अर्धचालक उद्योग की तेजी से बढ़ती विकास प्रक्रिया में, पॉलिश एकल क्रिस्टलसिलिकॉन वेफ़र्समहत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे विभिन्न माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन के लिए मूलभूत सामग्री के रूप में काम करते हैं। जटिल और सटीक एकीकृत सर्किट से लेकर हाई-स्पीड माइक्रोप्रोसेसर और मल्टीफंक्शनल सेंसर, पॉलिश सिंगल क्रिस्टल तकसिलिकॉन वेफ़र्सआवश्यक हैं। उनके प्रदर्शन और विनिर्देशों में अंतर सीधे अंतिम उत्पादों की गुणवत्ता और प्रदर्शन को प्रभावित करता है। पॉलिश किए गए सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफ़र्स के सामान्य विनिर्देश और पैरामीटर नीचे दिए गए हैं:

व्यास: सेमीकंडक्टर सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफ़र्स का आकार उनके व्यास से मापा जाता है, और वे कई तरह के विनिर्देशों में आते हैं। सामान्य व्यासों में 2 इंच (50.8 मिमी), 3 इंच (76.2 मिमी), 4 इंच (100 मिमी), 5 इंच (125 मिमी), 6 इंच (150 मिमी), 8 इंच (200 मिमी), 12 इंच (300 मिमी) और 18 इंच (450 मिमी) शामिल हैं। विभिन्न उत्पादन आवश्यकताओं और प्रक्रिया आवश्यकताओं के लिए अलग-अलग व्यास उपयुक्त हैं। उदाहरण के लिए, छोटे व्यास वाले वेफ़र्स का उपयोग आमतौर पर विशेष, छोटे-वॉल्यूम वाले माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए किया जाता है, जबकि बड़े व्यास वाले वेफ़र बड़े पैमाने पर एकीकृत सर्किट निर्माण में उच्च उत्पादन दक्षता और लागत लाभ प्रदर्शित करते हैं। सतह की आवश्यकताओं को सिंगल-साइड पॉलिश (एसएसपी) और डबल-साइड पॉलिश (डीएसपी) के रूप में वर्गीकृत किया गया है। सिंगल-साइड पॉलिश वेफ़र्स का उपयोग उन उपकरणों के लिए किया जाता है जिन्हें एक तरफ़ उच्च समतलता की आवश्यकता होती है, जैसे कि कुछ सेंसर। डबल-साइड पॉलिश वेफ़र्स का इस्तेमाल आमतौर पर एकीकृत सर्किट और अन्य उत्पादों के लिए किया जाता है, जिनमें दोनों सतहों पर उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है। सतह की आवश्यकता (फ़िनिश): सिंगल-साइड पॉलिश एसएसपी / डबल-साइड पॉलिश डीएसपी।

प्रकार/डोपेंट: (1) एन-टाइप सेमीकंडक्टर: जब कुछ अशुद्धता परमाणुओं को आंतरिक अर्धचालक में पेश किया जाता है, तो वे इसकी चालकता को बदल देते हैं। उदाहरण के लिए, जब नाइट्रोजन (N), फॉस्फोरस (P), आर्सेनिक (As), या एंटीमनी (Sb) जैसे पंचसंयोजक तत्व जोड़े जाते हैं, तो उनके वैलेंस इलेक्ट्रॉन आसपास के सिलिकॉन परमाणुओं के वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के साथ सहसंयोजक बंधन बनाते हैं, जिससे एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन निकल जाता है जो सहसंयोजक बंधन से बंधा नहीं होता है। इसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन सांद्रता होल सांद्रता से अधिक हो जाती है, जिससे N-टाइप सेमीकंडक्टर बनता है, जिसे इलेक्ट्रॉन-टाइप सेमीकंडक्टर भी कहा जाता है। N-टाइप सेमीकंडक्टर उन उपकरणों के निर्माण में महत्वपूर्ण होते हैं जिनमें मुख्य चार्ज वाहक के रूप में इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है, जैसे कि कुछ पावर डिवाइस। (2) पी-टाइप सेमीकंडक्टर: जब बोरॉन (बी), गैलियम (Ga), या इंडियम (In) जैसे त्रिसंयोजक अशुद्धता तत्वों को सिलिकॉन सेमीकंडक्टर में पेश किया जाता है, तो अशुद्धता परमाणुओं के वैलेंस इलेक्ट्रॉन आसपास के सिलिकॉन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंधन बनाते हैं, लेकिन उनमें कम से कम एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन की कमी होती है और वे पूर्ण सहसंयोजक बंधन नहीं बना सकते हैं। इससे इलेक्ट्रॉन सांद्रता की तुलना में होल सांद्रता अधिक हो जाती है, जिससे P-टाइप सेमीकंडक्टर बनता है, जिसे होल-टाइप सेमीकंडक्टर भी कहा जाता है। P-टाइप सेमीकंडक्टर ऐसे उपकरणों के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जहाँ होल मुख्य चार्ज वाहक के रूप में काम करते हैं, जैसे डायोड और कुछ ट्रांजिस्टर।

