የሲሊኮን ዋፈር ሴሚኮንዳክተር ማምረት ዝርዝር ሂደት

በመጀመሪያ የ polycrystalline silicon እና dopants ወደ ኳርትዝ ክሩሺቭ በነጠላ ክሪስታል እቶን ውስጥ ያስቀምጡ, የሙቀት መጠኑን ከ 1000 ዲግሪ በላይ ያሳድጉ እና ፖሊሪክሪስታሊን ሲሊኮን ቀልጦ ባለው ሁኔታ ውስጥ ያግኙ.

የሲሊኮን ኢንጎት እድገት ፖሊክሪስታሊን ሲሊኮን ወደ ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን የመፍጠር ሂደት ነው። የ polycrystalline ሲሊከን ወደ ፈሳሽ ከተሞቀ በኋላ, የሙቀት ምህዳሩ ከፍተኛ ጥራት ባለው ነጠላ ክሪስታሎች ውስጥ ለማደግ በትክክል ይቆጣጠራል.

ተዛማጅ ጽንሰ-ሐሳቦች:
ነጠላ ክሪስታል እድገት;የ polycrystalline ሲሊከን መፍትሄ የሙቀት መጠን ከተረጋጋ በኋላ, የዘር ክሪስታል ቀስ በቀስ ወደ ሲሊኮን ማቅለጥ (የዘር ክሪስታል በሲሊኮን ማቅለጥ ውስጥ ይቀልጣል), ከዚያም የዘሩ ክሪስታል በተወሰነ ፍጥነት ይነሳል. ሂደት. ከዚያም በዘሩ ሂደት ውስጥ የሚፈጠሩት ማፈናቀሎች በአንገት ቀዶ ጥገና ይወገዳሉ. አንገቱ ወደ በቂ ርዝመት ሲቀነስ የነጠላ ክሪስታል ሲሊከን ዲያሜትር የሚጎትተውን ፍጥነት እና የሙቀት መጠን በማስተካከል ወደ ዒላማው እሴት ይጨመራል, ከዚያም የእኩል ዲያሜትር ወደ ዒላማው ርዝመት ያድጋል. በመጨረሻም, ቦታው ወደ ኋላ እንዳይራዘም ለመከላከል ነጠላ ክሪስታል ኢንጎት የተጠናቀቀውን ነጠላ ክሪስታል ኢንጎት ለማግኘት ያበቃል, ከዚያም ሙቀቱ ከተቀዘቀዘ በኋላ ይወጣል.

ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን የማዘጋጀት ዘዴዎች:የ CZ ዘዴ እና የ FZ ዘዴ. የCZ ዘዴ እንደ CZ ዘዴ አህጽሮታል። የ CZ ዘዴ ባህሪው በቀጥታ-ሲሊንደር የሙቀት ስርዓት ውስጥ ተጠቃሏል ፣ ግራፋይት የመቋቋም ማሞቂያ በመጠቀም የ polycrystalline ሲሊኮን በከፍተኛ ንፅህና ኳርትዝ ክሩክ ውስጥ ይቀልጣል እና በመቀጠልም የዘር ክሪስታልን ወደ ማቅለጫው ወለል ውስጥ በማስገባት ለመገጣጠም ፣ ዘሩን ክሪስታል ማዞር, እና ከዚያም ክራንቻውን መቀልበስ. የዘር ክሪስታል ቀስ በቀስ ወደ ላይ ይወጣል, እና የመዝራት, የማስፋት, የትከሻ ሽክርክሪት, የእኩል ዲያሜትር እድገት እና የጅራት ሂደቶች ከተከናወኑ በኋላ አንድ ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን ተገኝቷል.

