《集成电路制造工艺项目化实践》 课件 项目1 硅片制造工艺.pptx

;项目导读;;1.1.1集成电路制造工艺;分立器件组成的电路;2.集成电路制造工艺;;;;1.1.1集成电路制造工艺;;1.1.2硅片制造工艺;1.单晶和多晶的区别;1.单晶和多晶的区别;2.单晶硅和多晶硅的区别;沙子（SiO2）;;多晶硅（99.99...9%）;3.硅片制造工艺;3.硅片制造工艺;外形整理

切片

研磨

倒角

抛光

清洗、检查;;1.1.2硅片制造工艺;1.1.2硅片制造工艺;;1.1.3硅片制造流程;1.1.3硅片制造流程;;;单晶硅生长是在多晶硅加热熔化，待温度合适后，经过将籽晶浸入、熔接、引晶、缩颈、放肩、转肩、等径生长、收尾等步骤，完成一个单晶硅棒的拉制。;（1）切割分段

首先将籽晶部分、肩部、尾部、检查后不符合直径要求的部分等进行切除，减少生产成本。切除的部分可以回收再利用。

（2）径向研磨

通过滚磨外圆来产生精确的材料直径。

;3.硅片制造工艺;3.硅片制造工艺;3.硅片制造工艺-切片;3.硅片制造工艺-研磨;倒角是去除晶圆周围锋利的棱角，其目的如下:

①防止热应力[1导致的缺陷在边缘产生，并阻止其向内部移动;

②防止晶圆受到撞击而导致边缘破裂;

③增加晶圆边缘的平坦度，为后续工序做准备。;3.硅片制造工艺-倒角;3.硅片制造工艺;3.硅片制造工艺-抛光;（6）清洗

晶圆加工过程中接触了研磨料、抛光剂等试剂及微粒的污染,需要清除杂质。

（7）检查

通过晶圆尺寸检查设备和晶圆边缘和背面检

测系统对晶圆的直径、表面进行检查,确保晶圆符合生产需求，为后续工艺做准备。

;硅片介绍（视频来源微电子工艺哈尔滨工业大学MOOC课程）;;;1.2.1认识硅提纯;1.硅提纯的作用及原料;;2.硅提纯的方法-四氯化硅氢还原法;;1.2.1认识硅提纯;2.硅提纯的方法-四氯化硅氢还原法;2.硅提纯的方法-四氯化硅氢还原法;2.硅提纯的方法-三氯氢硅还原法

;2.硅提纯的方法-硅烷热分解法

;2.硅提纯的方法;;;1.2.1认识硅提纯;;2.硅提纯原理及设备;2.硅提纯设备介绍-多晶硅制备;硅提纯原理及设备;;;1.2.3硅提纯实施;硅提纯的原理;;;;;;;;;完成硅提纯操作;;1.2.3硅提纯实施;1.现象描述;2.故障分析与处理;;1.3.1认识单晶硅生长;1.单晶生长的作用;2.单晶生长原理;2.单晶生???原理;3.单晶生长的方式;3.单晶生长的方式;装料抽真空检漏、调压

熔硅引晶放肩转肩等径收尾

停炉拆炉;;3.单晶生长的方式--悬浮区熔法;;;1.3.2单晶硅生长设备;1.单晶生长方法;;炉体;;;;;1.3.3单晶硅生长实施;直拉法;;;;;;;;;;;;;1．集成电路所用的原材料主要是硅、锗和砷化镓，其中，由硅制备的半导体器件约占95%。

2．硅提纯是制备多晶硅的过程，它是指从化合物中将硅元素提炼出来并进行提纯。多晶硅的制备方式主要有3种：四氯化硅氢还原法、三氯氢硅氢还原法和硅烷热分解法。

3．硅提纯操作过程有：领料上料、硅提纯设备参数设置、粗硅制备、多晶硅制备、检查多晶硅质量以及结批等。

4．多晶硅的制备主要经历以下几个过程：

（1）利用硅与氯气的反应，将制得的粗硅转化为硅的氯化物

（2）将反应得到的四氯化硅进行精馏提纯。四氯化硅作为硅纯化过程的中间产物，它的纯度决定了最终制得的多晶硅的纯度（3）高纯度的四氯化硅与氢气在高温下反应，得到高纯度的多晶硅。

;5．多晶硅制备常见故障：设备的反应炉内温度异常，不能进行加热。

6．单晶硅生长是制备单晶硅过程，是指将电子级纯的多晶硅转化成单晶硅锭。

7．从多晶硅转变为单晶硅的本质是原子按照晶向的要求进行统一的重新排列。

8．将多晶硅转换成单晶硅有2种技术，分别是直拉法和悬浮区熔法。

9．单晶硅生长操作过程有：领料确认、拉单晶前期准备、单晶炉运行、质量检查以及结批等。

10．单晶硅生长炉简称单晶炉，它是通过直拉法生产单晶硅的制造设备，主要由作业炉体、加热电源和计算机控制系统3大部分组成。

11．单晶炉常见故障：设备炉腔内的拉伸机构停止上升的动作，同时设备界面显示报警内容，无法正常进行拉单晶作业。;1-1填空题

（1）制造集成电路所用的原材料主要是______，需经过____________、____________、____________等环节使硅半导体符合集成电路制造工业的基本要求。

（2）石英砂是工业上制备集成电路常用的原料，它的主要成分是________。

（3）多晶硅的制备方式主要有3种：____________还原法、_