Innanzitutto, inserire il silicio policristallino e i droganti nel crogiolo di quarzo nel forno monocristallino, aumentare la temperatura a oltre 1000 gradi e ottenere il silicio policristallino allo stato fuso.
La crescita del lingotto di silicio è un processo di trasformazione del silicio policristallino in silicio monocristallino. Dopo che il silicio policristallino è stato riscaldato in liquido, l'ambiente termico viene controllato con precisione per crescere in cristalli singoli di alta qualità.
Concetti correlati:
Crescita del singolo cristallo:Dopo che la temperatura della soluzione di silicio policristallino è stabile, il seme di cristallo viene lentamente abbassato nel silicio fuso (anche il seme di cristallo verrà fuso nel silicio fuso), quindi il seme di cristallo viene sollevato a una certa velocità per la semina processo. Successivamente, le dislocazioni generate durante il processo di semina vengono eliminate attraverso l'operazione di strizione. Quando il collo viene ridotto a una lunghezza sufficiente, il diametro del silicio monocristallino viene ampliato fino al valore target regolando la velocità di trazione e la temperatura, quindi viene mantenuto il diametro uguale per crescere fino alla lunghezza target. Infine, per evitare che la dislocazione si estenda all'indietro, il lingotto monocristallino viene rifinito per ottenere il lingotto monocristallino finito, quindi viene estratto dopo che la temperatura si è raffreddata.
Metodi per preparare il silicio monocristallino:Metodo CZ e metodo FZ. Il metodo CZ è abbreviato come metodo CZ. La caratteristica del metodo CZ è che è riassunto in un sistema termico a cilindro dritto, utilizzando il riscaldamento a resistenza di grafite per fondere il silicio policristallino in un crogiolo di quarzo di elevata purezza, quindi inserendo il seme di cristallo nella superficie fusa per la saldatura, mentre ruotando il cristallo seme e quindi invertendo il crogiolo. Il cristallo seme viene lentamente sollevato verso l'alto e, dopo i processi di semina, allargamento, rotazione delle spalle, crescita di diametro uguale e coda, si ottiene un silicio monocristallino.
Il metodo di fusione a zone è un metodo che utilizza lingotti policristallini per fondere e cristallizzare cristalli semiconduttori in diverse aree. L'energia termica viene utilizzata per generare una zona di fusione su un'estremità dell'asta semiconduttrice, quindi viene saldato un cristallo seme monocristallino. La temperatura viene regolata per far sì che la zona di fusione si sposti lentamente verso l'altra estremità dell'asta e attraverso l'intera asta si forma un singolo cristallo e l'orientamento del cristallo è lo stesso di quello del cristallo seme. Il metodo di fusione a zona è diviso in due tipologie: metodo di fusione a zona orizzontale e metodo di fusione a zona di sospensione verticale. Il primo viene utilizzato principalmente per la purificazione e la crescita di cristalli singoli di materiali come germanio e GaAs. Quest'ultimo consiste nell'utilizzare una bobina ad alta frequenza in un'atmosfera o in un forno a vuoto per generare una zona fusa al contatto tra il cristallo seme monocristallino e l'asta di silicio policristallino sospesa sopra di esso, quindi spostare la zona fusa verso l'alto per far crescere un singolo cristallo.
Circa l'85% dei wafer di silicio sono prodotti con il metodo Czochralski e il 15% dei wafer di silicio sono prodotti con il metodo di fusione a zone. Secondo l'applicazione, il silicio monocristallino coltivato con il metodo Czochralski viene utilizzato principalmente per produrre componenti di circuiti integrati, mentre il silicio monocristallino coltivato con il metodo di fusione a zone viene utilizzato principalmente per semiconduttori di potenza. Il metodo Czochralski ha un processo maturo ed è più facile da coltivare silicio monocristallino di grande diametro; il metodo di fusione a zona non entra in contatto con il contenitore, non è facile da contaminare, ha una purezza maggiore ed è adatto per la produzione di dispositivi elettronici ad alta potenza, ma è più difficile coltivare silicio monocristallino di grande diametro, ed è generalmente utilizzato solo per 8 pollici o meno di diametro. Il video mostra il metodo Czochralski.
