فرآیند دقیق ساخت نیمه هادی ویفر سیلیکونی

ابتدا سیلیکون پلی کریستال و مواد ناخالص را داخل بوته کوارتز در کوره تک بلور قرار دهید و دما را به بیش از 1000 درجه افزایش دهید و سیلیکون پلی کریستالی را در حالت مذاب بدست آورید.

رشد شمش سیلیکون فرآیندی است که سیلیکون پلی کریستالی را به سیلیکون تک کریستالی تبدیل می کند. پس از گرم شدن سیلیکون پلی کریستالی به مایع، محیط حرارتی دقیقاً کنترل می شود تا به تک بلورهای با کیفیت بالا تبدیل شود.

مفاهیم مرتبط:
رشد تک بلور:پس از پایدار شدن دمای محلول سیلیکون پلی کریستال، کریستال بذر به آرامی در مذاب سیلیکون پایین می آید (کریستال بذر نیز در مذاب سیلیکون ذوب می شود) و سپس کریستال بذر با سرعت معینی برای کاشت بالا می رود. فرآیند سپس نابجایی های ایجاد شده در طی فرآیند بذرکاری از طریق عملیات گلویی از بین می روند. هنگامی که گردن به اندازه کافی منقبض می شود، قطر سیلیکون تک کریستال با تنظیم سرعت کشش و دما به مقدار هدف افزایش می یابد و سپس قطر برابر حفظ می شود تا به طول هدف برسد. در نهایت برای جلوگیری از امتداد نابجایی به سمت عقب، شمش تک کریستال را تمام می کنند تا شمش تک کریستالی تمام شده به دست آید و پس از سرد شدن دما آن را خارج می کنند.

روش های تهیه سیلیکون تک کریستال:روش CZ و روش FZ. روش CZ به اختصار روش CZ نامیده می شود. ویژگی روش CZ این است که در یک سیستم حرارتی استوانه ای مستقیم خلاصه می شود، با استفاده از گرمایش مقاومت گرافیت برای ذوب سیلیکون پلی کریستالی در بوته کوارتز با خلوص بالا، و سپس وارد کردن کریستال بذر به سطح مذاب برای جوشکاری، در حالی که چرخاندن کریستال بذر، و سپس معکوس کردن بوته. کریستال دانه به آرامی به سمت بالا بلند می شود و پس از فرآیندهای کاشت، بزرگ شدن، چرخش شانه، رشد با قطر مساوی و دم، یک سیلیکون تک کریستال به دست می آید.

روش ذوب زون روشی است برای استفاده از شمش های پلی کریستالی برای ذوب و تبلور کریستال های نیمه هادی در نواحی مختلف. انرژی حرارتی برای ایجاد یک منطقه ذوب در یک انتهای میله نیمه هادی استفاده می شود و سپس یک کریستال دانه تک کریستال جوش داده می شود. دما به گونه ای تنظیم می شود که منطقه ذوب به آرامی به انتهای دیگر میله حرکت کند و از طریق کل میله، یک بلور رشد می کند و جهت کریستال مانند کریستال دانه است. روش ذوب منطقه ای به دو نوع تقسیم می شود: روش ذوب منطقه افقی و روش ذوب منطقه تعلیق عمودی. اولی عمدتاً برای خالص سازی و رشد تک بلور موادی مانند ژرمانیوم و GaAs استفاده می شود. دومی استفاده از یک سیم پیچ با فرکانس بالا در یک اتمسفر یا کوره خلاء برای ایجاد یک منطقه مذاب در تماس بین کریستال دانه تک کریستال و میله سیلیکونی چند کریستالی معلق بالای آن است و سپس ناحیه مذاب را به سمت بالا حرکت می دهد تا یک تک بلور رشد کند. کریستال

حدود 85 درصد ویفرهای سیلیکونی به روش Czochralski و 15 درصد ویفرهای سیلیکونی به روش ذوب ناحیه ای تولید می شوند. با توجه به کاربرد، سیلیکون تک کریستالی که به روش Czochralski رشد می‌کند، عمدتاً برای تولید اجزای مدار مجتمع استفاده می‌شود، در حالی که سیلیکون تک کریستالی که با روش ذوب ناحیه رشد می‌کند، عمدتاً برای نیمه‌هادی‌های قدرت استفاده می‌شود. روش Czochralski فرآیندی بالغ دارد و رشد سیلیکون تک کریستالی با قطر بزرگ آسان تر است. روش ذوب منطقه ای مذاب با ظرف تماس نمی گیرد، به راحتی آلوده نمی شود، خلوص بالاتری دارد و برای تولید دستگاه های الکترونیکی پرقدرت مناسب است، اما رشد سیلیکون تک کریستالی با قطر بزرگ دشوارتر است. و معمولا فقط برای قطر 8 اینچ یا کمتر استفاده می شود. این ویدئو روش چوکرالسکی را نشان می دهد.

