Detaljeret proces med fremstilling af siliciumwafer-halvledere

640

Sæt først polykrystallinsk silicium og dopingmidler i kvartsdigelen i enkeltkrystalovnen, hæv temperaturen til mere end 1000 grader og opnå polykrystallinsk silicium i smeltet tilstand.

640 (1)

Vækst af siliciumbarre er en proces til fremstilling af polykrystallinsk silicium til enkeltkrystal silicium. Efter at det polykrystallinske silicium er opvarmet til væske, styres det termiske miljø præcist til at vokse til enkeltkrystaller af høj kvalitet.

Relaterede begreber:
Enkelt krystal vækst:Efter at temperaturen af ​​den polykrystallinske siliciumopløsning er stabil, sænkes podekrystallen langsomt ned i siliciumsmelten (podekrystallen vil også blive smeltet i siliciumsmelten), og derefter løftes podekrystallen op med en vis hastighed for podningen behandle. Derefter elimineres de forskydninger, der genereres under podningsprocessen, gennem indhalingsoperationen. Når halsen er krympet til en tilstrækkelig længde, forstørres diameteren af ​​enkeltkrystalsilicium til målværdien ved at justere trækhastigheden og temperaturen, og derefter opretholdes den samme diameter for at vokse til mållængden. Til sidst, for at forhindre dislokationen i at strække sig bagud, færdiggøres enkeltkrystalbarren for at opnå den færdige enkeltkrystalbarre, og den tages derefter ud, efter at temperaturen er afkølet.

Fremgangsmåder til fremstilling af enkeltkrystal silicium:CZ-metoden og FZ-metoden. CZ-metoden forkortes som CZ-metoden. Det karakteristiske ved CZ-metoden er, at den er opsummeret i et ligecylindret termisk system, hvor der anvendes grafitmodstandsopvarmning til at smelte det polykrystallinske silicium i en kvartsdigel med høj renhed og derefter indsætte frøkrystallen i smelteoverfladen til svejsning, mens drejning af frøkrystallen og vend derefter diglen. Frøkrystallen løftes langsomt opad, og efter processerne med podning, forstørrelse, skulderrotation, vækst med samme diameter og tailing opnås et enkelt krystal silicium.

Zonesmeltemetoden er en metode til at bruge polykrystallinske barrer til at smelte og krystallisere halvlederkrystaller i forskellige områder. Termisk energi bruges til at generere en smeltezone i den ene ende af halvlederstangen, og derefter svejses en enkelt krystal frøkrystal. Temperaturen justeres for at få smeltezonen til at bevæge sig langsomt til den anden ende af staven, og gennem hele stangen vokser en enkelt krystal, og krystalorienteringen er den samme som frøkrystallens. Zonesmeltemetoden er opdelt i to typer: horisontal zonesmeltemetode og vertikal suspensionszonesmeltemetode. Førstnævnte bruges hovedsageligt til oprensning og enkeltkrystalvækst af materialer som germanium og GaAs. Sidstnævnte er at bruge en højfrekvent spole i en atmosfære- eller vakuumovn til at generere en smeltet zone ved kontakten mellem enkeltkrystal podekrystal og den polykrystallinske siliciumstang suspenderet over den, og derefter flytte den smeltede zone opad for at vokse en enkelt krystal.

Omkring 85 % af siliciumskiverne er fremstillet ved Czochralski-metoden, og 15 % af siliciumskiverne er fremstillet ved zonesmeltemetoden. Ifølge ansøgningen bruges enkeltkrystalsilicium dyrket ved Czochralski-metoden hovedsageligt til at producere integrerede kredsløbskomponenter, mens enkeltkrystalsilicium dyrket ved zonesmeltemetoden hovedsageligt bruges til effekthalvledere. Czochralski-metoden har en moden proces og er lettere at dyrke enkeltkrystalsilicium med stor diameter; zonesmeltemetoden smelter ikke i kontakt med beholderen, er ikke let at blive forurenet, har en højere renhed og er velegnet til produktion af højeffekt elektroniske enheder, men det er vanskeligere at dyrke en enkelt krystal silicium med stor diameter, og bruges generelt kun til 8 tommer eller mindre i diameter. Videoen viser Czochralski-metoden.

