晶圆上留下的平边(flat)或凹槽(notch)主要用于帮助在制造和处理过程中确定晶圆的类型、掺杂和晶向等信息。
硅晶圆是由单晶硅锭通过切片制成的,硅晶锭的晶向(晶体结构排列的方向)对于半导体器件的性能和加工工艺非常重要。
晶向包括常见的(100)、(110)和(111)晶向,不同晶向的硅表面有不同的物理和化学性质,对器件的电性能和蚀刻工艺会产生不同的影响。因此,在加工过程中必须确保晶向的正确识别。
平边(flat)或凹槽(notch)就是用来指示晶向的。通过这些标识,可以快速确定晶圆的具体晶向,从而指导后续的晶圆加工操作。
半导体制造过程中,硅晶圆可以通过掺杂不同的元素(如硼、磷等)来形成p型或n型导电类型。p型硅晶圆掺入的是三价元素(如硼),而n型晶圆掺入的是五价元素(如磷)。
平边(flat)不仅指示晶向,还提供了掺杂类型的信息。通过flat的相对位置和形状,工艺人员可以立即识别晶圆的导电类型(p型或n型),从而避免使用错误类型的晶圆进行器件制造。
晶圆在制造的多个环节中需要进行定位和对准,如光刻、蚀刻、掺杂等。在这些工艺中,需要精确定位晶圆的方向,确保每一步工艺都与前一步保持一致性。
在2英寸到6英寸的晶圆上,使用平边(flat)作为对准参考点,工艺设备可以方便地将晶圆放置到正确的位置。对于8英寸及以上的大尺寸晶圆,notch更为常见。notch更小,不占用晶圆的有效面积,并且现代自动化设备可以更容易识别和处理notch。
传统上,2英寸到6英寸的晶圆主要使用flat,这种较大平边的标识方便手动和半自动的设备进行对准和识别。平边提供了足够大的视觉参考,便于手工操作。
而8英寸及以上的晶圆由于其尺寸较大,平边会占据较多的有效制造区域。notch的引入解决了这个问题:它仅在晶圆的边缘留有一个很小的凹槽,既保留了标识功能,又最大限度地提高了晶圆的有效面积利用率。
5. 可根据客户需求定制
虽然一般情况下8英寸及以上晶圆使用notch,8英寸以下晶圆使用flat,但根据客户的需求,也可以对标识方式进行定制。例如,一些客户可能要求8英寸晶圆依然使用flat来满足特定设备或工艺的需求。SEMI对wafer的标准如下:
平边(flat)和凹槽(notch)的主要作用是提供晶圆的晶向和掺杂信息,同时帮助设备对准晶圆。在小尺寸晶圆中,flat方便手动操作,而在大尺寸晶圆中,notch能有效节省制造面积,并且与现代自动化设备更匹配。这些设计确保了晶圆加工过程的精确性和效率,同时我们一看晶圆就知道一些晶体的基本信息。
跟老虎说芯学习芯片:通俗理解半导体行业基础知识(入门或转行必备)
作者:胡工,北京大学微电子本硕,北京大学半导体校友会成员,在半导体行业工作多年,常驻深圳。欢迎交流,备注姓名+公司+岗位。
(来源:与非网)