Wafer_2_Zoll_bis_8_Zoll.jpg Als Wafer (engl. "Scheibe") wird in der Halbleiterindustrie und Mikromechanik die kreisrunde, wenige 100 µm dicke Scheibe bezeichnet, auf der elektronische Bauelemente, vor allem integrierte Schaltkreise (IC, "Chip") oder mikromechanische Bauelemente durch verschiedene technische Verfahren hergestellt werden.

Diese Scheibe besteht in den meisten Fällen aus monokristallinem Silizium, es werden aber auch andere Materialien wie Siliziumcarbid, Gallium-Arsenid und Indium-Phosphid verwendet. In der Mikrosystemtechnik werden auch Glaswafer mit einer Dicke im 1-mm-Bereich verwendet.

Die Scheiben werden in verschiedenen Durchmessern gefertigt. Die zur Zeit hauptsächlich verwendeten Waferdurchmesser unterscheiden sich je nach Halbleiterwerkstoff und vorgesehenem Verwendungszweck (Silizium: 150 mm, 200 mm und 300 mm (450 mm sind in der Diskussion); Gallium-Arsenid: 2 Zoll, 3 Zoll, 100 mm, 125 mm, 150 mm). Je größer der Wafer, desto mehr integrierte Schaltkreise (auch Chips genannt) können darauf untergebracht werden. Da bei größeren Wafern der geometrische Verschnitt kleiner wird, können die ICs kostengünstiger produziert werden.

Für die meisten Anwendungen müssen die Oberflächen der Wafer optisch spiegelnd poliert sein. Hinsichtlich der Ebenheit der Wafer, der Perfektion der Politur und der Reinheit der Oberfläche gelten extreme Forderungen. So sind beispielsweise nur Unebenheiten von wenigen nm über die gesamte Waferfläche zulässig. Die Untersuchung der Oberfläche erfolgt z. B. mittels XPS.

Hergestellt werden die monokristallinen oder teilweise polykristallinen Scheiben nach verschiedenen Verfahren:

• Zonenschmelzverfahren
• Czochralski-Verfahren (Ziehen aus der Schmelze, Liquid Encapsulated Czochralski, LEC)
• Bridgman-Stockbarger-Verfahren
• Vertical Gradient Freeze (VGF)

Kennzeichnung

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Da für die Verarbeitung der Wafer die exakte Position in der bearbeitenden Maschine wichtig ist, wurden die Wafer früher mit so genannten Flats (flache Abschnitte) gekennzeichnet. Dabei wird mit Hilfe eines primären und eventuell einem sekundären Flat angezeigt welche Winkelorientierung vorliegt und welche Kristallorientierung die Oberfläche hat (siehe Abbildung). Heute werden statt der Flats sogenannte Notches (Kerben) eingesetzt. Sie bieten den Vorteil der genaueren Positionierung und verursachen vor allem weniger Verschnitt.

Wafer_flats_convention.PNG

Heutzutage wird außerdem eine eindeutige Waferkennzeichnung als Barcode, OCR-lesbarer Text und/oder Double dot matrix per Laser auf eine Stelle am Rand oder die Unterseite des Wafers geschrieben.

Siehe auch

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• Mikroelektronik
• Halbleitertechnologie

Weblinks

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Mikroelektronik

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