ویفر نیمرسانا چیست؟

در الکترونیک، ویفر (به انگلیسی: wafer) که گاهی برش یا زیرلایه نیز نامیده می‌شود، یک برش نازک از یک نیم‌رسانا مانند سیلیکون بلورین است که در ساخت تراشه‌های الکترونیکی و در فتوولتائیک برای ساخت سلول‌های خورشیدی کاربرد دارد. از این ویفرها در میکروابزارهای الکترونیکی به عنوان یک زیرلایه استفاده می‌شود به گونه‌ای که این میکروابزارها درون و روی ویفرها ساخته می‌شوند یا بسیاری فرایندهای زیرساختی مانند آلایش، کاشت یون، طرح‌نگاری نوری و… بر روی آن‌ها انجام می‌شود. این ویفرها سپس توسط فرایند «برش ویفر» یا «ویفر دایسینگ» برش خورده و تراشه‌ها از هم جدا می‌شوند.

چندین گونه از سلول‌های خورشیدی هم از این ویفرها ساخته شده‌اند. در ویفرهای خورشیدی، یک سلول خورشیدی که بیشتر چهارگوش است، تمام ویفر را دربر می‌گیرد.

ساخت ویفرهای نیمرسانا:

ویفرها از مواد تک-کریستالیبی‌اندازه خالص(با خلوص ۹۹٫۹۹۹۹۹۹۹٪) و تقریباً کاملا بدون نقص ساخته می‌شوند.یکی از فرایندهای ساخت ویفرها، فرایند چکرالسکیاست که نخستین بار از سوی شیمیدان لهستانی یان چکرالسکیپیشنهاد شد. در این فرایند یک شمش کریستالی نیم‌رسانای تک-بلوری فوق‌العاده خالص، مانند سیلیکونیا ژرمانیم، که بلورین (به انگلیسی: Boule) نامیده می‌شود، با بیرون کشیدن یک بذر بلور از داخل ظرف حاوی مواد مذاب آن ماده بدست می‌آید.برخی اتم‌های ناخالصی مانند بوریا فسفررا هم می‌توان در اندازه‌های بسیار دقیق به داخل مذاب افزود تا به این ترتیب با آلایشسیلیکون، ساختار ماده را دگرگون کرد و به نیم‌رسانای n و نیم‌رسانای p رسید.

پس از آن شمشبدست آمده را با کمک ارّهٔ سیمی، برش و سپس پولیشکاری و جلا می‌دهند تا به شکل دلخواه درآید. اندازهٔ ویفرها برای کاربرد فتوولتاییکمیان ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلی‌متر (مربعی) و ضخامت آن‌ها ۲۰۰ تا ۳۰۰ میکرومتر است. البته قرار است که در آینده ضخامت ۱۶۰ میکرومتر، ضخامت استاندارد تعیین گردد. در الکترونیک از ویفرهایی به قطر ۱۰۰ تا ۳۰۰ میلی‌متر بهره برده می‌شود. بزرگترین ویفر ساخته شده تاکنون ۴۵۰ میلی‌متر قطر داشته که هنوز به خط تولید نرسیده‌است.

 

فرایند چکرالسکی