Procés detallat de fabricació de semiconductors de hòsties de silici

640

Primer, poseu silici policristalí i dopants al gresol de quars del forn de cristall únic, augmenteu la temperatura a més de 1000 graus i obteniu silici policristalí en estat fos.

640 (1)

El creixement del lingot de silici és un procés de transformació del silici policristalí en silici monocristal·lí. Després que el silici policristalí s'escalfa en líquid, l'entorn tèrmic es controla amb precisió per créixer en cristalls únics d'alta qualitat.

Conceptes relacionats:
Creixement d'un sol cristall:Després que la temperatura de la solució de silici policristalí sigui estable, el cristall de llavor es baixa lentament a la fusió de silici (el cristall de llavor també es fon a la fusió de silici), i després el cristall de llavor s'eleva a una certa velocitat per a la sembra. procés. Després, les luxacions generades durant el procés de sembra s'eliminen mitjançant l'operació de coll. Quan el coll es redueix a una longitud suficient, el diàmetre del silici monocristal s'amplia fins al valor objectiu ajustant la velocitat i la temperatura de tracció, i després es manté el diàmetre igual per créixer fins a la longitud objectiu. Finalment, per evitar que la dislocació s'estengui cap enrere, s'acaba el lingot de cristall únic per obtenir el lingot de cristall únic acabat i després es treu després de refredar la temperatura.

Mètodes per preparar silici monocristal·lí:Mètode CZ i mètode FZ. El mètode CZ s'abreuja com a mètode CZ. La característica del mètode CZ és que es resumeix en un sistema tèrmic de cilindre recte, utilitzant un escalfament de resistència de grafit per fondre el silici policristalí en un gresol de quars d'alta puresa, i després inserir el cristall de llavors a la superfície de fusió per soldar, mentre girant el cristall de llavors i després invertint el gresol. El cristall de llavors s'aixeca lentament cap amunt i després dels processos de sembra, ampliació, rotació de l'espatlla, creixement d'igual diàmetre i cua, s'obté un silici d'un sol cristall.

El mètode de fusió de zones és un mètode d'ús de lingots policristalins per fondre i cristal·litzar cristalls semiconductors en diferents àrees. L'energia tèrmica s'utilitza per generar una zona de fusió en un extrem de la vareta semiconductora, i després es solda un cristall de llavors d'un sol cristall. La temperatura s'ajusta per fer que la zona de fusió es mogui lentament a l'altre extrem de la vareta i, a través de tota la vareta, es fa créixer un únic cristall i l'orientació del cristall és la mateixa que la del cristall de llavors. El mètode de fusió de zones es divideix en dos tipus: mètode de fusió de zona horitzontal i mètode de fusió de zona de suspensió vertical. El primer s'utilitza principalment per a la purificació i el creixement d'un sol cristall de materials com el germani i el GaAs. Aquest últim és utilitzar una bobina d'alta freqüència en una atmosfera o un forn de buit per generar una zona fosa en el contacte entre el cristall de llavor d'un sol cristall i la vareta de silici policristalí suspesa per sobre, i després moure la zona fosa cap amunt per créixer un sol cristall. cristall.

Al voltant del 85% de les hòsties de silici es produeixen pel mètode Czochralski i el 15% de les hòsties de silici es produeixen pel mètode de fusió de zones. Segons l'aplicació, el silici monocristalin cultivat pel mètode Czochralski s'utilitza principalment per produir components de circuits integrats, mentre que el silici monocristalin cultivat pel mètode de fusió de zones s'utilitza principalment per a semiconductors de potència. El mètode Czochralski té un procés madur i és més fàcil cultivar silici monocristal de gran diàmetre; el mètode de fusió de la zona no entra en contacte amb el contenidor, no és fàcil de contaminar, té una puresa més alta i és adequat per a la producció de dispositius electrònics d'alta potència, però és més difícil cultivar silici monocristal de gran diàmetre, i generalment només s'utilitza per a 8 polzades o menys de diàmetre. El vídeo mostra el mètode Czochralski.

