Si Wafer / Substrate ضخامت 8 اینچ 675-775 μm، نوع P/N ، جهت گیری 111, دو طرفه / یک طرفه

8inch Si Wafer Si Substrate 111 پولیشینگ P Type N Type نیمه هادی برای سیستم های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) یا دستگاه های نیمه هادی قدرت یا اجزای نوری و سنسورها

سیلیکون 8 اینچی با (111) کریستال

وافر سیلیکونی 8 اینچی با جهت گیری کریستالی (111) یک قطعه حیاتی در صنعت نیمه هادی است که به طور گسترده در کاربردهای پیشرفته مانند الکترونیک قدرت،سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS)، فوتونیک و سلول های خورشیدی. این وفر از سیلیکون خالص ساخته شده است و جهت گیری کریستالی منحصر به فرد آن (111)و خواص حرارتی که برای فرآیندهای نیمه هادی خاص و طراحی دستگاه ضروری است.

سیلیکون وفر چیه؟

وفر سیلیکون یک دیسک نازک و مسطح است که از کریستال های سیلیکون با خلوص بالا ساخته شده است. این به عنوان بستر پایه برای تولید مدارهای یکپارچه (IC) و سایر دستگاه های نیمه هادی استفاده می شود.وفر مراحل پردازش مختلفی مانند اکسیداسیون را تجربه می کند، فوتولیتوگرافی، حکاکی و دوپینگ برای ایجاد مدارهای پیچیده ای که در طیف گسترده ای از دستگاه های الکترونیکی استفاده می شود.

جهت گیری کریستالی و اهمیت آن

در جهت گیری کریستالی یک وافر سیلیکون به ترتیب اتم های سیلیکون در شبکه کریستالی اشاره دارد. این به طور معمول توسط شاخص های میلر مانند (100) ، (110) و (111) نشان داده می شود.جهت گیری (111) در وافرهای سیلیکون به این معنی است که اتم ها در یک جهت خاص در ساختار کریستالی قرار دارند.این جهت گیری به طور قابل توجهی بر خواص فیزیکی وافر مانند انرژی سطح، ویژگی های حکاکی و تحرک حامل تأثیر می گذارد که برای بهینه سازی عملکرد دستگاه بسیار مهم است.

مزایای (111) جهت گیری کریستال:

1. ویژگی های الکتریکی بهبود یافته: جهت گیری (111) به طور معمول هدایت حرارتی بهتر و عملکرد الکتریکی بهتر، به ویژه در دستگاه های نیمه هادی قدرت را ارائه می دهد.
2. برای دستگاه های برق بهینه شده: جهت گیری وافر (111) در دستگاه های نیمه هادی قدرت به دلیل ولتاژ شکستن بالا، تبعید حرارتی عالی و ثبات در ولتاژ های بالا ترجیح داده می شود.
3. بهبود مدیریت حرارتی: کریستال (111) باعث هدایت گرما بهتر می شود که برای کاربردهای قدرتمند مانند ترانزیستورها و دیودها ضروری است.
4. مورفولوژی سطح بهتر: سطح (111) تمایل به نشان دادن سطوح صاف تر دارد، که برای برخی از فرآیندهای میکروفابریکشن و دستگاه های MEMS ایده آل است.

مشخصات سیلیکون 8 اینچ (111)

1. قطر: سیلیکون 8 اینچ (200 میلی متر) یک اندازه استاندارد است که در ساخت نیمه هادی استفاده می شود. اندازه آن اجازه می دهد تا چندین تراشه از یک ویفر واحد ایجاد شود،که باعث می شود برای تولید انبوه از لحاظ هزینه موثر باشد.
2. ضخامت: ضخامت معمولی یک بلوک سیلیکونی 8 اینچی (111) حدود 675-775 میکروم (μm) است، اگرچه ضخامت می تواند بسته به نیازهای خاص مشتری متفاوت باشد.
3. مقاومت: مقاومت وافر برای تعیین ویژگی های الکتریکی آن بسیار مهم است. مقاومت به طور معمول از 1 Ω · cm تا 1000 Ω · cm است، با دوپینگ نوع N و P که بر این مقدار تأثیر می گذارد..مقاومت می تواند برای پاسخگویی به خواسته های برنامه های کاربردی مختلف مانند الکترونیک قدرت یا سلول های خورشیدی طراحی شود.
4. نوع دوپینگ: وافرهای سیلیکونی می توانند با ناخالصی های نوع P یا نوع N مانند بور (نوع P) یا فسفر (نوع N) ، برای کنترل رسانایی الکتریکی آنها استفاده شوند.وافرهای نوع N اغلب برای کاربردهای با کارایی بالا مانند سلول های فتوولتائیک به دلیل تحرک الکترونی آنها ترجیح داده می شوند.
5. کیفیت سطح: سطح وافر تا پایان بسیار صاف با خشکی (RMS) کمتر از 1 نانومتر شسته می شود.این تضمین می کند که وفر مناسب برای پردازش دقیق مورد نیاز در تولید نیمه هادی استتغییرات کل ضخامت (TTV) به طور معمول کمتر از 20 μm است، که یکسانی را در سراسر وفر تضمین می کند.
6. مسطح یا شکسته: برای تسهیل جهت گیری در هنگام پردازش دستگاه، وافر به طور معمول با یک صفحه صاف یا شکاف در لبه خود نشان داده می شود که جهت گیری کریستالی را نشان می دهد.این کمک می کند در تراز وافر در طول فتو لیتوگرافی و خط کش مراحل.

