半导体制造技术第四章.pptVIP

dreamtower@163.comCZ法晶体提拉資料來源:/semiconductors/_crystalgrowing.html第30页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com优点：所生长单晶的直径较大优点：成本相对较低缺点：熔体与坩埚接触，易引入氧杂质，不易生长高电阻率单晶（含氧量通常10-40ppm)SiO2=Si+O2（石英坩锅高温下）当单晶在300-600度冷却时，氧会被激活成为施主,因此能改变单晶的电阻率。直拉单晶在1200度退火使氧沉积，可使氧施主的浓度降至1014/厘米3,电阻率会发生明显的变化。（50欧.厘米的P硅掺入1014/厘米3的硼)掺杂时，沿轴向电阻率分布不均匀，对于k小于1的杂质，靠近籽晶的一端电阻率较高直拉法生长单晶的特点第31页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com*悬浮区熔法是一种无坩埚的晶体生长方法，多晶与单晶均由夹具夹着，由高频加热器产生一悬浮的溶区，多晶硅连续通过熔区熔融，在熔区与单晶接触的界面处生长单晶。熔区的存在是由于融体表面张力的缘故，悬浮区熔法没有坩埚的污染，因此能生长出无氧的，纯度更高的单晶硅棒。第32页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com第33页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com两种方法的比较CZ法是较常用的方法价格便宜较大的晶圆尺寸(直径300mm)晶体碎片和多晶态硅再利用悬浮区熔法纯度较高(不用坩埚)价格较高，晶圆尺寸较小(150mm)高压大功率元件第34页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com*直拉法和区熔法晶体生长的比较第35页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com第36页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com硅片的制备晶体生长整型切片磨片倒角刻蚀抛光清洗检查包装第37页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com定位边研磨径向研磨去掉两端整型处理：1.去掉两端；2.径向研磨；3.硅片定位边或定位槽第38页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com切片（内圆切割机/线锯）内圆切割机第39页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com磨片和倒角粗略研磨；使用传统的浆料；移除表面大部分损伤产生平坦的表面减小位错的影响第40页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com刻蚀消除硅片表面的损伤和沾污将硝酸(水中浓度79%),氢氟酸(水中浓度49%),和纯醋酸依照4:1:3比例混合.化学反应式:3Si+4HNO3+6HF?3H2SiF6+4NO+8H2O第41页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com普通的磨片完成过后硅片表面还有一个薄层的表面缺陷。现在的抛光是机械加化学，经过抛光工艺后使硅片表面真正达到高度平整、光洁如镜的理想表面。抛光第42页，共58页，星期日，2025年，2月5日半导体制造技术第四章第1页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com第四章硅和硅片制备第2页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com学习目标：1.硅原材料怎样精炼成半导体级硅2.解释晶体结构和单晶硅的生长方法3.硅晶体的主要缺陷种类3.描述硅片制备的基本步骤4.对硅片供应商的7种质量标准5.外延对硅片的重要性。第3页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com在这一章里，主要介绍沙子转变成晶体，以及硅片和用于芯片制造级的抛光片的生产步骤。高密度和大尺寸芯片的发展需要大直径的晶圆，最早使用的是1英寸，而现在300mm直径的晶圆已经投入生产线了。因为晶圆直径越大，单个芯片的生产成本就越低。然而，直径越大，晶体结构上和电学性能的一致性就越难以保证，这正是对晶圆生产的一个挑战。第4页，共58页，星期日，2025年，2月5日dreamtower@163.com物质分为晶体(单晶，多晶)和非晶体非晶：原子排列无序晶胞：长程有序的原子模式最基本的实体就是晶胞，晶胞是三维结构中最