SILIZIUM WAFER
Material
Der Ingot, aus welchem einkristalline Silicium-Wafer hergestellt werden, können entweder über das Czochralski- oder Float-Zone-Verfahren gewachsen werden. Die preiswerten CZ-Wafer werden mit Abstand am häufigsten eingesetzt, während die deutlich teureren FZ-Wafer dort Anwendung finden, wo Substrate mit sehr hohem Widerstand (> 100 Ohm cm) oder/und geringsten Verunreinigungen durch Kohlenstoff oder Sauerstoff erfordert werden.
Durchmesser und Form
Wir können Si-Wafer mit 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 8 Zoll Durchmesser anbieten. Wenn nicht anders angegeben bedeutet „Zoll“ in diesem Zusammenhang nur für 1 und 2 Zoll Wafer 25,4 mm, ab 4 Zoll beträgt der Durchmesser ein Vielfaches von 25,0 mm (z. B. 100 mm für 4 Zoll). Neben runden Wafern sind auch in rechteckige Stücke vereinzelte Wafer möglich. Aufgrund der hohen Fixkosten bei dem Prozess der Vereinzelung machen aus ökonomischer Sicht meist nur Bestellmengen Sinn, welche der Vereinzelung von ca. 25 Ausgangswafern entsprechen. Häufiger angefragte vereinzelte Wafer halten wir jedoch auch gelegentlich in kleineren Stückzahlen auf Lager.
Orientierung und Dicke
Silicium-Wafer können wir in der Kristallorientierung <100> und <111> anbieten, <110>-orientierte Wafer sind u. U. auf Anfrage möglich. Gegen die Hauptkristallrichtungen definiert verkippte Wafer können wir nur in Ausnahmefällen und größeren Stückzahlen anbieten. Neben vom Waferdurchmesser abhängigen Standarddicken (279 μm bei 2 Zoll, 380 μm bei 3 Zoll, 525 μm bei 4 und 5 Zoll, 675 μm bei 6 Zoll und 725 μm bei 8 Zoll) sind je nach Durchmesser auch dünnere Wafer bis ca. 180 μm möglich. Nach oben ist die Dicke bei ein- oder beidseitig polierten Wafern aus technologischen Gründen auf ca. 2 mm begrenzt. Dickere Wafer bzw. Zylinder sind möglich, wenn die Stirnseiten weder geschliffen noch poliert sein müssen, dann limitiert die Länge des Ingots (typ. mehrere 10 cm) die Dicke des Wafers bzw. Länge des Zylinders.
Oberfläche
Silizium-Wafer sind üblicherweise ein- oder beidseitig poliert. Die Rauigkeit (rms) ist meist auf < 1,5 nm oder < 1,0 nm spezifiziert, die nicht polierte Seite(n) auf eine Rauigkeit im μm-Maßstab geätzt. Neben der Rauigkeit definieren auch feinste Polierspuren die Oberflächenqualität der polierten Seite(n), was über die Größe S/D (meist 40/20) definiert ist. Auf Wunsch können Wafer auch mit Oberflächen „as cut“, also ohne weitere Oberflächenbearbeitungsschritte nach dem Sägen beschaffen sein.
Prime-, Test- und Dummy-Qualität
Die Spezifikationen für Prime- und Test-grade richten sich nach SEMI Standards. Der Preisunterschied ist vergleichsweise gering, die Unterschiede in den Spezifikationen ebenfalls: Im Wesentlichen besitzen Test-grade Wafer eine größere Toleranz bei der Spezifikation der Partikel, gelegentlich auch größere Widerstandsbereiche (z. B. 1-20 statt 1-10 ohm cm). Unter die Bezeichnung „Dummy-grade“ fallen alle Wafer welche aus unterschiedlichen Gründen weder Prime- noch Test-grade Anforderungen genügen. Dies kann lediglich eine mit z.B. +/- 50 μm große Dickentoleranz bei sonst Prime-grade entsprechenden Spezifikationen bedeuten, aber auch Reclaim-Wafer bei denen außer dem Durchmesser nichts definiert ist. Selbst solche Wafer eignen sich aufgrund ihres sehr günstigen Preises in vielen Fällen noch für einfache Belackungstests oder dem Testen und Einfahren von Equipment zur Wafer-Prozessierung.
Beschichtungen
Wir bieten unsere Wafer optional auch ganzflächig mit einem oder mehreren Metallfilmen sowie PECVD oder LPCVD-Siliciumnitrid (stöchiometrisch bzw. ab Dicken von mehreren 100 nm low-stress) beschichtet an. Die thermische beidseitige Oxidation von Siliciumwafern erfolgt bis zu einer SiO2-Dicke von 200 nm üblicherweise trocken (dry), darüber in der Folge trocken/nass/trocken gewachsen, um rasches SiO2-Wachstum mit einer trocken gewachsenem Oxid vergleichbaren Materialqualität zu kombinieren. SiO2-Dicken von mehreren μm sind möglich, allerdings mit zunehmend hohen Kosten verbunden da das Oxid nur logarithmisch mit der Zeit wächst.
