Детаљан процес производње полупроводника силицијумске плочице

640

Прво, ставите поликристални силицијум и додатке у кварцни лончић у пећи са једним кристалом, подигните температуру на више од 1000 степени и добијете поликристални силицијум у растопљеном стању.

640 (1)

Раст силицијумских ингота је процес претварања поликристалног силицијума у ​​монокристални силицијум. Након што се поликристални силицијум загреје у течност, топлотно окружење се прецизно контролише да прерасте у висококвалитетне монокристале.

Повезани концепти:
Раст једног кристала:Након што је температура поликристалног силицијумског раствора стабилна, кристал за семе се полако спушта у растопљени силицијум (засевени кристал ће се такође растопити у топљењу силицијума), а затим се кристал за семе подиже одређеном брзином за засејавање. процес. Затим се дислокације настале током процеса засијавања елиминишу кроз операцију грлића. Када се врат скупи на довољну дужину, пречник монокристалног силицијума се повећава на циљну вредност подешавањем брзине и температуре повлачења, а затим се одржава једнак пречник да би нарастао до циљне дужине. Коначно, како би се спречило да се дислокација протеже уназад, монокристални ингот се завршава да би се добио готов монокристални ингот, а затим се вади након што се температура охлади.

Методе за припрему монокристалног силицијума:ЦЗ метода и ФЗ метода. ЦЗ метода је скраћено ЦЗ метода. Карактеристика ЦЗ методе је да је сажета у топлотни систем правог цилиндра, користећи отпорно загревање графита за топљење поликристалног силицијума у ​​кварцном лончићу високе чистоће, а затим убацивање кристала семена у површину растопа ради заваривања, док ротирајући семенски кристал, а затим обрнути лончић. Семенски кристал се полако подиже нагоре, а након процеса засијавања, увећања, ротације рамена, раста једнаког пречника и репа, добија се монокристални силицијум.

Метода зонског топљења је метода коришћења поликристалних ингота за топљење и кристализацију полупроводничких кристала у различитим областима. Топлотна енергија се користи за стварање зоне топљења на једном крају полупроводничке шипке, а затим се заварује једнокристални кристал. Температура је подешена тако да се зона топљења полако помера на други крај штапа, а кроз цео штап расте један кристал, а оријентација кристала је иста као и код семенског кристала. Метода зонског топљења је подељена на два типа: хоризонтална зонска метода топљења и метода топљења вертикалне суспензије. Први се углавном користи за пречишћавање и раст монокристала материјала као што су германијум и ГаАс. Ово последње је да се користи високофреквентни калем у атмосфери или вакуумској пећи да би се створила растопљена зона на контакту између кристала монокристалног семена и поликристалног силицијумског штапа окаченог изнад њега, а затим померила растопљену зону нагоре да би се развила једна кристално.

Око 85% силицијумских вафла се производи методом Чохралског, а 15% силицијумских вафла се производи методом зонског топљења. Према апликацији, монокристални силицијум узгајан методом Чохралског углавном се користи за производњу компоненти интегрисаног кола, док се монокристални силицијум узгајан методом зонског топљења углавном користи за енергетске полупроводнике. Метод Чохралског има зрео процес и лакше је узгајати монокристални силицијум великог пречника; метода зонског топљења таљење не долази у контакт са контејнером, није лако контаминирати, има већу чистоћу и погодно је за производњу електронских уређаја велике снаге, али је теже узгајати монокристални силицијум великог пречника, и углавном се користи само за 8 инча или мање у пречнику. Видео приказује методу Чохралског.

640 (2)

Због потешкоћа у контроли пречника монокристалне силицијумске шипке у процесу извлачења монокристала, како би се добиле силиконске шипке стандардних пречника, као што су 6 инча, 8 инча, 12 инча, итд. кристал, пречник силицијумског ингота ће бити ваљан и брушен. Површина силиконске шипке након ваљања је глатка и грешка у величини је мања.

640 (3)

Користећи напредну технологију сечења жице, монокристални ингот се сече на силиконске плочице одговарајуће дебљине кроз опрему за сечење.

640 (4)

Због мале дебљине силицијумске плочице, ивица силицијумске плочице након сечења је веома оштра. Сврха брушења ивица је формирање глатке ивице и није је лако поломити у будућој производњи чипова.

640 (6)

ЛАППИНГ је додавање облатне између тешке плоче за одабир и доње кристалне плоче и притискање и ротирање абразивом како би обланда постала равна.

640 (5)

Јеткање је процес уклањања површинског оштећења плочице, а површински слој оштећен физичком обрадом се раствара хемијским раствором.

640 (8)

Двострано брушење је процес који облатни чини равнијим и уклања мале избочине на површини.

640 (7)

РТП је процес брзог загревања плочице за неколико секунди, тако да су унутрашњи дефекти плочице уједначени, металне нечистоће су потиснуте, а ненормалан рад полупроводника је спречен.

640 (11)

Полирање је процес који обезбеђује глаткоћу површине кроз површинску прецизну машинску обраду. Употреба полирне масе и тканине за полирање, у комбинацији са одговарајућом температуром, притиском и брзином ротације, може елиминисати слој механичког оштећења који је остао у претходном процесу и добити силиконске плочице са одличном равношћу површине.

640 (9)

Сврха чишћења је уклањање органских материја, честица, метала итд. који су остали на површини силицијумске плочице након полирања, како би се обезбедила чистоћа површине силицијумске плочице и испунили захтеви квалитета накнадног процеса.

640 (10)

Тестер равности и отпорности детектује силицијумску плочицу након полирања и чишћења како би осигурао да дебљина, равност, локална равност, закривљеност, искривљеност, отпорност итд. полиране силиконске плочице задовољавају потребе купаца.

640 (12)

БРОЈАЊЕ ЧЕСТИЦА је процес за прецизно испитивање површине плочице, а површински дефекти и количина се одређују ласерским расејањем.

640 (14)

ЕПИ ГРОВИНГ је процес за узгој висококвалитетних монокристалних филмова од силицијума на полираним силицијумским плочицама хемијским таложењем у парној фази.

Повезани концепти:Епитаксијални раст: односи се на раст једног слоја кристала са одређеним захтевима и истом оријентацијом кристала као супстрат на супстрату од једног кристала (супстрату), баш као и оригинални кристал који се протеже ка споља за део. Технологија епитаксијалног раста развијена је касних 1950-их и раних 1960-их. У то време, да би се производили високофреквентни уређаји и уређаји велике снаге, било је потребно смањити серијски отпор колектора, а материјал је био потребан да издржи висок напон и велику струју, па је било потребно узгајати танак високо- отпорни епитаксијални слој на подлози ниског отпора. Нови монокристални слој који се узгаја епитаксијално може се разликовати од супстрата у погледу типа проводљивости, отпорности итд., а такође се могу узгајати вишеслојни монокристали различитих дебљина и захтева, чиме се у великој мери побољшава флексибилност дизајна уређаја и перформансе уређаја.

640 (13)

Паковање је паковање финалних квалификованих производа.


Време поста: 05.11.2024