Вафля (Wafer) — это тонкая круглая пластина из монокристаллического полупроводникового материала (чаще всего кремния, реже арсенида галлия, карбида кремния или сапфира), служащая механической основой и подложкой для последовательного формирования множества идентичных интегральных схем методом планарной технологии. Это ключевая заготовка фронт-энда (front-end) полупроводникового производства.
Параметры и производство
Стандартные диаметры: 150 мм (6″), 200 мм (8″), 300 мм (12″), переход на 450 мм (18″) находится в разработке. Толщина зависит от диаметра (например, ~775 мкм для 300 мм). Вафли изготавливаются путём вытягивания монокристалла по методу Чохральского (Czochralski process) из расплава с последующей резкой (slicing), шлифовкой и полировкой до зеркальной чистоты поверхности.
Технологический процесс
На поверхности вафли методами фотолитографии, ионной имплантации, осаждения и травления создаются десятки, сотни или тысячи одинаковых структур — кристаллов (dies). После завершения процессов на пластине (front-end) вафля проходит электрическое тестирование (wafer testing), затем её разрезают (dicing) на отдельные кристаллы для последующего корпусирования (back-end).
Значение для микроэлектроники
Параметры вафли — ориентация кристалла, тип и уровень легирования (resistivity), плотность дефектов — определяют электрические характеристики конечных приборов. Качество поверхности (шероховатость, отсутствие частиц) критично для точности фотолитографии. Контрактные производители электроники (foundries) работают с вафлями, производя на них схемы по заказу клиентов (fabless-компаний).
Источники: Учебники по технологии полупроводников, отраслевые стандарты SEMI (например, на геометрические параметры пластин), технические отчёты International Roadmap for Devices and Systems (IRDS).