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硅晶圓制造的三大步驟,你知道嗎?

硅晶圓制造的三大步驟,你知道嗎?

2022/3/23 22:10:04

眾所周知,硅晶圓是制造半導體器件和芯片的基本材料,而且在產業中扮演著舉足輕重的地位,可以說硅是當今最重要、應用最廣泛的半導體材料。 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、晶圓成型。接下來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溫度超過兩千攝氏度的并有碳源的電弧熔爐中,在高溫下發生還原反應得到冶金級硅,然后將粉碎的冶金級硅與氣態的氯化氫反應,生成液態的硅烷,然后通過蒸餾和化學還原工藝,得到了高純度的多晶硅。 二、 單晶硅生長 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,同時又不會產生不需要的化學反應。 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,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,同時慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。 熔化的多晶硅會粘在籽晶的底端,按籽晶晶格排列的方向不斷地生長上去。用直拉法生長后,單晶棒將按適當的尺寸進行切割,然后進行研磨,再用化學機械拋光工藝使其至少一面光滑如鏡,這時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, 硅晶棒再經過切段,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”。 在現實生活中,我們常聽到人們講起幾寸晶圓廠,其實指的就是生產單片晶圓的尺寸。一般情況下,硅晶圓直徑越大,代表晶圓廠技術實力越強。為了將電晶體與導線尺寸縮小,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,但是硅晶圓生產最關鍵的參數就是良品率,這是晶圓廠的核心技術參數,它與硅晶圓生產設備的質量密不可分。 備注:本文僅作學習分享,觀點屬于原作者,不代表對該觀點表示支持或贊同,如內容上存在爭議,請及時與我們聯系刪除,謝謝!

審核編輯(
王靜
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