de eigenschappen van siliciumwafers, met inbegrip van kristalstructuur, geometrische afmetingen, oppervlaktekwaliteit, elektrische eigenschappen, mechanische prestaties en praktische toepassingen.

Vervaardiging van halfgeleiderwafels

II. Basisbegrippen en indeling van siliciumwafers

1Definitie van siliciumwafers

Siliciumwafers zijn dunne plakjes monokristallijn silicium die worden geproduceerd door middel van snijden, slijpen en polijsten.opto-elektronische apparaten, enz. Gebaseerd op de productiemethoden en toepassingen worden siliciumwafers ingedeeld als:

· CZ (Czochralski) wafers:Hoge zuiverheid, uniform monokristallijn silicium voor precisie-IC's.

· FZ (Float-Zone) wafers:Ultra-lage dislocatie dichtheid, ideaal voor geavanceerde node chips.

· Multicristalliene wafers:Kosteneffectief voor massaproductie (bijv. zonnecellen).

· Sapfiersubstraten:Niet van silicium, maar wordt gebruikt in LED's vanwege de hoge hardheid en thermische stabiliteit.

ZMSH's 8 inch siliconen wafers

III. Belangrijkste parameters van siliciumwafers

1Geometrische afmetingen

· Dikte: varieert van 200 μm tot 750 μm (± 2 μm tolerantie).

· Diameter: standaard is 300 mm; geavanceerde wafers kunnen 450 mm of 600 mm gebruiken.

· Totaal dikteverschil (TTV): Critisch voor uniformiteit, meestal ≤3 μm.

Verdeling van de testpunten voor abnormale siliconenwaferdikte

2. Oppervlakte kwaliteit

· Oppervlakrauwheid: < 0,2 nm RMS voor een hoogprecisie-litografie.

· Defecten: Schrammen (lengte < 50 μm), putten (diepte < 0,3 μm), verontreiniging door deeltjes (< 0,1 μm).

Detectie van oppervlaktefouten op siliciumwafers

· Schoonheid: metalen residuen < 10 ppm om verontreiniging van het apparaat te voorkomen.

3Elektrische eigenschappen

· Resistiviteit:

- CZ: 0,001·100 Ω·cm.

- FZ: 100­20 000 Ω·cm (voor apparaten met een hoog vermogen).

· Levensduur van de drager: > 100 μs voor optimale prestaties.

· Dopingtype: P-type, N-type of intrinsiek (niet-dopeerd) voor een op maat gemaakte geleidbaarheid.

4. Kristalkwaliteit

· Dislocatie dichtheid: < 100 cm−2 voor hoogwaardige wafers.

· Zuurstofgehalte: 107·108 atomen/cm3 (beïnvloedt de thermische stabiliteit).

· Micro-defecten: micro-scheuren, leegtes en metaalverontreinigingen moeten tot een minimum worden beperkt.

5. Mechanische eigenschappen

· Boog: ≤ 20 μm (afwijking van de vlakheid).

· Warp: ≤ 30 μm (global non-planarity).

· Buigsterkte: cruciaal voor duurzaamheid tijdens het snijden/malen.

6Procescompatibiliteit

· Afsnijhoek: typisch < 7° voor een uniforme epitaxiale groei.

· Kristaloriëntatie: bv. (111) voor etsenbestendige lithografie.

• Vervaardigingsmethoden: eenzijdig/dubbelzijdig polijsten, ultradunne/dikke verwerking, snijden, boren en randprofielen.

Productieproces van siliciumwafers

IV. Verzoeken

1. halfgeleider-IC's:Waferparameters (warp, weerstand, metaalverontreiniging) bepalen de prestaties van de chip.

2. fotovoltaïsche installaties:Multicristalliene wafers domineren zonnecellen; dikte en oppervlakkegehalte beïnvloeden efficiëntie.

3MEMS:De oppervlakte en de mechanische precisie bepalen de betrouwbaarheid van de sensor/actuator.

4Deeltjesdetectoren:Hoogenergiefysica is gebaseerd op de waferdikte en de ruimtelijke resolutie.

V. Toekomstige trends

· Kleine knooppunten:Dunner wafers voor geavanceerde IC's.

· Strenger toleranties:Verbeterde oppervlakte/geometrische precisie.

· Alternatieve materialen:Saffirijn, SiC voor niche toepassingen.

· Slimme productie:AI-gedreven procesoptimalisatie.

VI. Conclusie

Silicon wafers zijn cruciaal voor de innovatie van halfgeleiders.Samenwerken met deskundigen als ZMSH, die precisie aanpassen., end-to-end kwaliteitscontrole en schaalbare oplossingen  stelt de industrie in staat om technologische grenzen te verleggen.

* Neem contact met ons op voor eventuele auteursrechtelijke problemen, en wij zullen deze onmiddellijk aanpakken.