Quá trình chuẩn bị tấm wafer

Bài viết liên quan

Ingot (thỏi, khối)

Khâu đầu tiên để tạo ra một wafer hoàn chỉnh là quá trình tạo nên tấm wafer được đánh bóng từ nham thạch anh (quartzite).

Trước khi nấu chẩy nham thạch anh thì người ta bỏ vô một ít tạp chất để có wafer loại P (postive, có lỗ để kéo điện tử vô) hoặc loại N (negative, có dư một điện tử). Làm như thế thì độ dẫn điện của wafer sẽ tăng lên. Các tạp chất này kêu chung là dopant. Cho loại P thì dùng Boron. Loại N thì có Arsenic, Antimony hoặc Phosphorous. Các chất này rất là độc, nhất là arsenic.
Nham thạch anh khi được nấu chẩy ra rồi "hột giống" tinh thể thạch anh (seed crystal) được nhúng vào và kéo ra từ từ. Nham thạch anh lỏng sẽ đông lại và sẽ tự "thạch anh hoá" theo hột giống. Nguyên tắc nó hơi giống như lối làm đường thạch anh (giống như đường phèn). Tùy theo vận tốc "kéo" mà tinh thể sẽ lớn tới cỡ nào. Cục thạch anh lớn này được gọi là ingot.

Quá trình làm tư nham thạch anh ra ingot.

Thạch anh có nhiều mặt. Người ta định nghĩa rằng Miller indice là vector thẳng góc với mặt của thạch anh.

Ở hình trên, phần trên cùng là phần Miller Indices. 100 là mặt trước của thạch anh (theo quy tắc bàn tay phải thì trục y là đi ngang, trục z là đi lên/xuống, và trục x là đâm ra khỏi mặt phẳng). Thế thì 100 (x = 1, y = 0, z= 0) là mặt trước.
Tùy theo hướng của hột giống (seed crystal) mà sẽ tạo ra wafer loại nào (cái này không liên quan tới loại P và N nói trên). Nếu hột giống được nhúng vô với mặt 100 thì được kêu là loại wafer 100 (one ough ough, chứ không phải one hundred).

Khi ingot đã làm xong thì nó được đưa qua tiện cho đúng kích thước như 150mm, 200mm, 300mm, vv. Từ wafer loại 150mm hoặc nhỏ hơn thì có cạnh "flat". Các loại từ 200mm trở lên thì không có.
Cho các loại 150mm hay nhỏ hơn, sau khi tiện thì được cắt cạnh "flat". Những flat này dùng để chỉ loại wafer gì?
Loại P-111 thì chỉ có 1 flat chính thôi.
Loại P-100 thì có 1 flat chính và 1 flat phụ tại 90 độ theo chiều kim đồng hồ. Nếu flat chính tại 12H thì flat phụ tại 3H.
Loại N-111 thì có flat chính và flat phụ 45 độ theo chiều kim đồng hồ từ flat chính.
Loại N-100 thì flat chính và phụ đối diện nhau.
Vì wafer được làm tùy theo hướng của thạch anh (miller indices) cho nên nó có "sớ" y như miếng thịt bò. Khi một wafer loại 100 bị làm bể thường nó bể theo sớ ra những miếng hình chữ nhật. Khi loại 111 bị bể nó hay bể ra những miếng hình tam giác.

Khâu kế tiếp là cưa cục ingot ra từng miếng wafer mỏng. Những miếng wafer này sẽ được đưa qua phần đánh bóng (cho mất vết trầy khi bị cưa). Mặt để làm IC thì rất bóng như một tấm kính, còn mặt bên kia thì nhìn mầu xám đục.

Nguồn bài viết: Điện tử Việt Nam

Chia sẻ bài viết