የዞኑ ማቅለጥ ዘዴ በተለያዩ ቦታዎች ላይ ሴሚኮንዳክተር ክሪስታሎችን ለማቅለጥ እና ክሪስታላይዝ ለማድረግ የ polycrystalline ingots በመጠቀም ዘዴ ነው. የሙቀት ኃይል በሴሚኮንዳክተር ዘንግ በአንደኛው ጫፍ ላይ የማቅለጫ ዞን ለማመንጨት ጥቅም ላይ ይውላል, ከዚያም አንድ ነጠላ ክሪስታል ክሪስታል ይጣበቃል. የሙቀት መጠኑ ተስተካክሏል የማቅለጫው ዞን ቀስ በቀስ ወደ ሌላኛው የዱላ ጫፍ እንዲሸጋገር እና በጠቅላላው ዘንግ በኩል አንድ ነጠላ ክሪስታል ይበቅላል, እና ክሪስታል አቅጣጫው ከዘር ክሪስታል ጋር ተመሳሳይ ነው. የዞኑ ማቅለጥ ዘዴ በሁለት ይከፈላል-አግድም ዞን የማቅለጫ ዘዴ እና ቀጥ ያለ እገዳ ዞን ማቅለጥ ዘዴ. የመጀመሪያው በዋናነት እንደ germanium እና GaAs ያሉ ቁሳቁሶችን ለማጣራት እና ነጠላ ክሪስታል እድገትን ያገለግላል። የኋለኛው በከባቢ አየር ወይም በቫኩም እቶን ውስጥ ባለ ከፍተኛ ድግግሞሽ ጥቅልል ​​በመጠቀም በነጠላ ክሪስታል ዘር ክሪስታል እና በላዩ ላይ በተንጠለጠለው የፖሊክሪስታሊን የሲሊኮን ዘንግ መካከል ባለው ግንኙነት ላይ የቀለጠ ዞን ለማመንጨት እና በመቀጠል የቀለጠውን ዞን ወደ ላይ በማንቀሳቀስ አንድ ነጠላ እንዲያድግ ማድረግ ነው። ክሪስታል.

ወደ 85% የሚሆነው የሲሊኮን ቫፈር የሚመረተው በCzochralski ዘዴ ሲሆን 15% የሲሊኮን ዋይፍ በዞን ማቅለጥ ዘዴ ይመረታል. በመተግበሪያው መሠረት በCzochralski ዘዴ የሚበቅለው ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን በዋናነት የተቀናጁ የወረዳ ክፍሎችን ለማምረት የሚያገለግል ሲሆን በዞኑ መቅለጥ ዘዴ የሚበቅለው ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን በዋናነት ለኃይል ሴሚኮንዳክተሮች ያገለግላል። የ Czochralski ዘዴ የበሰለ ሂደት አለው እና ትልቅ-ዲያሜትር ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን ለማደግ ቀላል ነው; የዞኑ ማቅለጥ ዘዴው መያዣውን አያገናኘውም, ለመበከል ቀላል አይደለም, ከፍተኛ ንፅህና አለው, እና ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎችን ለማምረት ተስማሚ ነው, ነገር ግን ትልቅ ዲያሜትር ነጠላ ክሪስታል ሲሊከን ለማደግ በጣም አስቸጋሪ ነው. እና በአጠቃላይ ለ 8 ኢንች ወይም ከዚያ ያነሰ ዲያሜትር ብቻ ጥቅም ላይ ይውላል. ቪዲዮው የ Czochralski ዘዴን ያሳያል.

ነጠላ ክሪስታል በመጎተት ሂደት ውስጥ የነጠላ ክሪስታል የሲሊኮን ዘንግ ዲያሜትር ለመቆጣጠር ባለው ችግር ምክንያት ነጠላውን ከተጎተቱ በኋላ እንደ 6 ኢንች ፣ 8 ኢንች ፣ 12 ኢንች ፣ ወዘተ ያሉ መደበኛ ዲያሜትሮች የሲሊኮን ዘንጎችን ለማግኘት ። ክሪስታል ፣ የሲሊኮን ማስገቢያው ዲያሜትር ይንከባለል እና መሬት ላይ ይሆናል። ከተንከባለሉ በኋላ የሲሊኮን ዘንግ ገጽታ ለስላሳ እና የመጠን ስህተቱ ትንሽ ነው.

የላቀ የሽቦ መቁረጫ ቴክኖሎጂን በመጠቀም ነጠላ ክሪስታል ኢንጎት በሲሊኮን ዋይፎች ውስጥ ተስማሚ የሆነ ውፍረት በመሳሪያ መሳሪያዎች ይቆርጣል.

በሲሊኮን ዋፈር ትንሽ ውፍረት ምክንያት, ከተቆረጠ በኋላ የሲሊኮን ዊንዶው ጠርዝ በጣም ስለታም ነው. የጠርዝ መፍጨት ዓላማ ለስላሳ ጠርዝ ለመመስረት እና ለወደፊቱ ቺፕ ማምረት ቀላል አይደለም.

LAPPING በከባድ መምረጫ ሳህኑ እና በታችኛው ክሪስታል ሳህን መካከል ያለውን ዋፈር መጨመር እና ግፊትን ይተግብሩ እና በጠለፋው ያሽከርክሩት ዋፈር ጠፍጣፋ እንዲሆን።

ማሳከክ በቫፈር ላይ ያለውን ጉዳት ለማስወገድ ሂደት ነው, እና በአካላዊ ሂደት የተጎዳው የላይኛው ሽፋን በኬሚካል መፍትሄ ይሟሟል.

