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俺去也小说 芯片制造工艺:晶体滋长、成形

发布日期:2024-12-18 13:21    点击次数:153

俺去也小说 芯片制造工艺:晶体滋长、成形

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1.晶体滋长基本进程俺去也小说

下图为从原材猜度抛光晶圆的基本工艺进程:

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2.单晶硅的滋长

从液态的熔融硅中滋长单晶硅的及基本工夫称为直拉法(Czochralski)。半导体工业中跨越90%的单晶硅齐是接收这种法子制备的。

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在晶体滋长过程中,多晶硅被摈弃到坩埚中,熔炉加热到跨越硅的熔点,将一个允洽晶向的籽晶摈弃在籽晶夹具中,悬于坩埚之上。将籽晶插入熔融液中,固然籽晶将会部分融解,但未融解的籽晶顶部将会战役熔融液的名义。接着将籽晶逐渐拉起,熔融液在固体﹣液体的名义逐渐冷却,从而产生一个很大的单晶锭。

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范例的拉晶速度是每分钟数毫米。若是要拉制一个较大直径的单晶硅锭,可在基本直拉法拉晶机上外加磁场。外加磁场的主义是减少流弊、杂质,镌汰氧含量。由直拉法滋长的单晶硅锭如图所示:

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掺杂:

在晶体生万古,可将一定数目的杂质原子加入熔融液,以得到所需的掺杂浓度。对硅而言,硼和磷分裂是形成P型和N型半导体最常用的掺杂材料。

要念念使晶锭得到均匀的掺杂散布,可栽培拉晶速度和镌汰旋转速度。另一种法子是在单晶滋长过程中握续抑制地向熔融液中添加高纯度的多晶硅,使得熔融液的运行的掺杂浓度看护不变。

3.更高纯度的单晶硅的滋长

区熔工艺不错滋长纯度更高的单晶硅。装配如下:

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一根蒂部带有籽晶的高纯度多晶硅棒保握在垂直标的而且旋转。此多晶硅棒被密封在充满惰性气体(如氩气)的石英管中。

在操作过程中,期骗射频加热器使多晶硅棒的一小段区域(约略几厘米长)熔融,沿多晶硅棒轴向标的从部的进取转移射加热器,使悬浮熔融带(float-zone)进取转移,并扫过整个多晶硅棒。已悬浮区熔的硅以正在熔融的硅和再结晶的固体硅之间的名义张力为复古。当悬浮熔融带上顷然,后退端再结晶,滋长出与籽晶晶向一致的单晶。

使用区熔法可滋长出更高阻率的单晶材料。是以,当今区熔法坐褥出的单晶主要用于制造高功率、高压器件等。这种滋长工夫还不错用走动除杂质,称为区熔提纯工夫,可用于提供极其结拜的原材料。

4.晶圆成形:切割、研磨、抛光

晶体滋长完成后,第沿路成形的操作是切除晶锭包含籽晶的头部和临了凝固的尾端。接着磨光名义以服气晶圆的直径。然后沿晶锭轴向磨出一个或数个平面。这些平面用来教唆晶向和导电类型。最大的平面称为主磨面,参照该面可使自动工艺斥地中的机械定向器自动固定晶圆的位置并服气器件相干于晶体的取向。另外一些较小的面称为次磨面,用于教唆晶向和导电类型。

-接着晶锭被金刚石刀片切成晶圆。切割决定四个晶圆参数:①晶面结晶标的,如<111>或<100>;②晶圆厚度,如0.5~0.7 mm,由晶圆直径决定;③晶面歪斜度,指从晶圆一端到另一端的厚度各异;④晶圆障碍度,指从晶圆中心到晶圆旯旮的障碍进程。

切割完成以后,晶圆的两面要用氧化铝(Al2O3)和甘油的混杂物来研磨,一般可研磨到2um的平坦度。这说念研磨操作频频会形成晶圆名义和旯旮的毁伤和浑浊,毁伤和浑浊的区域可用化学刻蚀的法子来摈弃。

晶圆成形的临了沿路工序是抛光,其主义是为背面的光刻工艺提供具有高度平坦化、高度洁净名义的晶圆。

5.晶体特质

流弊:

施行的晶体总会存在流弊,从而影响半导体的电学、光学和机械特质。

点流弊在氧化和杂质扩短工艺规画中终点进攻.

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线流弊:半导体器件应尽量幸免线流弊,因为金属杂质容易在线流弊处千里淀,从而镌汰器件性能。

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面流弊:存在面流弊的的晶体不成用于制造集成电路,只可拔除。

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材料特质对比:

硅材料的特质和制造ULSI(超大限制集成电路)对晶圆的条目的对比:

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特质测量法子:

电阻率可用四探针法测量。

关于少许杂质,如硅中的氧和碳杂质俺去也小说,可用二次离子质谱分析法测定。