هنگام انتخاب ویفرهای مناسب به چه شاخص هایی باید توجه کرد؟

انتخاب ویفر تأثیر بسزایی در توسعه و ساخت دستگاه های نیمه هادی دارد.ویفرانتخاب باید بر اساس الزامات سناریوهای کاربردی خاص هدایت شود و باید با استفاده از معیارهای حیاتی زیر به دقت ارزیابی شود.

1. تنوع ضخامت کل:

تفاوت بین حداکثر و حداقل ضخامت اندازه گیری شده در سطح ویفر به عنوان TTV شناخته می شود.  این یک معیار مهم برای اندازه گیری یکنواختی ضخامت است و عملکرد بالاتر با مقادیر کوچکتر نشان داده می شود.

2. کمان و تار:

نشانگر کمان بر روی افست عمودی ناحیه مرکز ویفر تمرکز می کند که فقط حالت خمش موضعی را منعکس می کند. برای ارزیابی سناریوهایی که به مسطح بودن محلی حساس هستند مناسب است. نشانگر Warp برای ارزیابی صافی و اعوجاج کلی مفید است زیرا انحراف کل سطح ویفر را در نظر می گیرد و اطلاعاتی در مورد صافی کلی برای کل ویفر ارائه می دهد.

3. ذرات:

آلودگی ذرات روی سطح ویفر می تواند بر ساخت و عملکرد دستگاه تأثیر بگذارد، بنابراین لازم است تولید ذرات در طول فرآیند تولید به حداقل برسد و از فرآیندهای تمیز کردن ویژه برای کاهش و حذف آلودگی ذرات سطحی استفاده شود.

4. زبری:

زبری به شاخصی اطلاق می شود که صافی سطح ویفر را در مقیاس میکروسکوپی اندازه گیری می کند که با صافی ماکروسکوپی متفاوت است. هر چه زبری سطح کمتر باشد، سطح صاف تر است. مسائلی مانند رسوب ناهموار لایه نازک، لبه‌های الگوی فوتولیتوگرافی تار، و عملکرد ضعیف الکتریکی می‌تواند ناشی از زبری بیش از حد باشد.

5. نقص:

عیوب ویفر به ساختارهای شبکه ای ناقص یا نامنظم ناشی از پردازش مکانیکی اشاره دارد که به نوبه خود لایه های آسیب کریستالی حاوی میکرولوله ها، دررفتگی ها، خراش ها را تشکیل می دهند. به خواص مکانیکی و الکتریکی ویفر آسیب می رساند و در نهایت ممکن است منجر به خرابی تراشه شود.

6. نوع هدایت/ناخالصی:

دو نوع ویفر بسته به اجزای دوپینگ نوع n و نوع p هستند. ویفرهای نوع n معمولاً برای دستیابی به رسانایی با عناصر گروه V دوپ می شوند. فسفر (P)، آرسنیک (As) و آنتیموان (Sb) عناصر دوپینگ رایج هستند. ویفرهای نوع P عمدتاً با عناصر گروه III، معمولاً بور (B) دوپ می شوند. سیلیکون دوپ نشده را سیلیکون ذاتی می نامند. اتم های داخلی آن توسط پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل شده و ساختاری جامد را تشکیل می دهند و آن را به یک عایق الکتریکی پایدار تبدیل می کنند. با این حال، هیچ ویفر سیلیکونی ذاتی وجود ندارد که در تولید واقعی کاملاً عاری از ناخالصی باشد.

7- مقاومت:

کنترل مقاومت ویفر ضروری است زیرا به طور مستقیم بر عملکرد دستگاه های نیمه هادی تأثیر می گذارد. به منظور اصلاح مقاومت ویفرها، سازندگان معمولا آنها را دوپ می کنند. غلظت های ناخالص بالاتر باعث مقاومت کمتر می شود، در حالی که غلظت های ناخالص کمتر باعث مقاومت بیشتر می شود.

در خاتمه، توصیه می‌شود قبل از انتخاب ویفر، شرایط فرآیند بعدی و محدودیت‌های تجهیزات را روشن کنید و سپس انتخاب خود را بر اساس شاخص‌های بالا انجام دهید تا از اهداف دوگانه کوتاه‌تر کردن چرخه توسعه دستگاه نیمه‌رسانا و بهینه‌سازی هزینه‌های ساخت اطمینان حاصل کنید.