640 (2)

På grund af vanskeligheden ved at kontrollere diameteren af ​​enkeltkrystalsiliciumstangen i processen med at trække enkeltkrystallen for at opnå siliciumstænger med standarddiametre, såsom 6 tommer, 8 tommer, 12 tommer osv. Efter at have trukket den enkelte krystal, vil diameteren af ​​siliciumbarren blive rullet og formalet. Overfladen af ​​siliciumstangen efter rulning er glat, og størrelsesfejlen er mindre.

640 (3)

Ved hjælp af avanceret trådskæreteknologi skæres enkeltkrystalbarren til siliciumskiver af passende tykkelse gennem udskæringsudstyr.

640 (4)

På grund af den lille tykkelse af siliciumwaferen er kanten af ​​siliciumwaferen efter skæring meget skarp. Formålet med kantslibning er at danne en glat kant, og det er ikke nemt at bryde i den fremtidige spånfremstilling.

640 (6)

LAPPING er at tilføje waferen mellem den tunge udvælgelsesplade og den nederste krystalplade, og påføre tryk og rotere med slibemidlet for at gøre waferen flad.

640 (5)

Ætsning er en proces til at fjerne overfladebeskadigelsen af ​​waferen, og overfladelaget, der er beskadiget ved fysisk bearbejdning, opløses af kemisk opløsning.

640 (8)

Dobbeltsidet slibning er en proces til at gøre waferen fladere og fjerne små fremspring på overfladen.

640 (7)

RTP er en proces med hurtig opvarmning af waferen på få sekunder, så waferens indre defekter er ensartede, metalurenheder undertrykkes, og unormal drift af halvlederen forhindres.

640 (11)

Polering er en proces, der sikrer overfladen glathed gennem overfladepræcisionsbearbejdning. Brugen af ​​poleringsslam og polerklud, kombineret med passende temperatur, tryk og rotationshastighed, kan eliminere det mekaniske skadelag, der er efterladt af den tidligere proces, og opnå siliciumwafers med fremragende overfladeplanhed.

640 (9)

Formålet med rengøringen er at fjerne organisk materiale, partikler, metaller osv., der er tilbage på overfladen af ​​silicium waferen efter polering, for at sikre renheden af ​​silicium wafer overfladen og opfylde kvalitetskravene i den efterfølgende proces.

640 (10)

Fladheds- og resistivitetstesteren registrerer siliciumwaferen efter polering og rengøring for at sikre, at tykkelsen, fladheden, den lokale fladhed, krumning, vridning, resistivitet osv. af den polerede siliciumwafer opfylder kundernes behov.

640 (12)

Partikeltælling er en proces til præcis inspektion af waferens overflade, og overfladedefekterne og mængden bestemmes ved laserspredning.

640 (14)

EPI GROWING er en proces til dyrkning af højkvalitets siliciumenkeltkrystalfilm på polerede siliciumwafers ved kemisk aflejring i dampfase.

Relaterede begreber:Epitaksial vækst: refererer til væksten af ​​et enkelt krystallag med visse krav og den samme krystalorientering som substratet på et enkelt krystalsubstrat (substrat), ligesom den oprindelige krystal strækker sig udad for en sektion. Epitaksial vækstteknologi blev udviklet i slutningen af ​​1950'erne og begyndelsen af ​​1960'erne. På det tidspunkt, for at fremstille højfrekvente enheder med høj effekt, var det nødvendigt at reducere kollektorseriens modstand, og materialet var påkrævet for at modstå højspænding og høj strøm, så det var nødvendigt at dyrke en tynd høj- modstandsepitaksialt lag på et lavmodstandssubstrat. Det nye enkeltkrystallag dyrket epitaksialt kan være forskelligt fra substratet med hensyn til konduktivitetstype, resistivitet osv., og flerlags enkeltkrystaller af forskellige tykkelser og krav kan også dyrkes, hvilket i høj grad forbedrer fleksibiliteten af ​​enhedsdesign og enhedens ydeevne.

640 (13)

Emballage er emballagen af ​​de endelige kvalificerede produkter.


Indlægstid: Nov-05-2024