با توجه به سختی کنترل قطر میله سیلیکونی تک کریستال در فرآیند کشیدن تک کریستال، به منظور به دست آوردن میله های سیلیکونی با قطرهای استاندارد مانند 6 اینچ، 8 اینچ، 12 اینچ و ... پس از کشیدن تک کریستال کریستال، قطر شمش سیلیکون رول شده و آسیاب می شود. سطح میله سیلیکونی پس از نورد صاف و خطای اندازه کوچکتر است.

با استفاده از تکنولوژی پیشرفته سیم برش، شمش تک کریستال به ویفرهای سیلیکونی با ضخامت مناسب از طریق تجهیزات برش برش داده می شود.

به دلیل ضخامت کم ویفر سیلیکونی، لبه ویفر سیلیکونی پس از برش بسیار تیز است. هدف از سنگ زنی لبه ایجاد یک لبه صاف است و شکستن آن در ساخت تراشه آینده آسان نیست.

LAPPING به این صورت است که ویفر را بین صفحه انتخاب سنگین و صفحه کریستالی پایینی اضافه کنید و فشار وارد کنید و با ماده ساینده بچرخانید تا ویفر صاف شود.

اچینگ فرآیندی برای از بین بردن آسیب سطحی ویفر است و لایه سطحی آسیب دیده در اثر پردازش فیزیکی توسط محلول شیمیایی حل می شود.

آسیاب دو طرفه فرآیندی است که ویفر را صاف تر می کند و برجستگی های کوچک روی سطح را از بین می برد.

RTP فرآیندی است برای گرم کردن سریع ویفر در چند ثانیه، به طوری که عیوب داخلی ویفر یکنواخت می شود، ناخالصی های فلزی سرکوب می شود و از عملکرد غیرعادی نیمه هادی جلوگیری می شود.

پولیش فرآیندی است که صافی سطح را از طریق ماشینکاری دقیق سطح تضمین می کند. استفاده از دوغاب پولیش و پارچه پولیش، همراه با دما، فشار و سرعت چرخش مناسب، می تواند لایه آسیب مکانیکی باقی مانده از فرآیند قبلی را از بین ببرد و ویفرهای سیلیکونی با صافی سطح عالی به دست آورد.

هدف از تمیز کردن حذف مواد آلی، ذرات، فلزات و غیره باقی مانده بر روی سطح ویفر سیلیکونی پس از پرداخت است تا از تمیزی سطح ویفر سیلیکونی اطمینان حاصل شود و الزامات کیفی فرآیند بعدی برآورده شود.

تستر صافی و مقاومت، ویفر سیلیکونی را پس از پرداخت و تمیز کردن تشخیص می دهد تا اطمینان حاصل کند که ضخامت، صافی، صافی موضعی، انحنا، تاب خوردگی، مقاومت و غیره ویفر سیلیکونی جلا مطابق با نیاز مشتری است.

PARTICLE COUNTING فرآیندی برای بازرسی دقیق سطح ویفر است و عیوب سطح و کمیت آن با پراکندگی لیزری تعیین می شود.

EPI GROWING فرآیندی برای رشد لایه‌های تک کریستالی سیلیکونی با کیفیت بالا بر روی ویفرهای سیلیکونی صیقلی با رسوب شیمیایی فاز بخار است.

مفاهیم مرتبط:رشد اپیتاکسیال: به رشد یک لایه تک کریستالی با الزامات خاص و جهت گیری کریستالی یکسان با بستر روی یک بستر تک کریستالی (زیر لایه) اشاره دارد، درست مانند کریستال اصلی که برای یک بخش به سمت بیرون گسترش می یابد. فناوری رشد همپایی در اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1960 توسعه یافت. در آن زمان برای ساخت دستگاه های با فرکانس بالا و توان بالا، نیاز به کاهش مقاومت سری کلکتورها بود و این ماده باید در برابر ولتاژ بالا و جریان بالا مقاومت می کرد، بنابراین لازم بود یک باریک باریک رشد کند. لایه همپایه مقاومتی روی یک بستر با مقاومت کم. لایه تک کریستالی جدید که به صورت اپیتاکسی رشد می کند می تواند از نظر نوع رسانایی، مقاومت و غیره با بستر متفاوت باشد و تک بلورهای چند لایه با ضخامت ها و نیازهای مختلف نیز می توانند رشد کنند، در نتیجه انعطاف پذیری طراحی دستگاه و طراحی دستگاه را تا حد زیادی بهبود می بخشد. عملکرد دستگاه

بسته بندی بسته بندی محصولات واجد شرایط نهایی است.