Wafer (elektronik)

Dalam elektronik, wafer (juga dipanggil potongan atau substrat^[1]) ialah satu potongan nipis bahan semikonduktor, seperti kristal silikon, yang digunakan dalam pemasangsiapan litar bersepadu dan peranti-peranti mikro lain. Wafer berfungsi sebagai substrat bagi peranti-peranti elektronik mikro yang dibina di dalam dan di atas wafer itu dan melalui pelbagai langkah-langkah proses pemasangsiapan mikro seperti pengedopan atau penanaman ion, punaran, pemendapan pelbagai bahan, dan pencorakan fotolitografi. Akhir sekali, setiap litar mikro diasingkan (pendaduan) dan dibungkus.

Wafer silikon 12" dan 6" yang telah digilap. Lekuk di wafer kiri dan potongan rata wafer kanan menunjukkan orientasi kristalografinya.

Litar mikro VLSI dipasang siap di atas wafer silikon 12 inci (300 mm) sebelum dipotong dan dibungkus

Sesetengah jenis sel suria juga dibuat daripada wafer-wafer seperti ini. Di atas satu wafer suria, satu sel suria (biasanya berbentuk segi empat tepat) dibuat daripada keseluruhan wafer.

Penghasilan

Lihat juga: Jongkong

Proses Czochralski.

Wafer 2 inci (51 mm), 4 inci (100 mm), 6 inci (150 mm) dan 8 inci (200 mm)

Wafer dihasilkan daripada bahan kristal tunggal yang sangat tulen (99.9999999% ketulenan)^[2] dan hampir bebas cela.^[2] Salah satu proses untuk menghasilkan wafer kristal dikenali sebagai proses Czochralski yang dicipta oleh ahli kimia Poland, Jan Czochralski. Dalam proses ini, jongkong berbentuk silinder semikonduktor monokristal berketulenan tinggi, seperti silikon dan germanium, dihasilkan dengan menarik satu kristal benih dari satu 'leburan'.^[3][4] Atom bendasing penyumbang, seperti boron dan fosforus bagi kes silikon, boleh ditambahkan ke dalam bahan intrinsik lebur dalam jumlah yang tepat untuk mengedop kristal itu, lantas menukarkannya kepada semikonduktor ekstrinsik jenis-n atau jenis-p.

Jongkong ini kemudiannya dipotong dengan gergaji wafer (gergaji wayar) dan digilap untuk menghasilkan wafer.^[5] Saiz wafer untuk fotovoltaik ialah 100-200 mm² dan ketebalannya ialah 200-300 μm. Pada masa hadapan, 160 μm akan menjadi piawai ketebalan.^[6] Peralatan-peralatan elektronik menggunakan saiz wafer di antara 100-300 mm diameter. (Wafer terbesar pernah dibuat mempunyai diameter 450 mm tetapi belum ada dalam pengeluaran.)

Pembersihan, penteksturan dan punaran

Wafer-wafer dibersihkan dengan asid lemah untuk membuang zarah-zarah tidak diingini, atau membaiki kerosakan yang terhasil sewaktu proses menggergaji. Apabila digunakan untuk sel suria, wafer-wafer diteksturkan untuk menghasilkan permukaan kasar untuk meningkatkan kecekapannya. PSG (kaca fosfosilikat) yang terhasil dikeluarkan daripada sisi wafer dalam punaran (etching).^[7]

Lihat juga

• Silikon monokristal
• Epilapisan
• Epitaksi
• Simpang
• Lapisan (elektronik)
• Sel suria kos rendah
• Pemprosesan terma pantas
• Penulenan
• Pencetakan skrin
• Fon SEMI
• Wafer Silikon atas penebat (SOI)
• Panel suria
• Pembersihan RCA
• Peleburan
• Hukum Klaiber
• Pengikatan wafer

Rujukan

1. Phillip A. Laplante (2005). Comprehensive dictionary of electrical engineering (ed. ke-2). CRC Press. ISBN 978-0-8493-3086-5.
2. "Semi" SemiSource 2006: A supplement to Semiconductor International. December 2005. Bahagian Rujukan: How to Make a Chip. Diadaptasi daripada Design News. Reed Electronics Group.
3. Levy, Roland Albert (1989). Microelectronic Materials and Processes. m/s. 1–2. ISBN 0-7923-0154-4. Dicapai pada 2008-02-23.
5. Nishi, Yoshio (2000). Handbook of Semiconductor Manufacturing Technology. CRC Press. m/s. 67–71. ISBN 0-8247-8783-8. Dicapai pada 2008-02-25.
6. "salinan arkib". Diarkibkan daripada yang asal pada 2009-02-04. Dicapai pada 2013-05-27.
7. http://www.omron-semi-pv.eu/en/wafer-based-pv/front-end/wet-process.html

Pautan luar

Wikimedia Commons mempunyai media berkaitan Wafer (elektronik)

• Everything Wafers Diarkibkan 2009-08-17 di Wayback Machine - Panduan tentang jenis, ciri-ciri, pembelahan, punaran dan pemasangsiapan substrat semikondukor.