硅晶片Czochralski(CZ)方法

如题所述

第1个回答  2024-07-29

硅晶片的Czochralski(CZ)方法是通过掺杂硅锭生长技术来实现的。首先,需要纯净的大块多晶硅,掺入少量特定的III、V族元素,如硼、磷、砷和锑,以赋予硅锭所需的电性能,形成P型或N型硅锭(如P型通过硼,N型通过磷、锑、砷)。这一过程在石英坩埚中进行,熔融后温度需达到1420摄氏度以上。


在生长过程中,将单晶硅种子置于熔融物表面,种子需与目标晶向一致。为了确保掺杂均匀,子晶和熔化硅的坩埚需要相反方向旋转。初始阶段快速提拉子晶以减少晶内缺陷,随后逐渐降低提拉速度,以增加晶体直径。达到目标直径后,保持生长条件稳定,直至硅锭完全成长。成长结束后,子晶直径会略大于晶圆片需求,通过切割晶向显示部分,进行检验后,将其切成晶圆片。


切割晶圆片是一项精细工作,使用金刚石锯确保精确切割,以得到比需求厚度稍厚的晶片,同时减少损伤和厚度不均等问题。接着是研磨工艺,去除锯痕和表面损伤,调整厚度并释放切割应力。随后是刻蚀和清洗,使用化学混合物来减轻磨片过程中的损伤。关键的倒角工艺则确保晶圆边缘光滑,防止电路制作时的破损。抛光过程至关重要,通常进行多次,以达到镜面般的抛光面,用于电路生产。


抛光分为切削和最终抛光,使用抛光垫和浆料。切削去表面损伤,最终抛光则修复微坑。抛光后,晶圆片通过清洗槽清除颗粒、金属划痕和残留物,背面也会进行擦洗。完成清洗后,根据用户需求分类并进行严格检测,合格的晶圆片会被包装密封,存放在防尘和防湿的封装箱中,确保无尘和无潮环境运输。


扩展资料

元素硅是一种灰色、易碎、四价的非金属化学元素。地壳成分中27.8%是硅元素构成的,其次是氧元素,硅是自然界中最丰富的元素。在石英、玛瑙、燧石和普通的滩石中就可以发现硅元素。硅晶片又称晶圆片,是由硅锭加工而成的,通过专门的工艺可以在硅晶片上刻蚀出数以百万计的晶体管,被广泛应用于集成电路的制造。

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