Birinchidan, polikristalli kremniy va dopantlarni monokristalli pechda kvarts tigelga soling, haroratni 1000 darajadan yuqoriga ko'taring va erigan holatda polikristalli kremniyni oling.
Silikon ingot o'sishi polikristalli kremniyni yagona kristalli kremniyga aylantirish jarayonidir. Polikristalli kremniy suyuqlikka qizdirilgandan so'ng, issiqlik muhiti yuqori sifatli monokristallarga aylanishi uchun aniq nazorat qilinadi.
Tegishli tushunchalar:
Yagona kristall o'sishi:Polikristalli kremniy eritmasining harorati barqaror bo'lgandan so'ng, urug 'kristali asta-sekin kremniy eritmasiga tushiriladi (urug 'kristali ham kremniy eritmasida eritiladi), so'ngra urug'lik kristalli ekish uchun ma'lum bir tezlikda ko'tariladi. jarayon. Keyin, ekish jarayonida hosil bo'lgan dislokatsiyalar bo'yinbog'lash operatsiyasi orqali yo'q qilinadi. Bo'yin etarli uzunlikka qisqarganda, bitta kristalli kremniyning diametri tortish tezligini va haroratini sozlash orqali maqsadli qiymatga kattalashtiriladi, so'ngra maqsad uzunlikka o'sishi uchun teng diametr saqlanadi. Nihoyat, dislokatsiyaning orqaga cho'zilishiga yo'l qo'ymaslik uchun, bitta kristalli ingot tayyor monokristalli ingotni olish uchun tugatiladi va keyin harorat sovutilgandan keyin chiqariladi.
Yagona kristalli kremniyni tayyorlash usullari:CZ usuli va FZ usuli. CZ usuli CZ usuli sifatida qisqartiriladi. CZ usulining o'ziga xos xususiyati shundaki, u to'g'ridan-to'g'ri silindrli termal tizimda umumlashtiriladi, polikristalli kremniyni yuqori toza kvarts tigelda eritish uchun grafitga chidamli isitishdan foydalanadi va keyin urug 'kristalini payvandlash uchun eritma yuzasiga kiritadi. urug'lik kristalini aylantirib, keyin tigelni teskari aylantirish. Urug 'kristal asta-sekin yuqoriga ko'tariladi va ekish, kattalashtirish, elkasini aylantirish, teng diametrli o'sish va quyruq jarayonlaridan so'ng, bitta kristalli kremniy olinadi.
Zonali eritish usuli - turli sohalarda yarimo'tkazgich kristallarini eritish va kristallash uchun polikristalli ingotlardan foydalanish usuli. Issiqlik energiyasi yarimo'tkazgich novdasining bir uchida erish zonasini hosil qilish uchun ishlatiladi va keyin bitta kristalli urug 'kristall payvandlanadi. Eritma zonasi asta-sekin novdaning boshqa uchiga o'tishi uchun harorat sozlanadi va butun novda orqali bitta kristall o'stiriladi va kristall yo'nalishi urug' kristalli bilan bir xil bo'ladi. Zonali eritish usuli ikki turga bo'linadi: gorizontal zonali eritish usuli va vertikal suspenziya zonasi eritish usuli. Birinchisi, asosan, germaniy va GaAs kabi materiallarni tozalash va monokristal o'sishi uchun ishlatiladi. Ikkinchisi, atmosferada yoki vakuumli pechda yuqori chastotali lasandan foydalanib, bitta kristalli urug 'kristalli va uning ustida osilgan polikristalli kremniy novda o'rtasidagi aloqada erigan zona hosil qilish va keyin eritilgan zonani yuqoriga ko'tarib, bitta kristalni o'stirishdir. kristall.
Kremniy plastinalarning 85% ga yaqini CHoxralski usulida, 15%i esa zonali eritish usulida ishlab chiqariladi. Ilovaga ko'ra, Czochralski usuli bilan o'stirilgan monokristalli kremniy asosan integral mikrosxemalar komponentlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, zonali eritish usuli bilan o'stirilgan monokristalli kremniy esa asosan quvvatli yarim o'tkazgichlar uchun ishlatiladi. Czochralski usuli etuk jarayonga ega va katta diametrli yagona kristalli kremniyni etishtirish osonroq; zonali eritish usuli idish bilan aloqa qilmaydi, ifloslanishi oson emas, yuqori tozalikka ega va yuqori quvvatli elektron qurilmalarni ishlab chiqarish uchun javob beradi, lekin katta diametrli bitta kristalli kremniyni etishtirish qiyinroq, va odatda faqat 8 dyuym yoki undan kam diametr uchun ishlatiladi. Videoda Czochralski usuli ko'rsatilgan.
