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IC制造流程集成电路通常用单晶硅圆片制造,而单晶硅的直接材料就是多晶硅。普通沙子中的主要成分就是SIO2多晶硅的制备:
1提取粗硅:将二氧化硅和焦炭以一定的比例混合,在电炉中加热到16001800度,最终将二氧化硅还远得到粗硅。
2高温氯化:将粗硅和氯化氢在200300°下直接反应得到三氯化硅。3提纯三氯化硅:精镏法对三氯化硅进行提纯,利用了不同物质具有不同沸点的原理。4提取三氯化硅:高纯度的三氯化硅和高纯度的氢气在1100℃左右的高温还原炉中反应,最终得到高纯度的多晶硅。
多晶硅的纯度虽然已经非常高了,但是其混乱的晶体结构并不适合半导体制造。因此要得到制造半导体的材料,还需要经过一个从多晶硅到单晶硅的过程。
f单晶硅的制备大部分单晶硅都是通过直接拉法生长的,在单晶硅的生长中,首先将待提纯的多晶硅和杂质剂(硼,磷)
放入坩埚中熔融,并将籽晶(与所需晶体晶向相同的小单晶颗粒,他提供了一个晶体继续生长的中心)浸入熔体。当籽晶周围的溶液冷却后,硅晶体就依附在籽晶上。这些新的晶体承接籽晶的取向,形成了一个大的单晶体。
单晶硅生长完成后,当温度是当时便开始慢慢将晶体香山提拉并逐渐增大拉速。拉晶时晶轴以一定速度绕轴旋转,同时坩埚反方向旋转,将晶体控制到所需直径。当坩埚中硅原料剩到一定量时,逐渐升温并继续维持拉速,让尾部形成锥形,这样就完成了单晶硅棒的形成了。
原片制备:首先将单晶硅棒的头部和尾部切掉,用机械对其进行修整到合适的直径,之后得到一个合适直径和一定长度的硅棒,然后用金刚石锯来把硅棒切成一片片薄薄的圆片,圆片的每一处的厚度近似相等。然后进行研磨,减少圆片正面和背面的锯痕和表面损伤。同时打薄晶园片。研磨后需要对晶圆进行刻蚀和清洗,使用氢氧化钠,乙酸和硝酸的混合物来减轻研磨过程中产生的损伤和裂纹。之后利用倒角工艺将圆片的边缘磨圆,彻底消除将来电路制作过程中破损的可能性。倒角之后需要对晶圆片的边缘进行抛光,以提高整体清洁度以进一步减少破损。这时候一片完美的晶圆就制造出来了。
f研磨清洗硅片尺寸检查
f圆片制备过程
圆片切割机
集成电路的制造工艺非常复杂,简单的说,就是在沉底材料上,运用各种方法形成不同的层,并在选定的区域掺入杂质,以改变半导体材料的导电特性,形成半导体器件的过程,在这个过程中更需要通过很多步骤才能完成,从晶圆片到集成电路成片大约需要经过数百道工序。通过这些复杂的工序,就能够在一块微小r
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