Wafer

Ein Wafer ist eine flache ca. 1 mm dünne runde Scheibe aus einem Halbleitermaterial, die die Basis für integrierte Schaltungen (IC) bildet. Der Wafer wird mit Diamantsägen aus mono- oder multikristallinen Siliziumzylindern, den sogenannten Ingots, gesägt, die als höchstreine Siliziumkristalle gezüchtet werden.


Wafer können aus Silizium, Germanium, Galliumarsenid oder einem anderen Halbleitermaterial bestehen. Die Halbleitermaterialien der Wafer werden von den Wafer-Produzenten mit den gewünschten Dotierungen geliefert.

Der Sinn des Wafers liegt in der Optimierung der Produktionstechnik und in der Reduzierung der Herstellungskosten; man möchte in einem Produktionsgang so viele Chips wie möglich herstellen. Aus diesem Grund hat sich die Größe der Wafer über die Jahre geändert, einerseits weil man technologisch keine größeren Wafer herstellen konnte, andererseits weil die lasertechnischen und fotochemischen Bearbeitungsschritte der Entwicklung und der Integrationsdichte angepasst werden mussten. Daher hatten die ersten Wafer einen Durchmesser von nur 1", was ca. 2,54 cm entspricht, die später durch Wafer mit 4", 5", 6", 8" und 12" Durchmesser, entsprechend 300 mm, abgelöst wurden, die als Pizza-Wafer bezeichnet wurden. Die kommende Wafer-Generation hat einen Durchmesser von 450 mm. Die nutzbare Fläche wird damit um Faktor 2,25 größer als bei der 300 mm-Technik. Der Durchmesser hängt allerdings von dem verwendeten Halbleitermaterial ab. Um möglichst wenig Materialverlust zu haben, liegt die Dicke von Wafern bei ca. 0,5 mm.

Wafer im Test, Foto: Intel

Wafer im Test, Foto: Intel

Auf einem solchen Wafer werden viele identische integrierte Schaltungen durch diverse Belichtungs-, Diffusions-, Dotierungs-, Beschichtungs- und Ätzverfahren aufgebracht. Um Folgekosten im Produktionsprozess zu sparen, werden die vorgefertigten Chips direkt auf dem Wafer getestet. Defekte Chips werden markiert und nicht weiter verarbeitet. Die einwandfreien Chips werden nach dem Aussägen weiter verarbeitet; sie werden bondiert, konfektioniert und einzeln im Gehäuse vergossen. Vor der Konfektionierung nennt man sie Die, im Plural Dice.

Vergleich zwischen einem 450 mm- und einem 300 mm-Wafer

Vergleich zwischen einem 450 mm- und einem 300 mm-Wafer

Für die Anzahl an Wafern, die in der Waferproduktion monatlich hergestellt werden, gibt es die Bezeichnungen Megafab und Gigafab. Handelt es sich um Megafab, dann werden ca. 50.000 Wafer pro Monat hergestellt, bei Gigafab sind es etwa 80.000 bis 100.000 Wafer pro Monat.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Wafer
Englisch: wafer
Veröffentlicht: 20.03.2014
Wörter: 346
Tags: #Chip-Technologien
Links: Bondierung, Chip, Dice, Dotierung, GaAs (gallium arsenide)