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硅晶圆制造的三大步骤,你知道吗?

硅晶圆制造的三大步骤,你知道吗?

2022/3/23 22:10:04

众所周知,硅晶圆是制造半导体器件和芯片的基本材料,而且在产业中扮演着举足轻重的地位,可以说硅是当今最重要、应用最广泛的半导体材料。 硅在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式广泛存在于岩石、砂砾中,而硅晶圆的制造有三大步骤:硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。接下来由小编带大家了解一番。 一、 硅提炼及提纯 硅的提纯是第一道工序,需将沙石原料放入一个温度超过两千摄氏度的并有碳源的电弧熔炉中,在高温下发生还原反应得到冶金级硅,然后将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢反应,生成液态的硅烷,然后通过蒸馏和化学还原工艺,得到了高纯度的多晶硅。 二、 单晶硅生长 这道工艺常用的是直拉法,高纯度的多晶硅放在石英坩埚中,并用外面围绕着的石墨加热器不断加热,温度维持在大约一千多摄氏度,炉中的空气通常是惰性气体,使多晶硅熔化,同时又不会产生不需要的化学反应。 为了形成单晶硅,还需要控制晶体的方向,坩埚带着多晶硅熔化物在旋转,把一颗籽晶浸入其中,并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转,同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。 熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端,按籽晶晶格排列的方向不断地生长上去。用直拉法生长后,单晶棒将按适当的尺寸进行切割,然后进行研磨,再用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜,这时候晶圆片就制造完成了。 晶圆制造厂把这些多晶硅融解,再在融液里种入籽晶,然后将其慢慢拉出,以形成圆柱状的单晶硅晶棒,由于硅晶棒是由一颗晶面取向确定的籽晶在熔融态的硅原料中逐渐生成。 三、晶圆成型 完成了上述两道工艺, 硅晶棒再经过切段,滚磨,切片,倒角,抛光,激光刻,包装后,即成为集成电路工厂的基本原料——硅晶圆片,也就是所谓的“晶圆”。 在现实生活中,我们常听到人们讲起几寸晶圆厂,其实指的就是生产单片晶圆的尺寸。一般情况下,硅晶圆直径越大,代表晶圆厂技术实力越强。为了将电晶体与导线尺寸缩小,可以将几片晶圆制作在同一片晶圆上,制作出更多的硅晶粒,但是硅晶圆生产最关键的参数就是良品率,这是晶圆厂的核心技术参数,它与硅晶圆生产设备的质量密不可分。 备注:本文仅作学习分享,观点属于原作者,不代表对该观点表示支持或赞同,如内容上存在争议,请及时与我们联系删除,谢谢!

审核编辑(
王静
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