Podroben postopek izdelave polprevodnikov iz silicijeve rezine

640

Najprej dajte polikristalni silicij in dopante v kvarčni lonček v enokristalni peči, dvignite temperaturo na več kot 1000 stopinj in pridobite polikristalni silicij v staljenem stanju.

640 (1)

Rast silicijevega ingota je postopek pretvorbe polikristalnega silicija v monokristalni silicij. Ko se polikristalni silicij segreje v tekočino, je toplotno okolje natančno nadzorovano, da zraste v visokokakovostne posamezne kristale.

Povezani koncepti:
Rast monokristala:Ko je temperatura raztopine polikristalnega silicija stabilna, se zarodni kristal počasi spusti v silicijevo talino (zarodni kristal se bo tudi stopil v silicijevi talini), nato pa se zarodni kristal dvigne z določeno hitrostjo za sejanje postopek. Nato se dislokacije, ki nastanejo med postopkom sejanja, odstranijo z operacijo zvijanja. Ko se vrat skrči na zadostno dolžino, se premer monokristalnega silicija poveča na ciljno vrednost s prilagajanjem hitrosti vlečenja in temperature, nato pa se ohrani enak premer, da zraste do ciljne dolžine. Da bi preprečili, da bi se dislokacija razširila nazaj, je monokristalni ingot končan, da dobimo končni monokristalni ingot, nato pa ga vzamemo ven, ko se temperatura ohladi.

Metode za pripravo monokristalnega silicija:Metoda CZ in metoda FZ. Metoda CZ je skrajšano imenovana metoda CZ. Značilnost metode CZ je, da je povzeta v termičnem sistemu z ravnim valjem, pri čemer se uporablja grafitno uporno segrevanje za taljenje polikristalnega silicija v kremenčevem lončku visoke čistosti in nato vstavljanje zarodnega kristala v površino taline za varjenje, medtem ko vrtenje zarodnega kristala in nato obračanje lončka. Zarodni kristal se počasi dvigne navzgor in po postopkih zasejanja, povečanja, rotacije ramen, rasti enakega premera in repa dobimo monokristalni silicij.

Metoda conskega taljenja je metoda uporabe polikristalnih ingotov za taljenje in kristalizacijo polprevodniških kristalov na različnih področjih. Toplotna energija se uporablja za ustvarjanje talilne cone na enem koncu polprevodniške palice, nato pa se zvari monokristalni zarodek. Temperatura je prilagojena tako, da se talilno območje počasi premakne na drugi konec palice, skozi celotno palico pa zraste en sam kristal, orientacija kristala pa je enaka orientaciji začetnega kristala. Metoda conskega taljenja je razdeljena na dve vrsti: metoda taljenja v horizontalni coni in metoda taljenja v navpični coni suspenzije. Prvi se uporablja predvsem za čiščenje in rast monokristalov materialov, kot sta germanij in GaAs. Slednje je uporaba visokofrekvenčne tuljave v atmosferi ali vakuumski peči za ustvarjanje staljene cone na stiku med monokristalnim zarodnim kristalom in polikristalno silicijevo palico, obešeno nad njim, nato pa premakniti staljeno cono navzgor, da zraste en sam kristal. kristalno.

Približno 85 % silicijevih rezin je izdelanih po metodi Czochralskega, 15 % silicijevih rezin pa po metodi conskega taljenja. Glede na prijavo se monokristalni silicij, pridelan po metodi Czochralskega, uporablja predvsem za izdelavo komponent integriranih vezij, medtem ko se monokristalni silicij, pridelan po metodi conskega taljenja, uporablja predvsem za močnostne polprevodnike. Metoda Czochralski ima zrel postopek in je lažja za gojenje monokristalnega silicija velikega premera; metoda conskega taljenja talina ni v stiku s posodo, ni je lahko kontaminirana, ima višjo čistost in je primerna za proizvodnjo visokozmogljivih elektronskih naprav, vendar je težje gojiti monokristalni silicij velikega premera, in se na splošno uporablja samo za premer 8 palcev ali manj. Video prikazuje metodo Czochralskega.

