半导体单晶矽棒材料及制程.PDF

半導體單晶矽棒材料及製程 作者：蘇 漢 儒 單晶矽棒化學反應式 提煉半導體單晶矽棒 的基本 原料是矽砂 ( SiO2 ) 。 將矽砂置入坩鍋 ( Crucible ) 以攝氏 1500 度左右之高溫 熔解成液體。 2 單晶矽棒化學反應式 液体二氧化矽添加碳 ( Carbon ) ，使矽砂 中之氧( Oxygen )與碳 結合成二氧化碳( CO2 ) ，排出 坩鍋 ，留下純矽 ( Silicon ) 。 化學式 SiO2 + C Si + CO2 3 單晶矽棒化學反應式 進行精煉製程，坩鍋 中留下之 純矽 ( Silicon ) 添加三氯化氫 (3HCL ) ，反應變成三氯氫化矽 ( Si HCL 3 ) ，剩下的氫氣 ( Hydrogen ) 排出坩鍋 。 4 單晶矽棒化學反應式 反覆精煉製程，化學反應式： Si + 3HCL Si HCL + H 3 2 5 單晶矽棒化學反應式 坩鍋 中留下之三氯氫化矽 添加氫氣 ，反應變成純矽 及三氯化氫 。 6 單晶矽棒化學反應式 反覆精煉製程，化學反應式： Si HCL + H Si + 3HCL 3 2 7 單晶矽棒化學反應式 經過精煉製程，獲得之純矽 屬四族之元素，可提供製作 半導體單晶矽棒的原料。 8 5 英吋直徑單晶矽棒 9 拉單晶矽棒設備 ( Czochralski Method Grower) 10 半導體材料( 二族元素) 元素名稱 原子序 K層 L層 M層 N層 O層 鋅 Zinc 30 2 8 18 2 ( Zn ) 鎘Cadmium 48 2 8 18 18 2 ( Cd )