ウェーハの仕様を読む：大きさ、厚さ、向き、抵抗

ウェーハを選ぶときに決める主な仕様を説明する。直径と厚さ、結晶の面の向きと向きを示す切り欠き、電気の流れやすさ（抵抗率）と導電型、表面の平らさや粒子の少なさを扱い、用途によって求められる仕様が違うことを示す。

ウェーハにも、仕様がある

ウェーハは、どれも同じに見える。しかし、半導体の会社は、作るチップの用途に合わせて、ウェーハの仕様を細かく指定して買う。このページでは、主な仕様と、その意味を見ていく。

大きさと厚さ

まず、ウェーハの直径である。直径には、あらかじめ決まった種類がある。直径が大きいほど、一枚から取れるチップが多くなる。ただし、工場の装置は、決まった直径に合わせて作られているので、勝手に変えることはできない。

厚さも、直径に合わせて、決まった範囲がある。大きなウェーハは、扱うときに割れないよう、ある程度の厚さが必要である。用途によっては、後の工程で、厚さを薄く削る。

結晶の面の向き

結晶は、向きによって、原子の並び方が違って見える。ウェーハの表面が、結晶のどの面にあたるかを、面方位と呼ぶ。面方位によって、表面の電気の性質や、加工のしやすさが変わる。トランジスタに適した面が選ばれることが多い。

ウェーハの縁には、結晶の向きを示す、小さな切り欠き（ノッチ）がある。装置は、この切り欠きを目印に、ウェーハを正しい向きに合わせる。

導電型と、電気の流れやすさ

ウェーハには、あらかじめ不純物が加えられていて、n型かp型かが決まっている。これを導電型と呼ぶ。また、不純物の量によって、電気の流れやすさ（抵抗率）が決まる。

用途によって、必要な抵抗率は違う。大きな電力を扱うパワー半導体では、高い電圧に耐えるために、電気が流れにくい（不純物が少ない）層が必要になる。一方、論理回路では、別の考え方で抵抗率が選ばれる。

表面の状態

表面の平らさ、傷の少なさ、付いている粒子の少なさも、仕様である。回路が細かいほど、小さな粒子や、わずかな凹凸が、不良の原因になる。そのため、細かい回路を作るウェーハほど、表面の仕様は厳しくなる。

結晶の中の酸素などの不純物の量や、欠陥の少なさも、仕様として決められることがある。

用途による違い

論理回路や、メモリ、パワー半導体、センサーなどで、求められる仕様は違う。たとえば、表面に結晶の膜を育てたウェーハ（エピタキシャルウェーハ）や、絶縁膜をはさんだウェーハ（SOIウェーハ）のように、特別な構造のウェーハを使う場合もある。

ウェーハの会社は、顧客の用途に合わせて、仕様を調整して供給する。

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