Wafer là gì? Có đặc điểm như thế nào?

Wafer là một miếng silicon mỏng chừng 30 mil (0.76 mm) được cắt ra từ thanh silicon hình trụ. Thiết bị này được sử dụng với tư cách là vật liệu nền để sản xuất vi mạch tích hợp (người ta ; lên trên đó những vật liệu khác nhau để tạo ra những vi mạch với những đặc tính khác nhau. Vật liệu đó thường là các hợp kim như: GaSb, GaAs, GaP ). Đa số, các vi mạch hiện nay đều được sản xuất bằng cách cấy wafer khác nhau để tạo ra những vi mạch với những đặc tính khác nhau, phụ thuộc vào môi trường ứng dụng của vi mạch mà lựa chọn các wafer phù hợp

Các wafer có kích thước trung bình từ 25,4mm (1 inch) ; 200mm (7.9 inch). Với sự phát triển của ngành công nghệ vi mạch hiện nay, các hãng sản xuất vi mạch nổi tiếng trên thế giới như Intel, TSMC hay Samsung đã nâng kích thước của wafer lên 300mm (12 inch), thậm chí lên 450mm (18 inch). Việc kích thước wafer được tăng lên đã làm cho giá thành của một vi mạch trở nên rất rẻ. Như vậy, trong quá trình sản xuất, nếu sản xuất được wafer càng lớn thì chi phí sản xuất sẽ giảm (do tiết kiệm được vật liệu sản xuất).

Quy trình sản xuất Wafer

Sản xuất wafer là một quy trình rất khó khăn và đòi hỏi rất nhiều kĩ thuật. Đa số các doanh nghiệp sản xuất hiện nay đều sử dụng chung một quy trình.

Chuẩn bị tấm wafer:

Đây là bước tinh chế (xử lý hóa học);cát (SiO2) thành Silic nguyên chất (99.9999%). Silic đã tinh lọc được nung chảy và trở thành thỏi hình trụ.;Silic nguyên chất sẽ được pha thêm tạp chất là các nguyên tố nhóm 3 hoặc nhóm 5. Ví dụ pha B sẽ được wafer loại p, pha P sẽ ra wafer loại n;Những thỏi silic đó sẽ được cắt thành các tấm tròn đường kính 200mm(8 inch);hoặc 300mm(12 inch);với bề dày cỡ 750um và được đánh bóng cho đến khi chúng có bề mặt hoàn hảo, nhẵn bóng như gương. Có các công ty chuyên sản xuất silicon wafer. Chẳng hạn Shin’Etsu là công ty cung cấp khoảng 40% silicon wafer cho thị trường bán dẫn Nhật Bản. Giá một tấm wafer 200mm khoảng 20 USD

2. Các quá trình xử lý wafer

Phòng sạch

Mọi quá trình công nghệ chế tạo mạch tổ hợp được tiến hành trong phòng sạch. Đó là nơi con người cần phải xử lý các thông số môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và lưu thông khí sao cho số hạt bụi có trong một đơn vị thể tích là nhỏ hơn rất nhiều so với môi trường bình thường. Độ sạch của phòng sạch khi được chế tạo phải tuân thủ những tiêu chuẩn ISO khác nhau (từ ISO 1 đến ISO 9 trong đó ISO 1 có độ sạch cao nhất tương đương với 10 hạt bụi kích thước nhỏ hơn 0.1 micron trong một phút khối) độ sạch càng lớn thì chi phí vận hành càng tốn kém.

Xử lý bề mặt:

Đó là việc đầu tiên người làm công nghệ cần thực hiện trong phòng sạch. Công đoạn làm sạch bề mặt phiến (silicon) thường được thực hiện nhờ các axit mạnh, các chất có tính ôxi hoá như HNO3, H2SO4 H2O2 và HF. Việc xử lý bề mặt sẽ giúp chúng ta loại bỏ những tạp chất vô cơ, hữu cơ hoặc sai hỏng trên bề mặt tấm silicon trước khi chuyển nó vào những bước công nghệ tiếp theo. Kỹ thuật làm sạch thường sử dụng là RCA clean (wet cleaning) bao gồm nhiều bước

 

[woovn_posts_related]

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *