Geben Sie zunächst polykristallines Silizium und Dotierstoffe in den Quarztiegel im Einkristallofen, erhöhen Sie die Temperatur auf über 1000 Grad und erhalten Sie polykristallines Silizium in geschmolzenem Zustand.
Beim Wachstum von Siliziumbarren handelt es sich um einen Prozess zur Umwandlung von polykristallinem Silizium in einkristallines Silizium. Nachdem das polykristalline Silizium zu einer Flüssigkeit erhitzt wurde, wird die thermische Umgebung präzise gesteuert, um hochwertige Einkristalle zu bilden.
Verwandte Konzepte:
Einkristallwachstum:Nachdem die Temperatur der polykristallinen Siliziumlösung stabil ist, wird der Impfkristall langsam in die Siliziumschmelze abgesenkt (der Impfkristall wird auch in der Siliziumschmelze geschmolzen) und dann wird der Impfkristall zum Impfen mit einer bestimmten Geschwindigkeit angehoben Verfahren. Anschließend werden die während des Impfvorgangs erzeugten Versetzungen durch den Einschnürungsvorgang beseitigt. Wenn der Hals auf eine ausreichende Länge geschrumpft ist, wird der Durchmesser des einkristallinen Siliziums durch Anpassen der Ziehgeschwindigkeit und der Temperatur auf den Zielwert vergrößert und dann wird der gleiche Durchmesser beibehalten, um auf die Ziellänge zu wachsen. Um zu verhindern, dass sich die Versetzung nach hinten ausdehnt, wird der Einkristallbarren abschließend bearbeitet, um den fertigen Einkristallbarren zu erhalten, und dieser wird dann herausgenommen, nachdem die Temperatur abgekühlt ist.
Methoden zur Herstellung von einkristallinem Silizium:CZ-Methode und FZ-Methode. Die CZ-Methode wird als CZ-Methode abgekürzt. Das Merkmal der CZ-Methode besteht darin, dass sie in einem thermischen System mit geradem Zylinder zusammengefasst ist, bei dem das polykristalline Silizium mithilfe einer Graphitwiderstandsheizung in einem hochreinen Quarztiegel geschmolzen wird und anschließend der Impfkristall zum Schweißen in die Schmelzoberfläche eingeführt wird Drehen des Impfkristalls und anschließendes Umdrehen des Tiegels. Der Impfkristall wird langsam nach oben gehoben, und nach den Prozessen des Impfens, der Vergrößerung, der Schulterrotation, des Wachstums mit gleichem Durchmesser und des Tailings wird ein einkristalliner Silizium erhalten.
Das Zonenschmelzverfahren ist eine Methode, bei der polykristalline Barren zum Schmelzen und Kristallisieren von Halbleiterkristallen in verschiedenen Bereichen verwendet werden. Mithilfe thermischer Energie wird an einem Ende des Halbleiterstabs eine Schmelzzone erzeugt und anschließend ein Einkristall-Impfkristall verschweißt. Die Temperatur wird so eingestellt, dass sich die Schmelzzone langsam zum anderen Ende des Stabs bewegt und durch den gesamten Stab hindurch ein Einkristall wächst, dessen Kristallorientierung mit der des Impfkristalls übereinstimmt. Das Zonenschmelzverfahren wird in zwei Typen unterteilt: das horizontale Zonenschmelzverfahren und das vertikale Suspensionszonenschmelzverfahren. Ersteres wird hauptsächlich zur Reinigung und Einkristallzüchtung von Materialien wie Germanium und GaAs verwendet. Letzteres besteht darin, eine Hochfrequenzspule in einer Atmosphäre oder einem Vakuumofen zu verwenden, um am Kontakt zwischen dem Einkristall-Impfkristall und dem darüber hängenden polykristallinen Siliziumstab eine geschmolzene Zone zu erzeugen und dann die geschmolzene Zone nach oben zu bewegen, um einen einzelnen Kristall zu züchten Kristall.
Etwa 85 % der Siliziumwafer werden nach dem Czochralski-Verfahren und 15 % der Siliziumwafer nach dem Zonenschmelzverfahren hergestellt. Dem Antrag zufolge wird das nach dem Czochralski-Verfahren gezüchtete einkristalline Silizium hauptsächlich zur Herstellung von Komponenten integrierter Schaltkreise verwendet, während das nach dem Zonenschmelzverfahren gezüchtete einkristalline Silizium hauptsächlich für Leistungshalbleiter verwendet wird. Die Czochralski-Methode verfügt über einen ausgereiften Prozess und ermöglicht die einfachere Züchtung von einkristallinem Silizium mit großem Durchmesser. Bei der Zonenschmelzmethode kommt die Schmelze nicht mit dem Behälter in Kontakt, ist nicht leicht zu verunreinigen, weist eine höhere Reinheit auf und eignet sich für die Herstellung elektronischer Hochleistungsgeräte. Es ist jedoch schwieriger, einkristallines Silizium mit großem Durchmesser zu züchten. und wird im Allgemeinen nur für Durchmesser von 8 Zoll oder weniger verwendet. Das Video zeigt die Czochralski-Methode.