A causa della difficoltà nel controllare il diametro dell'asta di silicio monocristallino nel processo di estrazione del singolo cristallo, al fine di ottenere aste di silicio di diametri standard, come 6 pollici, 8 pollici, 12 pollici, ecc. Dopo aver tirato il singolo cristallo, il diametro del lingotto di silicio verrà laminato e macinato. La superficie dell'asta di silicio dopo il rotolamento è liscia e l'errore dimensionale è minore.
Utilizzando una tecnologia avanzata di taglio a filo, il lingotto monocristallino viene tagliato in wafer di silicio di spessore adeguato mediante apparecchiature di taglio.
A causa del piccolo spessore del wafer di silicio, il bordo del wafer di silicio dopo il taglio è molto affilato. Lo scopo della rettifica del bordo è quello di formare un bordo liscio e non è facile romperlo nella futura produzione di trucioli.
LAPPATURA consiste nell'aggiungere il wafer tra la piastra di selezione pesante e la piastra di cristallo inferiore, quindi applicare pressione e ruotare con l'abrasivo per rendere piatto il wafer.
L'incisione è un processo per rimuovere il danno superficiale del wafer e lo strato superficiale danneggiato dalla lavorazione fisica viene sciolto mediante una soluzione chimica.
La molatura su due lati è un processo per appiattire il wafer ed eliminare piccole sporgenze sulla superficie.
RTP è un processo di riscaldamento rapido del wafer in pochi secondi, in modo che i difetti interni del wafer siano uniformi, le impurità metalliche vengano soppresse e venga impedito il funzionamento anomalo del semiconduttore.
La lucidatura è un processo che garantisce la levigatezza della superficie attraverso lavorazioni meccaniche di precisione della superficie. L'uso di impasto liquido e panno lucidante, combinato con temperatura, pressione e velocità di rotazione adeguate, può eliminare lo strato di danno meccanico lasciato dal processo precedente e ottenere wafer di silicio con eccellente planarità superficiale.
Lo scopo della pulizia è rimuovere la materia organica, le particelle, i metalli, ecc. rimasti sulla superficie del wafer di silicio dopo la lucidatura, in modo da garantire la pulizia della superficie del wafer di silicio e soddisfare i requisiti di qualità del processo successivo.
Il tester di planarità e resistività rileva il wafer di silicio dopo la lucidatura e la pulizia per garantire che lo spessore, la planarità, la planarità locale, la curvatura, la deformazione, la resistività, ecc. del wafer di silicio lucidato soddisfino le esigenze del cliente.
IL CONTEGGIO DELLE PARTICELLE è un processo per ispezionare con precisione la superficie del wafer e i difetti superficiali e la quantità vengono determinati mediante diffusione laser.
EPI GROWING è un processo per la crescita di pellicole monocristalline di silicio di alta qualità su wafer di silicio lucidato mediante deposizione chimica in fase vapore.
Concetti correlati:Crescita epitassiale: si riferisce alla crescita di un singolo strato cristallino con determinati requisiti e lo stesso orientamento cristallino del substrato su un substrato monocristallino (substrato), proprio come il cristallo originale che si estende verso l'esterno per una sezione. La tecnologia della crescita epitassiale è stata sviluppata tra la fine degli anni '50 e l'inizio degli anni '60. A quel tempo, per produrre dispositivi ad alta frequenza e ad alta potenza, era necessario ridurre la resistenza in serie del collettore e il materiale doveva resistere all'alta tensione e all'alta corrente, quindi era necessario far crescere un sottile strato ad alta tensione strato epitassiale di resistenza su un substrato a bassa resistenza. Il nuovo strato monocristallino cresciuto epitassialmente può essere diverso dal substrato in termini di tipo di conduttività, resistività, ecc., e possono anche essere coltivati monocristalli multistrato di diversi spessori e requisiti, migliorando così notevolmente la flessibilità della progettazione del dispositivo e la prestazioni del dispositivo.
L'imballaggio è l'imballaggio dei prodotti finali qualificati.
Orario di pubblicazione: 05-nov-2024