《單晶硅生產(chǎn)工藝及單晶硅片生產(chǎn)工藝》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《單晶硅生產(chǎn)工藝及單晶硅片生產(chǎn)工藝（3頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 單晶硅生產(chǎn)工藝及單晶硅片生產(chǎn)工藝 單晶硅原子以三維空間模式周期形成的長程有序的晶體。 多晶硅是很多具有 不同晶向的小單晶體單獨(dú)形成的，不能用來做半導(dǎo)體電路。 多晶硅必須融化成單晶體，才能加工成半導(dǎo)體應(yīng)用中使用的晶圓片。 加工工藝： 加料—→熔化—→縮頸生長—→放肩生長—→等徑生長—→尾部生長 （１）加料：將多晶硅原料及雜質(zhì)放入石英坩堝內(nèi)， 雜質(zhì)的種類依電阻的Ｎ或Ｐ型而定。雜質(zhì)種類有硼，磷，銻，砷。 （２）熔化：加完多晶硅原料于石英堝內(nèi)后， 長晶爐必須關(guān)閉并抽成真空后充入高純氬氣使之維持一定壓力范圍內(nèi)， 然后打開石墨加熱器電源， 加熱至

2、熔化溫度（１４２０℃）以上，將多晶硅原料熔化。 （３）縮頸生長：當(dāng)硅熔體的溫度穩(wěn)定之后，將籽晶慢慢浸入硅熔體中。由于籽晶與硅熔體場接觸時的熱應(yīng)力， 會使籽晶產(chǎn)生位錯， 這些位錯必須利用縮頸生長使之消失掉。 縮頸生長是將籽晶快速向上提升， 使長出的籽晶的直徑縮小到一定大?。ǎ矗叮恚恚┯捎谖诲e線與生長軸成一個交角，只要縮頸夠長，位錯便能長出晶體表面，產(chǎn)生零位錯的晶體。 （４）放肩生長：長完細(xì)頸之后，須降低溫度與拉速，使得晶體的直徑漸漸增大到所需的大小。 （５）等徑生長：長完細(xì)頸和肩部之后，借著拉速與溫度的不斷調(diào)整，可使晶 棒直徑維持在正負(fù)２ｍｍ之間， 這段直徑固定的部分即

3、稱為等徑部分。 單晶硅片 取自于等徑部分。 （６）尾部生長：在長完等徑部分之后，如果立刻將晶棒與液面分開，那么熱 應(yīng)力將使得晶棒出現(xiàn)位錯與滑移線。 于是為了避免此問題的發(fā)生， 必須將晶棒的 直徑慢慢縮小， 直到成一尖點(diǎn)而與液面分開。 這一過程稱之為尾部生長。 長完的 晶棒被升至上爐室冷卻一段時間后取出，即完成一次生長周期。 單晶硅棒加工成單晶硅拋光硅片 加工流程： 單晶生長—→切斷—→外徑滾磨—→平邊或Ｖ型槽處理—→切片倒角—→研磨 腐蝕—→拋光—→清洗—→包裝 切斷：目的是切除單晶硅棒的頭部、 尾部及超出客戶規(guī)格的部分

4、， 將單晶硅棒分段成切片設(shè)備可以處理的長度，切取試片測量單晶硅棒的電阻率含氧量。 切斷的設(shè)備：內(nèi)園切割機(jī)或外園切割機(jī) 切斷用主要進(jìn)口材料：刀片 外徑磨削 ：由于單晶硅棒的外徑表面并不平整且直徑也比最終拋光晶片所規(guī)定的直徑規(guī)格大，通過外徑滾磨可以獲得較為精確的直徑。 外徑滾磨的設(shè)備：磨床 平邊或Ｖ型槽處理 ：指方位及指定加工， 用以單晶硅棒上的特定結(jié)晶方向平邊或Ｖ型。 處理的設(shè)備：磨床及Ｘ－ＲＡＹ繞射儀。 切片：指將單晶硅棒切成具有精確幾何尺寸的薄晶片。 切片的設(shè)備：內(nèi)園切割機(jī)或線切割機(jī) 倒角：指將切割成的晶片稅利邊修整成圓弧形， 防止晶片邊

5、緣破裂及晶格缺陷產(chǎn)生，增加磊晶層及光阻層的平坦度。 倒角的主要設(shè)備：倒角機(jī) 研磨：指通過研磨能除去切片和輪磨所造的鋸痕及表面損傷層， 有效改善單晶硅片的曲度、平坦度與平行度，達(dá)到一個拋光過程可以處理的規(guī)格。 研磨的設(shè)備：研磨機(jī)（雙面研磨） 主要原料：研磨漿料（主要成份為氧化鋁，鉻砂，水） ，滑浮液。 腐蝕：指經(jīng)切片及研磨等機(jī)械加工后，晶片表面受加工應(yīng)力而形成的損傷層，通常采用化學(xué)腐蝕去除。 腐蝕的方式：（Ａ）酸性腐蝕，是最普遍被采用的。 酸性腐蝕液由硝酸 （ＨＮＯ 3），氫氟酸（ＨＦ），及一些緩沖酸（ＣＨ 3ＣＯＣＨ，Ｈ 3ＰＯ 4）組成。 （Ｂ）堿性

6、腐蝕，堿性腐蝕液由ＫＯＨ或ＮａＯＨ加純水組成。 拋光：指單晶硅片表面需要改善微缺陷，從而獲得高平坦度晶片的拋光。 拋光的設(shè)備：多片式拋光機(jī)，單片式拋光機(jī)。 拋光的方式： 粗拋：主要作用去除損傷層， 一般去除量約在１０－２０ｕ ｍ； 精拋：主要作用改善晶片表面的微粗糙程度，一般去除量１ｕｍ以下 主要原料：拋光液由具有ＳｉＯ 2 的微細(xì)懸硅酸膠及ＮａＯＨ（或ＫＯＨ 或ＮＨ 4ＯＨ）組成，分為粗拋漿和精拋漿。 清洗：在單晶硅片加工過程中很多步驟需要用到清洗， 這里的清洗主要是拋光 后的最終清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。 清洗的方式：主要是傳統(tǒng)的ＲＣＡ濕式化學(xué)洗凈技術(shù)。 主要原料：Ｈ 2ＳＯ 4，Ｈ 2Ｏ 2，ＨＦ，ＮＨ 4ＯＨ，ＨＣＬ