6 dyuym, 8 dyuym, 12 dyuym va boshqalar kabi standart diametrli kremniy rodlarini olish uchun yagona kristallni tortib olish jarayonida yagona kristalli kremniy novda diametrini nazorat qilish qiyinligi sababli. kristall, silikon quyma diametri prokat va maydalangan bo'ladi. Silikon novda yuzasi silliq bo'ladi va o'lchamdagi xato kichikroq bo'ladi.
Ilg'or simni kesish texnologiyasidan foydalangan holda, bitta kristalli ingot kesish uskunasi orqali mos qalinlikdagi silikon gofretlarga kesiladi.
Silikon gofretning kichik qalinligi tufayli, kesishdan keyin silikon gofretning qirrasi juda o'tkir. Qirralarni silliqlashning maqsadi silliq qirrani hosil qilishdir va kelajakda chip ishlab chiqarishda uni sindirish oson emas.
LAPPING - og'ir tanlash plitasi va pastki kristall plastinka orasiga gofret qo'shish va gofretni tekis qilish uchun bosim o'tkazish va abraziv bilan aylantirish.
Eching - gofretning sirt shikastlanishini olib tashlash jarayoni va jismoniy ishlov berish natijasida shikastlangan sirt qatlami kimyoviy eritma bilan eritiladi.
Ikki tomonlama silliqlash gofretni tekisroq qilish va sirtdagi kichik o'simtalarni olib tashlash jarayonidir.
RTP - gofretni bir necha soniya ichida tez qizdirish jarayoni bo'lib, gofretning ichki nuqsonlari bir xil bo'ladi, metall aralashmalari bostiriladi va yarimo'tkazgichning g'ayritabiiy ishlashining oldini oladi.
Polishing - bu sirtni nozik ishlov berish orqali sirt silliqligini ta'minlaydigan jarayon. Tegishli harorat, bosim va aylanish tezligi bilan birlashtirilgan abraziv atala va silliqlash matosidan foydalanish oldingi jarayonda qolgan mexanik shikastlanish qatlamini yo'q qilishi va mukammal sirt tekisligi bilan silikon gofretlarni olishi mumkin.
Tozalashning maqsadi silikon gofret yuzasining tozaligini ta'minlash va keyingi jarayonning sifat talablariga javob berish uchun silliqlashdan keyin silikon gofret yuzasida qolgan organik moddalar, zarralar, metallar va boshqalarni olib tashlashdir.
Yassilik va qarshilikni tekshirgich kremniy gofretning qalinligi, tekisligi, mahalliy tekisligi, egriligi, egriligi, qarshiligi va boshqalar mijozlar ehtiyojlariga javob berishini ta'minlash uchun silliqlash va tozalashdan keyin kremniy gofretni aniqlaydi.
Zarrachalarni xisoblash - gofret yuzasini aniq tekshirish jarayoni bo'lib, sirt nuqsonlari va miqdori lazerning tarqalishi bilan aniqlanadi.
EPI GROWING - bu bug 'fazali kimyoviy yotqizish orqali sayqallangan kremniy gofretlarida yuqori sifatli silikon monokristal plyonkalarni etishtirish jarayoni.
Tegishli tushunchalar:Epitaksial o'sish: ma'lum talablarga ega bo'lgan yagona kristall qatlamning o'sishini va bir kristalli substratdagi (substrat) substrat bilan bir xil kristall yo'nalishini anglatadi, xuddi bo'lim uchun tashqi tomonga cho'zilgan asl kristal kabi. Epitaksial o'sish texnologiyasi 1950-yillarning oxiri va 1960-yillarning boshlarida ishlab chiqilgan. O'sha paytda, yuqori chastotali va yuqori quvvatli qurilmalarni ishlab chiqarish uchun kollektor seriyasining qarshiligini kamaytirish kerak edi va material yuqori kuchlanish va yuqori oqimga chidamli bo'lishi kerak edi, shuning uchun nozik yuqori o'stirish kerak edi. past qarshilikli substratda qarshilik epitaksial qatlami. Epitaksial ravishda o'stirilgan yangi yagona kristalli qatlam o'tkazuvchanlik turi, qarshilik va boshqalar bo'yicha substratdan farq qilishi mumkin va turli qalinlikdagi va talablarga ega bo'lgan ko'p qatlamli monokristallar ham o'stirilishi mumkin, bu esa qurilma dizayni va moslashuvchanligini sezilarli darajada yaxshilaydi. qurilmaning ishlashi.
Qadoqlash - yakuniy malakali mahsulotlarni qadoqlash.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 05-noyabr