【時訊科普】硅片的生產通常有以下幾個步驟
?硅片的生產通常有以下幾個步驟
1)長晶,有直拉法(CZ)和區(qū)熔法(FZ)之分,由于熔融多晶材料會直接跟石英坩堝接觸,
這樣石英坩堝的雜質會污染熔融多晶,直拉法拉直單晶碳氧含量比較高,雜質缺陷比較多,
但是成本低,適合拉制大直徑(300mm)的硅片,是目前主要的半導體硅片材料。
區(qū)熔法拉制的單晶,由于多晶原材料沒有跟石英坩堝接觸,因此內部缺陷少、碳氧含量低,
但是價格貴,成本高,適合用于大功率器件和某些高端產品。
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2)切片,拉制好的單晶硅棒需要切除頭尾料,然后滾磨成所需的直徑大小,切平邊或者V槽后,再切成薄硅片。
目前通常用金剛線線切割技術,效率高,硅片翹曲度和彎曲度比較好。少部分特殊異形片,會用內圓切。
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3)研磨:切片后需要通過研磨來去除切割面的損傷層,以保證硅片表面的質量,大概去除50um。
4)腐蝕:腐蝕是為了進一步去除切割和研磨造成的損傷層,以便為一下步的拋光工藝做好準備。
腐蝕通常有堿腐蝕和酸腐蝕,目前由于環(huán)保因素,大多數都采用堿腐蝕。腐蝕的去除量會達到30-40um,表面粗糙度也可以達到微米級。
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5)拋光:拋光是硅片生產的一道重要工藝,拋光是通過CMP(Chemical Mechanical Polished )技術進一步提高硅片的表面質量,
使其達到生產芯片的要求,拋光后表面粗糙度通常Ra<5A。
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6)清洗包裝:由于集成電路線寬越來越小,因此對提高的顆粒度指標要求也越來越高,清洗包裝也是硅片生產的一道重要工藝,
通過兆聲清洗能夠洗凈附著在硅片表面>0.3um以上的大部分顆粒,
再通過免清洗的卡塞盒真空密封包裝或者沖惰性氣體包裝,從而使硅片表面的潔凈度達到集成電路的要求。
單晶硅是一種優(yōu)良的高純半導體材料,IC級別的純度要求達到9N以上(99.9999999%),區(qū)熔單晶硅片甚至達到11N(99.999999999%)以上。
通常通過直拉法(CZ)和區(qū)熔法(FZ)長晶得到,其晶向通過籽晶來決定。單晶硅是目前最重要的半導體材料,
占據半導體材料市場的90%以上,是信息技術和集成電路的基礎材料。
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