Сначала поликристаллический кремний и легирующие примеси помещают в кварцевый тигель монокристаллической печи, повышают температуру более 1000 градусов и получают поликристаллический кремний в расплавленном состоянии.
Рост слитков кремния — это процесс превращения поликристаллического кремния в монокристаллический кремний. После того, как поликристаллический кремний нагревается до жидкого состояния, тепловая среда точно контролируется, чтобы вырастить высококачественные монокристаллы.
Связанные понятия:
Рост монокристаллов:После того, как температура раствора поликристаллического кремния стабилизируется, затравочный кристалл медленно опускают в расплав кремния (затравочный кристалл также будет расплавлен в расплаве кремния), а затем затравочный кристалл поднимают с определенной скоростью для затравки. процесс. Затем дислокации, возникшие в процессе затравки, устраняются с помощью операции образования шейки. Когда шейка сжимается до достаточной длины, диаметр монокристаллического кремния увеличивается до целевого значения путем регулирования скорости вытягивания и температуры, а затем сохраняется равный диаметр для увеличения до целевой длины. Наконец, чтобы предотвратить распространение дислокации назад, монокристаллический слиток обрабатывают, чтобы получить готовый монокристаллический слиток, а затем его вынимают после снижения температуры.
Методы получения монокристаллического кремния:Метод CZ и метод FZ. Метод CZ сокращенно обозначается как метод CZ. Особенностью метода CZ является то, что он представляет собой термическую систему с прямым цилиндром, в которой используется резистивный нагрев графита для плавления поликристаллического кремния в кварцевом тигле высокой чистоты, а затем вставляется затравочный кристалл в поверхность расплава для сварки, при этом вращая затравочный кристалл, а затем переворачивая тигель. Затравочный кристалл медленно поднимают вверх, и после процессов затравки, расширения, вращения плеч, роста равного диаметра и хвостообразования получается монокристалл кремния.
Метод зонной плавки — это метод использования поликристаллических слитков для плавления и кристаллизации полупроводниковых кристаллов на различных участках. Тепловая энергия используется для создания зоны плавления на одном конце полупроводникового стержня, а затем сваривается монокристаллический затравочный кристалл. Температуру регулируют так, чтобы зона плавления медленно перемещалась к другому концу стержня, и через весь стержень вырастал монокристалл, ориентация которого была такой же, как у затравочного кристалла. Метод зонной плавки делится на два типа: метод плавки в горизонтальной зоне и метод плавки в вертикальной подвесной зоне. Первый в основном используется для очистки и выращивания монокристаллов таких материалов, как германий и GaAs. Последний заключается в использовании высокочастотной катушки в атмосфере или вакуумной печи для создания расплавленной зоны в месте контакта между монокристаллическим затравочным кристаллом и подвешенным над ним стержнем поликристаллического кремния, а затем перемещения расплавленной зоны вверх для выращивания одиночного кристалла. кристалл.
Около 85% кремниевых пластин производится методом Чохральского, а 15% кремниевых пластин - методом зонной плавки. Согласно заявке, монокристалл кремния, выращенный методом Чохральского, в основном используется для производства компонентов интегральных схем, а монокристалл кремния, выращенный методом зонной плавки, в основном используется для силовых полупроводников. Метод Чохральского имеет отработанный процесс, и с его помощью легче выращивать монокристаллический кремний большого диаметра; расплав метода зонной плавки не контактирует с контейнером, не легко загрязняется, имеет более высокую чистоту и подходит для производства мощных электронных устройств, но сложнее выращивать монокристаллический кремний большого диаметра, и обычно используется только для диаметров 8 дюймов или меньше. На видео показан метод Чохральского.
Из-за сложности контроля диаметра монокристаллического кремниевого стержня в процессе вытягивания монокристалла, чтобы получить кремниевые стержни стандартных диаметров, таких как 6 дюймов, 8 дюймов, 12 дюймов и т. д. После вытягивания одиночного кристалла кристалл, диаметр кремниевого слитка будет прокатан и отшлифован. Поверхность кремниевого стержня после прокатки гладкая, а ошибка размера меньше.
Используя передовую технологию резки проволоки, монокристаллический слиток разрезается на кремниевые пластины подходящей толщины с помощью оборудования для нарезки.
Из-за небольшой толщины кремниевой пластины край кремниевой пластины после резки получается очень острым. Целью шлифовки кромок является формирование гладкой кромки, которую нелегко сломать при производстве чипов в будущем.
ПРИТИРКА заключается в добавлении пластины между тяжелой селективной пластиной и нижней кристаллической пластиной, приложении давления и вращении абразива, чтобы пластина стала плоской.
Травление — это процесс удаления поверхностных повреждений пластины, при этом поверхностный слой, поврежденный физической обработкой, растворяется химическим раствором.
Двусторонняя шлифовка – это процесс придания пластине более плоской формы и удаления небольших выступов на поверхности.
RTP — это процесс быстрого нагрева пластины за несколько секунд, благодаря чему внутренние дефекты пластины становятся однородными, примеси металлов подавляются и предотвращается нештатная работа полупроводника.
Полировка – это процесс, который обеспечивает гладкость поверхности за счет точной механической обработки. Использование полировальной суспензии и полировочной ткани в сочетании с соответствующей температурой, давлением и скоростью вращения позволяет устранить слой механических повреждений, оставшийся в результате предыдущего процесса, и получить кремниевые пластины с превосходной плоскостностью поверхности.
Целью очистки является удаление органических веществ, частиц, металлов и т. д., оставшихся на поверхности кремниевой пластины после полировки, чтобы обеспечить чистоту поверхности кремниевой пластины и соответствовать требованиям качества последующего процесса.
Прибор для измерения плоскостности и удельного сопротивления обнаруживает кремниевую пластину после полировки и очистки, чтобы гарантировать, что толщина, плоскостность, локальная плоскостность, кривизна, коробление, удельное сопротивление и т. д. полированной кремниевой пластины соответствуют потребностям клиента.
ПОДСЧЕТ ЧАСТИЦ — это процесс точного контроля поверхности пластины, при этом поверхностные дефекты и их количество определяются методом лазерного рассеяния.
EPI GROWING — это процесс выращивания высококачественных монокристаллических пленок кремния на полированных кремниевых пластинах методом химического осаждения из паровой фазы.
Связанные понятия:Эпитаксиальный рост: относится к росту монокристаллического слоя с определенными требованиями и той же ориентацией кристаллов, что и подложка, на монокристаллической подложке (подложке), точно так же, как исходный кристалл, простирающийся наружу на срез. Технология эпитаксиального роста была разработана в конце 1950-х — начале 1960-х годов. В то время для изготовления высокочастотных и мощных устройств необходимо было уменьшить последовательное сопротивление коллектора, а материал должен был выдерживать высокое напряжение и большой ток, поэтому необходимо было выращивать тонкий высоковольтный материал. Эпитаксиальный слой сопротивления на низкоомной подложке. Новый монокристаллический слой, выращенный эпитаксиально, может отличаться от подложки по типу проводимости, удельному сопротивлению и т. д., а также можно выращивать многослойные монокристаллы различной толщины и требований, тем самым значительно улучшая гибкость конструкции устройства и производительность устройства.
Упаковка – это упаковка конечной квалифицированной продукции.
Время публикации: 05 ноября 2024 г.