硅晶圆制造工艺--课件.pptVIP

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*PPT课件硅作为集成电路半导体材料的主要原因:1.硅含量丰富(占地壳27%);2.硅提纯和结晶方便;3.在常温下它的化学性质稳定,不溶于单一的强酸;4.硅的器件工作温度高,能达250℃;5.硅的表面能形成牢固致密的SiO2膜,SiO2能充当电容的电介质、扩散的隔离层、器件表面的保护层,使器件的稳定性提高。*PPT课件1.多晶硅原料2.单晶硅制备3.切割4.研磨5.评估硅晶圆的制备工艺主要分五个阶段:*PPT课件粗硅1.多晶硅原料地球中硅以硅砂(SiO2)状态存在还原炉SiO2(s)十2C(s)=Si(s)十2CO(g)纯化(99.999999999%)化学法*PPT课件化学法纯化西门子式多晶硅工艺盐酸法:粗硅与干燥氯化氢在200℃以上反应Si十3HCl==SiHCl3(L)+H2(g)(实际反应极复杂)精馏:将SiHCl3置于蒸馏塔中利用杂质和SiHCl3沸点不同用精馏的方法分离提纯反应得到的多晶Si还不能直接用于生产电子元器件,必须将它制成单晶体分解:将精馏过的SiHCl3置于CVD反应炉中用高纯氢气还原得到多晶硅SiHCl3十H2==Si十3HCl*PPT课件直拉法(Czochralski法)单晶生长晶体主流生长技术2.单晶硅制备*PPT课件

晶体和坩锅彼此是相互反向运动:熔融的单晶硅?籽晶旋转低温一定晶向的硅柱*PPT课件引晶:通过电阻加热,将装在石英坩埚中的多晶硅熔化,并保持略高于硅熔点的温度;2.将籽晶浸入熔体,然后以一定速度向上提拉籽晶并同时旋转引出晶体;

?直拉法基本过程*PPT课件3.等径生长:根据熔体和单晶炉情况,控制晶体等径生长到所需长度;4.收尾:直径逐渐缩小,离开熔体;5.降温:降级温度,取出晶体,待后续加工。*PPT课件晶体生长最大速度:与晶体中的纵向温度梯度、晶体的热导率、晶体密度等有关。温度梯度:提高晶体中的温度梯度,可以提高晶体生长速度;但温度梯度太大,将在晶体中产生较大的热应力,会导致位错等晶体缺陷的形成,甚至会使晶体产生裂纹。

?*PPT课件?熔体中的对流:晶体和坩锅彼此是相互反向运动。相反旋转的晶体和坩埚产生对流,反向旋转速度相差越大,对流强烈,所生长的晶体的直径越大。但对流越强烈,会造成熔体中温度波动,从而导致晶体中的杂质分布不均匀。晶体的转动速度一般比坩锅快1-3倍,有利于在固液界面下方形成一个相对稳定的区域,有利于晶体稳定生长。*PPT课件*PPT课件一支85公分长,重76.6公斤的8寸硅晶棒,约需2天半时间长成。*PPT课件4.研磨?用甘油和三氧化铝的混合液研磨——抛光*PPT课件3.切割*PPT课件1

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