प्रतिरोधकता: प्रतिरोधकता एक महत्वपूर्ण भौतिक मात्रा है जो पॉलिश किए गए एकल क्रिस्टल सिलिकॉन वेफ़र की विद्युत चालकता को मापती है। इसका मान सामग्री के चालक प्रदर्शन को दर्शाता है। प्रतिरोधकता जितनी कम होगी, सिलिकॉन वेफ़र की चालकता उतनी ही बेहतर होगी; इसके विपरीत, प्रतिरोधकता जितनी अधिक होगी, चालकता उतनी ही खराब होगी। सिलिकॉन वेफ़र की प्रतिरोधकता उनके अंतर्निहित भौतिक गुणों से निर्धारित होती है, और तापमान का भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। आम तौर पर, सिलिकॉन वेफ़र की प्रतिरोधकता तापमान के साथ बढ़ती है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, विभिन्न माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सिलिकॉन वेफ़र के लिए अलग-अलग प्रतिरोधकता आवश्यकताएँ होती हैं। उदाहरण के लिए, एकीकृत सर्किट निर्माण में उपयोग किए जाने वाले वेफ़र को स्थिर और विश्वसनीय डिवाइस प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए प्रतिरोधकता के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

अभिविन्यास: वेफर का क्रिस्टल अभिविन्यास सिलिकॉन जाली की क्रिस्टलोग्राफिक दिशा को दर्शाता है, जिसे आमतौर पर मिलर सूचकांकों जैसे (100), (110), (111), आदि द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। विभिन्न क्रिस्टल अभिविन्यासों में अलग-अलग भौतिक गुण होते हैं, जैसे कि रेखा घनत्व, जो अभिविन्यास के आधार पर भिन्न होता है। यह अंतर बाद के प्रसंस्करण चरणों में वेफर के प्रदर्शन और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के अंतिम प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है। विनिर्माण प्रक्रिया में, विभिन्न डिवाइस आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त अभिविन्यास के साथ एक सिलिकॉन वेफर का चयन डिवाइस के प्रदर्शन को अनुकूलित कर सकता है, उत्पादन दक्षता में सुधार कर सकता है और उत्पाद की गुणवत्ता को बढ़ा सकता है।

फ्लैट/नॉच: सिलिकॉन वेफर की परिधि पर फ्लैट एज (फ्लैट) या वी-नॉच (नॉच) क्रिस्टल ओरिएंटेशन संरेखण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और वेफर के निर्माण और प्रसंस्करण में एक महत्वपूर्ण पहचानकर्ता है। अलग-अलग व्यास के वेफर फ्लैट या नॉच की लंबाई के लिए अलग-अलग मानकों के अनुरूप होते हैं। संरेखण किनारों को प्राथमिक फ्लैट और द्वितीयक फ्लैट में वर्गीकृत किया जाता है। प्राथमिक फ्लैट का उपयोग मुख्य रूप से वेफर के मूल क्रिस्टल ओरिएंटेशन और प्रसंस्करण संदर्भ को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, जबकि द्वितीयक फ्लैट सटीक संरेखण और प्रसंस्करण में सहायता करता है, जिससे उत्पादन लाइन में वेफर का सटीक संचालन और स्थिरता सुनिश्चित होती है।

मोटाई: वेफर की मोटाई आमतौर पर माइक्रोमीटर (μm) में निर्दिष्ट की जाती है, जिसमें सामान्य मोटाई 100μm और 1000μm के बीच होती है। विभिन्न मोटाई के वेफर विभिन्न प्रकार के माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयुक्त होते हैं। पतले वेफर (जैसे, 100μm - 300μm) का उपयोग अक्सर चिप निर्माण के लिए किया जाता है जिसमें सख्त मोटाई नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जिससे चिप का आकार और वजन कम होता है और एकीकरण घनत्व बढ़ता है। मोटे वेफर (जैसे, 500μm - 1000μm) का व्यापक रूप से उन उपकरणों में उपयोग किया जाता है जिन्हें संचालन के दौरान स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए उच्च यांत्रिक शक्ति की आवश्यकता होती है, जैसे कि पावर सेमीकंडक्टर डिवाइस।