Aufgrund der Schwierigkeit, den Durchmesser des Einkristall-Siliziumstabs beim Ziehen des Einkristalls zu kontrollieren, um Siliziumstäbe mit Standarddurchmessern wie 6 Zoll, 8 Zoll, 12 Zoll usw. zu erhalten Kristall wird der Durchmesser des Siliziumbarrens gewalzt und geschliffen. Die Oberfläche des Siliziumstabs ist nach dem Walzen glatt und der Größenfehler ist geringer.
Mithilfe fortschrittlicher Drahtschneidetechnologie wird der Einkristallbarren mithilfe einer Schneidausrüstung in Siliziumwafer geeigneter Dicke geschnitten.
Aufgrund der geringen Dicke des Siliziumwafers ist die Kante des Siliziumwafers nach dem Schneiden sehr scharf. Der Zweck des Kantenschleifens besteht darin, eine glatte Kante zu bilden, die bei der zukünftigen Chipherstellung nicht leicht brechen kann.
Beim Läppen wird der Wafer zwischen die schwere Auswahlplatte und die untere Kristallplatte gelegt, Druck ausgeübt und mit dem Schleifmittel gedreht, um den Wafer flach zu machen.
Beim Ätzen handelt es sich um einen Prozess zur Beseitigung von Oberflächenschäden des Wafers. Dabei wird die durch physikalische Bearbeitung beschädigte Oberflächenschicht durch eine chemische Lösung aufgelöst.
Beim doppelseitigen Schleifen handelt es sich um ein Verfahren, um den Wafer flacher zu machen und kleine Vorsprünge auf der Oberfläche zu entfernen.
RTP ist ein Prozess, bei dem der Wafer in wenigen Sekunden schnell erhitzt wird, sodass die inneren Defekte des Wafers gleichmäßig sind, Metallverunreinigungen unterdrückt werden und ein abnormaler Betrieb des Halbleiters verhindert wird.
Polieren ist ein Prozess, der die Oberflächenglätte durch Oberflächenpräzisionsbearbeitung gewährleistet. Durch die Verwendung von Polierschlamm und Poliertuch in Kombination mit geeigneter Temperatur, Druck und Rotationsgeschwindigkeit kann die durch den vorherigen Prozess hinterlassene mechanische Schadensschicht beseitigt und Siliziumwafer mit ausgezeichneter Oberflächenebenheit erhalten werden.
Der Zweck der Reinigung besteht darin, organische Stoffe, Partikel, Metalle usw. zu entfernen, die nach dem Polieren auf der Oberfläche des Siliziumwafers verbleiben, um die Sauberkeit der Siliziumwaferoberfläche sicherzustellen und die Qualitätsanforderungen des nachfolgenden Prozesses zu erfüllen.
Der Ebenheits- und Widerstandstester erkennt den Siliziumwafer nach dem Polieren und Reinigen, um sicherzustellen, dass Dicke, Ebenheit, lokale Ebenheit, Krümmung, Verzug, spezifischer Widerstand usw. des polierten Siliziumwafers den Kundenanforderungen entsprechen.
Beim PARTIKELZÄHLEN handelt es sich um ein Verfahren zur präzisen Inspektion der Oberfläche des Wafers, wobei die Oberflächendefekte und deren Menge durch Laserstreuung bestimmt werden.
EPI GROWING ist ein Verfahren zum Züchten hochwertiger Silizium-Einkristallfilme auf polierten Siliziumwafern durch chemische Gasphasenabscheidung.
Verwandte Konzepte:Epitaktisches Wachstum: Bezieht sich auf das Wachstum einer Einkristallschicht mit bestimmten Anforderungen und der gleichen Kristallorientierung wie das Substrat auf einem Einkristallsubstrat (Substrat), genau wie der ursprüngliche Kristall, der sich über einen Abschnitt nach außen erstreckt. Die Epitaxie-Wachstumstechnologie wurde in den späten 1950er und frühen 1960er Jahren entwickelt. Zu dieser Zeit war es zur Herstellung von Hochfrequenz- und Hochleistungsgeräten erforderlich, den Serienwiderstand des Kollektors zu verringern, und das Material musste hoher Spannung und hohem Strom standhalten, sodass ein dünnes Hochleistungsgerät gezüchtet werden musste. Widerstandsepitaxieschicht auf einem Substrat mit niedrigem Widerstand. Die epitaktisch gezüchtete neue Einkristallschicht kann sich hinsichtlich Leitfähigkeitstyp, spezifischem Widerstand usw. vom Substrat unterscheiden, und es können auch mehrschichtige Einkristalle mit unterschiedlichen Dicken und Anforderungen gezüchtet werden, wodurch die Flexibilität des Gerätedesigns erheblich verbessert wird Leistung des Geräts.
Unter Verpackung versteht man die Verpackung der endgültigen qualifizierten Produkte.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 05.11.2024