کاربردهای سیلیکون 8 اینچ (111)

1. دستگاه های نیمه هادی قدرت: وفر سیلیکونی 8 اینچ (111) به طور گسترده ای در دستگاه های قدرت مانند دیودها، ترانزیستورها و MOSFETهای قدرت (ترانزیستورهای اثر میدان فلز اکسید نیمه هادی) استفاده می شود.این دستگاه ها برای مدیریت ولتاژ بالا و جریان در کاربردهایی مانند وسایل نقلیه الکتریکی (EV) ضروری هستند، سیستم های انرژی تجدید پذیر (مانند انرژی خورشیدی و بادی) و شبکه های برق.

2. سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS): دستگاه های MEMS، که اجزای مکانیکی و الکتریکی را در یک تراشه واحد ترکیب می کنند، از جهت گیری (111) به دلیل قدرت مکانیکی، دقت و خواص سطحی آن بهره مند می شوند.دستگاه های MEMS در کاربردهای مختلف مانند سنسورها استفاده می شوند، محرک ها، شتاب سنجها و ژایروسکوپ هایی که در وسایل الکترونیکی خودرو، پزشکی و مصرفی یافت می شوند.

3. سلول های خورشیدی: جهت گیری (111) می تواند عملکرد سلول های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون را افزایش دهد.قابلیت حرکت الکترونی فوق العاده و خواص جذب نور کارآمد، آن را برای پانل های خورشیدی با کارایی بالا مناسب می کند، که هدف آن تبدیل بیشتر نور خورشید به انرژی الکتریکی است.

4. دستگاه های اپتو الکترونیک: وافرهای سیلیکونی (111) همچنین در دستگاه های اپتو الکترونیک از جمله سنسورهای نور، فتودتکتورها و لیزرها استفاده می شود.ساختار کریستالی با کیفیت بالا و خواص سطح آن از دقت بالا مورد نیاز در این برنامه ها پشتیبانی می کند.

5. IC های با عملکرد بالا: برخی از مدارهای یکپارچه با کارایی بالا (IC) ، از جمله آنهایی که در برنامه های RF (فریکونسی رادیویی) و سنسورها استفاده می شوند،استفاده از (111) وافرهای سیلیکونی جهت یافته برای استفاده از خواص فیزیکی منحصر به فرد آنها.

تصویر استفاده از وافرهای Si

فرآیند تولید

فرآیند تولید یک وفر سیلیکونی 8 اینچی (111) معمولاً شامل چندین مرحله کلیدی است:

1. رشد کریستالی: سیلیکون با خلوص بالا ذوب می شود و به کریستال های بزرگ تک نفره با استفاده از روش هایی مانند فرآیند Czochralski رشد می کند.
2. برش وافره: کریستال سیلیکون به دیسک های نازک و مسطح از قطر مورد نظر برش داده می شود.
3. پولیش و تمیز کردن: وفر تا پایان صاف و شبیه به آینه برای حذف نقایص سطحی و آلودگی شیک می شود.
4. بازرسی و کنترل کیفیت: وافرها با استفاده از تجهیزات متروولوژی پیشرفته به طور دقیق برای نقص، تغییرات ضخامت و جهت گیری کریستال بررسی می شوند.

نتیجه گیری

سیلیکون 8 اینچ (111) یک ماده بسیار تخصصی است که نقش مهمی در فناوری های پیشرفته ای دارد. ساختار کریستالی آن مزایای منحصر به فردی از نظر الکتریکی،حرارتیبا ارائه پارامترهای قابل تنظیم مانند مقاومت، ضخامت،و نوع دوپینگ، این وافر می تواند متناسب با نیازهای خاص کاربردهای مختلف باشد و به پیشرفت الکترونیک مدرن و راه حل های انرژی کمک کند.