सतह खुरदरापन: सतह खुरदरापन वेफर की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए प्रमुख मापदंडों में से एक है, क्योंकि यह वेफर और बाद में जमा की गई पतली फिल्म सामग्री के बीच आसंजन को सीधे प्रभावित करता है, साथ ही डिवाइस के विद्युत प्रदर्शन को भी प्रभावित करता है। इसे आमतौर पर रूट मीन स्क्वायर (RMS) खुरदरापन (एनएम में) के रूप में व्यक्त किया जाता है। कम सतह खुरदरापन का मतलब है कि वेफर की सतह चिकनी है, जो इलेक्ट्रॉन बिखराव जैसी घटनाओं को कम करने में मदद करती है और डिवाइस के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को बेहतर बनाती है। उन्नत अर्धचालक विनिर्माण प्रक्रियाओं में, सतह खुरदरापन की आवश्यकताएं तेजी से सख्त होती जा रही हैं, खासकर उच्च-स्तरीय एकीकृत सर्किट विनिर्माण के लिए, जहां सतह खुरदरापन को कुछ नैनोमीटर या उससे भी कम तक नियंत्रित किया जाना चाहिए।

कुल मोटाई भिन्नता (TTV): कुल मोटाई भिन्नता वेफर सतह पर कई बिंदुओं पर मापी गई अधिकतम और न्यूनतम मोटाई के बीच के अंतर को संदर्भित करती है, जिसे आमतौर पर μm में व्यक्त किया जाता है। उच्च TTV फोटोलिथोग्राफी और नक्काशी जैसी प्रक्रियाओं में विचलन का कारण बन सकता है, जिससे डिवाइस के प्रदर्शन की स्थिरता और उपज प्रभावित होती है। इसलिए, वेफर निर्माण के दौरान TTV को नियंत्रित करना उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने में एक महत्वपूर्ण कदम है। उच्च परिशुद्धता वाले माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस निर्माण के लिए, TTV को आमतौर पर कुछ माइक्रोमीटर के भीतर होना आवश्यक है।

धनुष: धनुष वेफर सतह और आदर्श समतल तल के बीच विचलन को संदर्भित करता है, जिसे आम तौर पर μm में मापा जाता है। अत्यधिक झुकाव वाले वेफ़र बाद की प्रक्रिया के दौरान टूट सकते हैं या असमान तनाव का अनुभव कर सकते हैं, जिससे उत्पादन दक्षता और उत्पाद की गुणवत्ता प्रभावित होती है। विशेष रूप से उन प्रक्रियाओं में जिनमें उच्च समतलता की आवश्यकता होती है, जैसे कि फोटोलिथोग्राफी, फोटोलिथोग्राफ़िक पैटर्न की सटीकता और स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए झुकाव को एक विशिष्ट सीमा के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए।

ताना: ताना वेफर सतह और आदर्श गोलाकार आकार के बीच विचलन को दर्शाता है, जिसे μm में भी मापा जाता है। धनुष के समान, ताना वेफर की समतलता का एक महत्वपूर्ण संकेतक है। अत्यधिक ताना न केवल प्रसंस्करण उपकरण में वेफर की प्लेसमेंट सटीकता को प्रभावित करता है, बल्कि चिप पैकेजिंग प्रक्रिया के दौरान भी समस्याएँ पैदा कर सकता है, जैसे कि चिप और पैकेजिंग सामग्री के बीच खराब संबंध, जो बदले में डिवाइस की विश्वसनीयता को प्रभावित करता है। उच्च-स्तरीय अर्धचालक विनिर्माण में, उन्नत चिप विनिर्माण और पैकेजिंग प्रक्रियाओं की माँगों को पूरा करने के लिए ताना आवश्यकताएँ अधिक कठोर होती जा रही हैं।

एज प्रोफाइल: वेफर की एज प्रोफाइल उसके बाद की प्रोसेसिंग और हैंडलिंग के लिए महत्वपूर्ण है। इसे आम तौर पर एज एक्सक्लूजन ज़ोन (EEZ) द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है, जो वेफर एज से दूरी को परिभाषित करता है जहाँ कोई प्रोसेसिंग की अनुमति नहीं है। एक उचित रूप से डिज़ाइन की गई एज प्रोफाइल और सटीक EEZ नियंत्रण प्रोसेसिंग के दौरान एज दोष, तनाव सांद्रता और अन्य मुद्दों से बचने में मदद करता है, जिससे समग्र वेफर गुणवत्ता और उपज में सुधार होता है। कुछ उन्नत विनिर्माण प्रक्रियाओं में, एज प्रोफाइल परिशुद्धता उप-माइक्रोन स्तर पर होना आवश्यक है।

कण गणना: वेफर सतह पर कणों की संख्या और आकार वितरण माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। अत्यधिक या बड़े कण डिवाइस विफलताओं, जैसे शॉर्ट सर्किट या रिसाव, उत्पाद की उपज को कम कर सकते हैं। इसलिए, कण गणना आमतौर पर प्रति इकाई क्षेत्र में कणों की गणना करके मापी जाती है, जैसे कि 0.3μm से बड़े कणों की संख्या। वेफर निर्माण के दौरान कण गणना का सख्त नियंत्रण उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए एक आवश्यक उपाय है। वेफर सतह पर कण संदूषण को कम करने के लिए उन्नत सफाई प्रौद्योगिकियों और स्वच्छ उत्पादन वातावरण का उपयोग किया जाता है।

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