硅晶圓制造的三大步驟,你知道嗎?
眾所周知,硅晶圓是制造半導(dǎo)體器件和芯片的基本材料,而且在產(chǎn)業(yè)中扮演著舉足輕重的地位,可以說(shuō)硅是當(dāng)今最重要、應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料。 硅在自然界中以硅酸鹽或二氧化硅的形式廣泛存在于巖石、砂礫中,而硅晶圓的制造有三大步驟:硅提煉及提純、單晶硅生長(zhǎng)、晶圓成型。接下來(lái)由小編帶大家了解一番。 一、 硅提煉及提純 硅的提純是第一道工序,需將沙石原料放入一個(gè)溫度超過(guò)兩千攝氏度的并有碳源的電弧熔爐中,在高溫下發(fā)生還原反應(yīng)得到冶金級(jí)硅,然后將粉碎的冶金級(jí)硅與氣態(tài)的氯化氫反應(yīng),生成液態(tài)的硅烷,然后通過(guò)蒸餾和化學(xué)還原工藝,得到了高純度的多晶硅。 二、 單晶硅生長(zhǎng) 這道工藝常用的是直拉法,高純度的多晶硅放在石英坩堝中,并用外面圍繞著的石墨加熱器不斷加熱,溫度維持在大約一千多攝氏度,爐中的空氣通常是惰性氣體,使多晶硅熔化,同時(shí)又不會(huì)產(chǎn)生不需要的化學(xué)反應(yīng)。 為了形成單晶硅,還需要控制晶體的方向,坩堝帶著多晶硅熔化物在旋轉(zhuǎn),把一顆籽晶浸入其中,并且由拉制棒帶著籽晶作反方向旋轉(zhuǎn),同時(shí)慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。 熔化的多晶硅會(huì)粘在籽晶的底端,按籽晶晶格排列的方向不斷地生長(zhǎng)上去。用直拉法生長(zhǎng)后,單晶棒將按適當(dāng)?shù)某叽邕M(jìn)行切割,然后進(jìn)行研磨,再用化學(xué)機(jī)械拋光工藝使其至少一面光滑如鏡,這時(shí)候晶圓片就制造完成了。 晶圓制造廠把這些多晶硅融解,再在融液里種入籽晶,然后將其慢慢拉出,以形成圓柱狀的單晶硅晶棒,由于硅晶棒是由一顆晶面取向確定的籽晶在熔融態(tài)的硅原料中逐漸生成。 三、晶圓成型 完成了上述兩道工藝, 硅晶棒再經(jīng)過(guò)切段,滾磨,切片,倒角,拋光,激光刻,包裝后,即成為集成電路工廠的基本原料——硅晶圓片,也就是所謂的“晶圓”。 在現(xiàn)實(shí)生活中,我們常聽(tīng)到人們講起幾寸晶圓廠,其實(shí)指的就是生產(chǎn)單片晶圓的尺寸。一般情況下,硅晶圓直徑越大,代表晶圓廠技術(shù)實(shí)力越強(qiáng)。為了將電晶體與導(dǎo)線尺寸縮小,可以將幾片晶圓制作在同一片晶圓上,制作出更多的硅晶粒,但是硅晶圓生產(chǎn)最關(guān)鍵的參數(shù)就是良品率,這是晶圓廠的核心技術(shù)參數(shù),它與硅晶圓生產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量密不可分。 備注:本文僅作學(xué)習(xí)分享,觀點(diǎn)屬于原作者,不代表對(duì)該觀點(diǎn)表示支持或贊同,如內(nèi)容上存在爭(zhēng)議,請(qǐng)及時(shí)與我們聯(lián)系刪除,謝謝!
提交
電路板上電子元器件的識(shí)別方法
汽車應(yīng)用中的IGBT功率模塊
電子元器件的故障特點(diǎn)
電子元器件的焊接要求
電子元器件的基礎(chǔ)知識(shí)有哪些?