Λεπτομερής διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών γκοφρέτας πυριτίου

640

Πρώτα, βάλτε πολυκρυσταλλικό πυρίτιο και προσμείξεις στο χωνευτήριο χαλαζία στον κλίβανο μονού κρυστάλλου, αυξήστε τη θερμοκρασία σε περισσότερους από 1000 βαθμούς και αποκτήστε πολυκρυσταλλικό πυρίτιο σε λιωμένη κατάσταση.

640 (1)

Η ανάπτυξη πλινθωμάτων πυριτίου είναι μια διαδικασία κατασκευής πολυκρυσταλλικού πυριτίου σε μονοκρυσταλλικό πυρίτιο. Αφού το πολυκρυσταλλικό πυρίτιο θερμανθεί σε υγρό, το θερμικό περιβάλλον ελέγχεται επακριβώς ώστε να αναπτυχθεί σε μονοκρύσταλλους υψηλής ποιότητας.

Σχετικές έννοιες:
Ανάπτυξη μονού κρυστάλλου:Αφού η θερμοκρασία του διαλύματος πολυκρυσταλλικού πυριτίου είναι σταθερή, ο κρύσταλλος των σπόρων χαμηλώνεται αργά στο τήγμα πυριτίου (ο κρύσταλλος των σπόρων θα λιώσει επίσης στο τήγμα πυριτίου) και στη συνέχεια ο κρύσταλλος των σπόρων ανυψώνεται με μια ορισμένη ταχύτητα για τη σπορά διαδικασία. Στη συνέχεια, τα εξαρθρήματα που δημιουργούνται κατά τη διαδικασία σποράς εξαλείφονται μέσω της λειτουργίας του λαιμού. Όταν ο λαιμός συρρικνώνεται σε επαρκές μήκος, η διάμετρος του μονοκρυσταλλικού πυριτίου μεγεθύνεται στην τιμή στόχο ρυθμίζοντας την ταχύτητα έλξης και τη θερμοκρασία και, στη συνέχεια, η ίση διάμετρος διατηρείται για να αυξηθεί στο μήκος στόχου. Τέλος, για να αποφευχθεί η επέκταση της εξάρθρωσης προς τα πίσω, η μονοκρυσταλλική ράβδος τελειώνει για να ληφθεί η τελική μονοκρυσταλλική ράβδος και στη συνέχεια αφαιρείται μετά την ψύξη της θερμοκρασίας.

Μέθοδοι παρασκευής μονοκρυσταλλικού πυριτίου:Μέθοδος CZ και μέθοδος FZ. Η μέθοδος CZ συντομεύεται ως μέθοδος CZ. Το χαρακτηριστικό της μεθόδου CZ είναι ότι συνοψίζεται σε ένα θερμικό σύστημα ευθύγραμμου κυλίνδρου, χρησιμοποιώντας θέρμανση με αντίσταση γραφίτη για την τήξη του πολυκρυσταλλικού πυριτίου σε ένα χωνευτήριο χαλαζία υψηλής καθαρότητας και στη συνέχεια εισαγωγή του κρυστάλλου σπόρου στην επιφάνεια τήξης για συγκόλληση, ενώ περιστρέφοντας τον κρύσταλλο των σπόρων και στη συνέχεια αντιστρέφοντας το χωνευτήριο. Ο κρύσταλλος των σπόρων ανυψώνεται αργά προς τα πάνω και μετά τις διαδικασίες σποράς, μεγέθυνσης, περιστροφής ώμου, ανάπτυξης ίσης διαμέτρου και ουράς, λαμβάνεται ένα μονοκρυσταλλικό πυρίτιο.