640 (2)

A causa de la dificultat de controlar el diàmetre de la vareta de silici d'un sol cristall en el procés d'estirar l'únic cristall, per obtenir barres de silici de diàmetres estàndard, com ara 6 polzades, 8 polzades, 12 polzades, etc. Després d'estirar l'únic cristall, el diàmetre del lingot de silici s'enrotllarà i es triturarà. La superfície de la vareta de silici després de rodar és llisa i l'error de mida és més petit.

640 (3)

Utilitzant una tecnologia avançada de tall de filferro, el lingot d'un sol cristall es talla en hòsties de silici de gruix adequat mitjançant un equip de tall.

640 (4)

A causa del petit gruix de l'hòstia de silici, la vora de l'hòstia de silici després del tall és molt afilada. El propòsit de la mòlta de vores és formar una vora llisa i no és fàcil trencar-se en la futura fabricació d'encenalls.

640 (6)

LAPPING és afegir l'hòstia entre la placa de selecció pesada i la placa de cristall inferior i aplicar pressió i girar amb l'abrasiu per fer que l'hòstia sigui plana.

640 (5)

El gravat és un procés per eliminar el dany superficial de l'hòstia, i la capa superficial danyada pel processament físic es dissol mitjançant una solució química.

640 (8)

La mòlta a doble cara és un procés per fer que l'hòstia sigui més plana i eliminar petites protuberàncies a la superfície.

640 (7)

RTP és un procés d'escalfament ràpid de l'hòstia en pocs segons, de manera que els defectes interns de l'hòstia són uniformes, les impureses metàl·liques es suprimeixen i s'evita el funcionament anormal del semiconductor.

640 (11)

El poliment és un procés que garanteix la suavitat de la superfície mitjançant un mecanitzat de precisió de la superfície. L'ús de purins i draps de poliment, combinat amb la temperatura, la pressió i la velocitat de rotació adequades, poden eliminar la capa de danys mecànics deixats pel procés anterior i obtenir hòsties de silici amb una excel·lent planitud superficial.

640 (9)

L'objectiu de la neteja és eliminar la matèria orgànica, les partícules, els metalls, etc. que queden a la superfície de l'hòstia de silici després del poliment, per garantir la neteja de la superfície de l'hòstia de silici i complir els requisits de qualitat del procés posterior.

640 (10)

El provador de planitud i resistivitat detecta l'hòstia de silici després de polir i netejar per assegurar-se que el gruix, la planitud, la planitud local, la curvatura, la deformació, la resistivitat, etc. de l'hòstia de silici polida compleixen les necessitats del client.

640 (12)

El recompte de partícules és un procés per inspeccionar amb precisió la superfície de l'hòstia, i els defectes de la superfície i la quantitat es determinen mitjançant la dispersió del làser.

640 (14)

EPI GROWING és un procés per fer créixer pel·lícules de silici monocristal d'alta qualitat sobre hòsties de silici polides mitjançant deposició química en fase de vapor.

Conceptes relacionats:Creixement epitaxial: es refereix al creixement d'una sola capa de cristall amb determinats requisits i la mateixa orientació del cristall que el substrat sobre un substrat d'un sol cristall (substrat), igual que el cristall original que s'estén cap a fora per a una secció. La tecnologia de creixement epitaxial es va desenvolupar a finals de la dècada de 1950 i principis de la dècada de 1960. En aquell moment, per fabricar dispositius d'alta freqüència i alta potència, era necessari reduir la resistència de la sèrie del col·lector, i el material havia de suportar una alta tensió i un alt corrent, per la qual cosa era necessari fer créixer un prim i alt- capa epitaxial de resistència sobre un substrat de baixa resistència. La nova capa de cristall únic cultivada epitaxialment pot ser diferent del substrat pel que fa al tipus de conductivitat, resistivitat, etc., i també es poden cultivar cristalls únics multicapa de diferents gruixos i requisits, millorant així molt la flexibilitat del disseny del dispositiu i la rendiment del dispositiu.

640 (13)

L'embalatge és l'embalatge dels productes finals qualificats.


Hora de publicació: 05-nov-2024