640 (2)

Zaradi težav pri nadzoru premera monokristalne silicijeve palice v procesu vlečenja monokristala, da bi dobili silicijeve palice standardnih premerov, kot so 6 palcev, 8 palcev, 12 palcev itd. kristala, bo premer silicijevega ingota valjan in brušen. Površina silikonske palice po valjanju je gladka in napaka velikosti je manjša.

640 (3)

Z uporabo napredne tehnologije rezanja žice se enokristalni ingot prek opreme za rezanje razreže na silicijeve rezine ustrezne debeline.

640 (4)

Zaradi majhne debeline silicijeve rezine je rob silicijeve rezine po rezanju zelo oster. Namen brušenja robov je oblikovati gladek rob in ga pri prihodnji proizvodnji odrezkov ni lahko zlomiti.

640 (6)

LEPANJE je dodajanje rezine med težko izbirno ploščo in spodnjo kristalno ploščo ter pritisk in vrtenje z abrazivom, da postane rezina ravna.

640 (5)

Jedkanje je postopek za odstranitev površinske poškodbe rezine, površinska plast, poškodovana s fizično obdelavo, pa se raztopi s kemično raztopino.

640 (8)

Dvostransko brušenje je postopek, s katerim naredimo rezino bolj ploščato in odstranimo majhne izbokline na površini.

640 (7)

RTP je postopek hitrega segrevanja rezine v nekaj sekundah, tako da so notranje napake rezine enotne, kovinske nečistoče so potlačene in preprečeno nenormalno delovanje polprevodnika.

640 (11)

Poliranje je postopek, ki zagotavlja gladkost površine s površinsko natančno obdelavo. Uporaba polirne brozge in polirne krpe v kombinaciji z ustrezno temperaturo, tlakom in hitrostjo vrtenja lahko odpravi mehansko poškodovano plast, ki jo je pustil prejšnji postopek, in pridobi silicijeve rezine z odlično ravnostjo površine.

640 (9)

Namen čiščenja je odstraniti organske snovi, delce, kovine itd., ki ostanejo na površini silicijeve rezine po poliranju, da se zagotovi čistoča površine silicijeve rezine in izpolnijo zahteve glede kakovosti poznejšega postopka.

640 (10)

Tester ravnosti in upornosti zazna silikonsko rezino po poliranju in čiščenju, da zagotovi, da debelina, ravnost, lokalna ravnost, ukrivljenost, zvitost, upornost itd. polirane silicijeve rezine ustreza potrebam kupcev.

640 (12)

ŠTETJE DELCEV je postopek za natančno pregledovanje površine rezine, površinske napake in količino pa ugotavljamo z laserskim sipanjem.

640 (14)

EPI GROWING je postopek za gojenje visokokakovostnih monokristalnih filmov silicija na poliranih silicijevih rezinah s kemičnim nanašanjem v parni fazi.

Povezani koncepti:Epitaksialna rast: nanaša se na rast enokristalne plasti z določenimi zahtevami in enako orientacijo kristala kot substrat na enokristalnem substratu (substrat), tako kot izvirni kristal, ki se razteza navzven za odsek. Tehnologija epitaksialne rasti je bila razvita v poznih petdesetih in zgodnjih šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Takrat je bilo za izdelavo visokofrekvenčnih in visokozmogljivih naprav potrebno zmanjšati serijsko upornost kolektorja, material pa je moral vzdržati visoko napetost in visok tok, zato je bilo treba vzgojiti tanek visoko- odporni epitaksialni sloj na substratu z nizkim uporom. Nova monokristalna plast, gojena epitaksialno, se lahko razlikuje od substrata glede vrste prevodnosti, upornosti itd., prav tako je mogoče gojiti večplastne monokristale različnih debelin in zahtev, s čimer se močno izboljša fleksibilnost zasnove naprave in delovanje naprave.

640 (13)

Embalaža je embalaža končnih kvalificiranih izdelkov.


Čas objave: Nov-05-2024