Η μέθοδος τήξης ζώνης είναι μια μέθοδος χρήσης πολυκρυσταλλικών πλινθωμάτων για την τήξη και την κρυστάλλωση κρυστάλλων ημιαγωγών σε διαφορετικές περιοχές. Η θερμική ενέργεια χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μιας ζώνης τήξης στο ένα άκρο της ράβδου ημιαγωγού και στη συνέχεια συγκολλάται ένας κρύσταλλος σποράς ενός κρυστάλλου. Η θερμοκρασία ρυθμίζεται ώστε η ζώνη τήξης να μετακινείται αργά στο άλλο άκρο της ράβδου και μέσω ολόκληρης της ράβδου αναπτύσσεται ένας μόνο κρύσταλλος και ο προσανατολισμός των κρυστάλλων είναι ο ίδιος με αυτόν του κρυστάλλου των σπόρων. Η μέθοδος τήξης ζώνης χωρίζεται σε δύο τύπους: μέθοδο τήξης οριζόντιας ζώνης και μέθοδο τήξης κάθετης ζώνης αιώρησης. Το πρώτο χρησιμοποιείται κυρίως για τον καθαρισμό και την ανάπτυξη μονοκρυστάλλων υλικών όπως το γερμάνιο και το GaAs. Το τελευταίο είναι να χρησιμοποιήσει ένα πηνίο υψηλής συχνότητας σε μια ατμόσφαιρα ή κλίβανο κενού για να δημιουργήσει μια λιωμένη ζώνη στην επαφή μεταξύ του κρυστάλλου μονοκρυστάλλου και της πολυκρυσταλλικής ράβδου πυριτίου που αιωρείται από πάνω του, και στη συνέχεια μετακινήστε τη λιωμένη ζώνη προς τα πάνω για να αναπτυχθεί μια ενιαία κρύσταλλο.

Περίπου το 85% των πλακών πυριτίου παράγονται με τη μέθοδο Czochralski και το 15% των πλακών πυριτίου παράγονται με τη μέθοδο τήξης ζώνης. Σύμφωνα με την εφαρμογή, το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο που αναπτύσσεται με τη μέθοδο Czochralski χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή εξαρτημάτων ολοκληρωμένου κυκλώματος, ενώ το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο που αναπτύσσεται με τη μέθοδο τήξης ζώνης χρησιμοποιείται κυρίως για ημιαγωγούς ισχύος. Η μέθοδος Czochralski έχει μια ώριμη διαδικασία και είναι ευκολότερο να αναπτυχθεί μονοκρυσταλλικό πυρίτιο μεγάλης διαμέτρου. η μέθοδος τήξης ζώνης δεν έρχεται σε επαφή με το δοχείο, δεν είναι εύκολο να μολυνθεί, έχει υψηλότερη καθαρότητα και είναι κατάλληλο για την παραγωγή ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής ισχύος, αλλά είναι πιο δύσκολο να αναπτυχθεί μονοκρυσταλλικό πυρίτιο μεγάλης διαμέτρου, και γενικά χρησιμοποιείται μόνο για 8 ίντσες ή λιγότερο σε διάμετρο. Το βίντεο δείχνει τη μέθοδο Czochralski.

640 (2)

Λόγω της δυσκολίας στον έλεγχο της διαμέτρου της μονοκρυσταλλικής ράβδου πυριτίου κατά τη διαδικασία έλξης του μονοκρυστάλλου, προκειμένου να ληφθούν ράβδοι πυριτίου τυπικών διαμέτρων, όπως 6 ίντσες, 8 ίντσες, 12 ίντσες κ.λπ. Μετά το τράβηγμα του κρύσταλλο, η διάμετρος του πλινθώματος πυριτίου θα τυλιχτεί και θα αλεσθεί. Η επιφάνεια της ράβδου πυριτίου μετά την έλαση είναι λεία και το σφάλμα μεγέθους είναι μικρότερο.

640 (3)

Χρησιμοποιώντας προηγμένη τεχνολογία κοπής σύρματος, η ράβδος μονού κρυστάλλου κόβεται σε γκοφρέτες πυριτίου κατάλληλου πάχους μέσω εξοπλισμού κοπής.

640 (4)

Λόγω του μικρού πάχους της γκοφρέτας πυριτίου, η άκρη της γκοφρέτας σιλικόνης μετά την κοπή είναι πολύ αιχμηρή. Ο σκοπός της λείανσης άκρων είναι να σχηματιστεί μια λεία άκρη και δεν είναι εύκολο να σπάσει στη μελλοντική κατασκευή τσιπ.

640 (6)

LAPPING είναι να προσθέσετε τη γκοφρέτα μεταξύ της βαριάς πλάκας επιλογής και της κάτω κρυσταλλικής πλάκας και να ασκήσετε πίεση και να περιστρέψετε με το λειαντικό για να κάνετε τη γκοφρέτα επίπεδη.

640 (5)

Η χάραξη είναι μια διαδικασία για την αφαίρεση της επιφανειακής ζημιάς της γκοφρέτας και το επιφανειακό στρώμα που έχει καταστραφεί από τη φυσική επεξεργασία διαλύεται με χημικό διάλυμα.

640 (8)

Το τρίψιμο διπλής όψης είναι μια διαδικασία για να κάνετε τη γκοφρέτα πιο επίπεδη και να αφαιρέσετε μικρές προεξοχές στην επιφάνεια.

