硅片制作的工艺流程

Question

如题所述

Answer 1

硅片的制作通常包括以下主要工艺流程：
1. 单晶硅生长：通过化学气相沉积（CVD）或单晶硅浮区法等方法，在高温下将硅材料以单晶形式生长出来。这一步骤产生的单晶硅块被称为硅锭。
2. 硅锭切割：将硅锭使用切割机械或切割工艺切割成薄而平坦的圆盘形硅片。常见的硅片直径包括2英寸（50.8毫米）、4英寸（101.6毫米）、6英寸（152.4毫米）、8英寸（203.2毫米）和12英寸（304.8毫米）。
3. 衬底清洗和调平：对硅片进行清洗，以去除表面的污染物和杂质。然后进行调平处理，以使硅片表面平整度达到要求。
4. 氧化层形成：通过将硅片置于高温氧化炉中，使其与氧气反应，形成一层氧化硅（SiO2）薄膜。氧化层可用于保护硅片表面和实现绝缘等功能。
5. 光刻：使用光刻技术，在硅片表面涂覆光刻胶，并通过光刻机将特定图案的光投射到光刻胶上。随后，进行显影处理，将光刻胶中未曝光的区域去除，形成光刻胶图案。
6. 腐蚀和刻蚀：使用化学腐蚀或物理刻蚀技术，将未被光刻胶保护的硅片表面部分进行腐蚀或刻蚀，以形成特定的结构和器件。
7. 掺杂和扩散：在硅片表面或特定区域进行掺杂，通过离子注入或扩散等方法引入杂质，以调整硅片的导电性能和器件特性。
8. 金属薄膜沉积：在硅片表面沉积金属薄膜，通常通过物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）等技术实现。金属薄膜可用于电极、连线和连接器等器件结构。
9. 裂解：通过特定工艺，对硅片进行裂解或分割，将大尺寸硅片切割成更小的硅片或晶圆，以供后续器件制备使用。
10. 清洗和检验：对硅片进行清洗，去除残留的杂质和污染物。进行质量检验，确保硅片的质量和性能符合要求。
11. 包装和封装：对硅片进行适当的包装和封装，以保护硅片表面和结构，并方便后续的存储和运输。

Answer 2

硅片的等级：
MG-Si → SeG-Si → SoG-Si
提炼要经过一下过程：
石英砂→冶金级硅→提炼和精炼→沉积多晶硅锭→单晶硅→硅片切割。

冶金级硅MG-Si
提炼硅的原始材料是SiO2，主要是砂成分，目前采用SiO2的结晶岩即石灰岩，在大型的电弧炉中用碳还原：SiO2+2C→Si+2CO
定期倒出炉，用氧气、氧氯混合气体提纯，然后倒入浅槽在槽中凝固，随后被捣成块状。

MG-Si提纯为SeG-Si
提炼标准方法为：西门子工。
MG-Si被转变为挥发性的化合物，接着采用分馏的方法将其冷凝被提纯。
工艺程序：用Hcl把细碎的MG-Si变成流体
使用催化剂加速反应进行：Si+3Hcl→SiHcl3+H2
MG-Si →SiHcl3 硅胶工业原材料
为提取MG-Si可加热混合气体使SiHcl3 被H2还原，硅以细晶粒的多晶硅形成沉积到电加热棒上如右：SiHcl3+H2 →Si+3Hcl

SeG-Si提纯到SoG-Si
将SeG-Si多晶硅熔融，同时加入器件所需的微量参杂剂，通常采用硼（P型参杂剂）。
在温度可以精细控制的情况下用籽晶能够成熔融的硅中拉出大圆柱形的单晶硅棒。直径过125cm长度为1~2m。

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