640 (7)

Το RTP είναι μια διαδικασία ταχείας θέρμανσης του πλακιδίου σε λίγα δευτερόλεπτα, έτσι ώστε τα εσωτερικά ελαττώματα του πλακιδίου να είναι ομοιόμορφα, οι μεταλλικές ακαθαρσίες να καταστέλλονται και να αποτρέπεται η μη φυσιολογική λειτουργία του ημιαγωγού.

640 (11)

Η στίλβωση είναι μια διαδικασία που εξασφαλίζει την ομαλότητα της επιφάνειας μέσω της μηχανικής κατεργασίας επιφανειακής ακρίβειας. Η χρήση γυαλιστικού πολτού και γυαλιστικού υφάσματος, σε συνδυασμό με την κατάλληλη θερμοκρασία, πίεση και ταχύτητα περιστροφής, μπορεί να εξαλείψει το στρώμα μηχανικής βλάβης που άφησε η προηγούμενη διαδικασία και να αποκτήσει γκοφρέτες πυριτίου με εξαιρετική επιπεδότητα επιφάνειας.

640 (9)

Ο σκοπός του καθαρισμού είναι η απομάκρυνση οργανικής ύλης, σωματιδίων, μετάλλων κ.λπ. που παραμένουν στην επιφάνεια του πλακιδίου πυριτίου μετά το γυάλισμα, έτσι ώστε να διασφαλίζεται η καθαρότητα της επιφάνειας του πλακιδίου πυριτίου και να πληρούνται οι απαιτήσεις ποιότητας της επόμενης διαδικασίας.

640 (10)

Ο ελεγκτής επιπεδότητας και ειδικής αντίστασης ανιχνεύει τη γκοφρέτα πυριτίου μετά το γυάλισμα και τον καθαρισμό για να διασφαλίσει ότι το πάχος, η επιπεδότητα, η τοπική επιπεδότητα, η καμπυλότητα, η στρέβλωση, η ειδική αντίσταση κ.λπ. της γυαλισμένης γκοφρέτας σιλικόνης ανταποκρίνονται στις ανάγκες των πελατών.

640 (12)

Η μέτρηση σωματιδίων είναι μια διαδικασία για την ακριβή επιθεώρηση της επιφάνειας της γκοφρέτας και τα ελαττώματα της επιφάνειας και η ποσότητα προσδιορίζονται με σκέδαση λέιζερ.

640 (14)

Το EPI GROWING είναι μια διαδικασία για την ανάπτυξη μεμβρανών μονοκρυστάλλου πυριτίου υψηλής ποιότητας σε γυαλιστερές γκοφρέτες πυριτίου με χημική εναπόθεση σε φάση ατμού.

Σχετικές έννοιες:Επιταξιακή ανάπτυξη: αναφέρεται στην ανάπτυξη ενός μόνο κρυσταλλικού στρώματος με ορισμένες απαιτήσεις και τον ίδιο κρυσταλλικό προσανατολισμό με το υπόστρωμα σε ένα μονοκρυσταλλικό υπόστρωμα (υπόστρωμα), ακριβώς όπως ο αρχικός κρύσταλλος που εκτείνεται προς τα έξω για μια τομή. Η τεχνολογία επιταξιακής ανάπτυξης αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1950 και στις αρχές της δεκαετίας του 1960. Εκείνη την εποχή, για να κατασκευαστούν συσκευές υψηλής συχνότητας και υψηλής ισχύος, ήταν απαραίτητο να μειωθεί η αντίσταση της σειράς συλλεκτών και το υλικό έπρεπε να αντέχει σε υψηλή τάση και υψηλό ρεύμα, επομένως ήταν απαραίτητο να αναπτυχθεί μια λεπτή υψηλή επιταξιακή στρώση αντίστασης σε υπόστρωμα χαμηλής αντίστασης. Η νέα στρώση μονού κρυστάλλου που αναπτύσσεται επιταξιακά μπορεί να διαφέρει από το υπόστρωμα όσον αφορά τον τύπο αγωγιμότητας, την ειδική αντίσταση κ.λπ., ενώ μπορούν επίσης να αναπτυχθούν μονοκρυστάλλοι πολλαπλών στρωμάτων διαφορετικού πάχους και απαιτήσεων, βελτιώνοντας έτσι σημαντικά την ευελιξία του σχεδιασμού της συσκευής και της απόδοση της συσκευής.

640 (13)

Συσκευασία είναι η συσκευασία των τελικών πιστοποιημένων προϊόντων.


Ώρα δημοσίευσης: Νοε-05-2024