ባለ ሁለት ጎን መፍጨት ቫፈርን የበለጠ ጠፍጣፋ ለማድረግ እና በላዩ ላይ ትናንሽ ፕሮቲኖችን ለማስወገድ ሂደት ነው።

አርቲፒ በጥቂት ሴኮንዶች ውስጥ ቫፈርን በፍጥነት የማሞቅ ሂደት ነው, ስለዚህም የቫፈር ውስጣዊ ጉድለቶች አንድ አይነት ናቸው, የብረታ ብረት ቆሻሻዎች ይወገዳሉ, እና የሴሚኮንዳክተሩ ያልተለመደ አሠራር ይከላከላል.

ማጥራት የገጽታ ቅልጥፍናን በገጽታ ትክክለኛነት የሚያረጋግጥ ሂደት ነው። የቆሻሻ መጣያ እና የሚያብረቀርቅ ጨርቅ አጠቃቀም ከተገቢው የሙቀት መጠን ፣ ግፊት እና የማሽከርከር ፍጥነት ጋር ተዳምሮ በቀድሞው ሂደት የተተወውን የሜካኒካል ጉዳት ሽፋን ያስወግዳል እና የሲሊኮን ዋፍሎችን በጥሩ ወለል ንጣፍ ማግኘት ይችላል።

የጽዳት ዓላማ የሲሊኮን ዋፈር ገጽን ንፅህናን ለማረጋገጥ እና የሚቀጥለውን ሂደት የጥራት መስፈርቶችን ለማሟላት በሲሊኮን ቫፈር ላይ የቀረውን ኦርጋኒክ ቁስ, ቅንጣቶች, ብረቶች, ወዘተ.

የተወለወለው የሲሊኮን ዋይፈር ውፍረት፣ ጠፍጣፋ፣ የአካባቢ ጠፍጣፋ፣ ከርቭመንት፣ ዋርፔጅ፣ ተከላካይነት፣ ወዘተ የደንበኞችን ፍላጎት ማሟላቱን ለማረጋገጥ የጠፍጣፋነት እና የመቋቋም ችሎታ ሞካሪው ከተጣራ እና ከጽዳት በኋላ የሲሊኮን ዋፈርን ያገኛል።

PARTICLE COUNTING የቫፈርን ገጽታ በትክክል የመፈተሽ ሂደት ነው, እና የገጽታ ጉድለቶች እና ብዛት የሚወሰነው በሌዘር መበታተን ነው.

EPI GROWING ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የሲሊኮን ነጠላ ክሪስታል ፊልሞችን በሚያብረቀርቁ የሲሊኮን ዋይፎች ላይ በእንፋሎት ደረጃ ኬሚካላዊ ክምችት የማደግ ሂደት ነው።

ተዛማጅ ጽንሰ-ሐሳቦች:ኤፒታክሲያል እድገት፡ የአንድ ክሪስታል ንብርብር እድገትን የሚያመለክት የተወሰኑ መስፈርቶች እና ልክ እንደ ኦሪጅናል ክሪስታል ለአንድ ክፍል ወደ ውጭ እንደሚዘረጋው በነጠላ ክሪስታል ንጣፍ ላይ ካለው ንጥረ ነገር ጋር ተመሳሳይ ነው። የኤፒታክሲያል እድገት ቴክኖሎጂ በ1950ዎቹ መጨረሻ እና በ1960ዎቹ መጀመሪያ ላይ ተፈጠረ። በዛን ጊዜ, ከፍተኛ ድግግሞሽ እና ከፍተኛ ኃይል ያላቸው መሳሪያዎችን ለማምረት, ሰብሳቢውን ተከታታይ የመቋቋም አቅም መቀነስ አስፈላጊ ነበር, እና ቁሱ ከፍተኛ ቮልቴጅ እና ከፍተኛ የአሁኑን መቋቋም ያስፈልገዋል, ስለዚህም ቀጭን ከፍተኛ ማደግ አስፈላጊ ነበር- ዝቅተኛ የመቋቋም ችሎታ ባለው ንጣፍ ላይ የመቋቋም epitaxial ንብርብር። በኤፒታክሲያል የሚበቅለው አዲሱ ነጠላ ክሪስታል ንብርብር ከኮምፕዩተርነት አይነት፣ ተከላካይነት ወ.ዘ.ተ አንፃር የተለየ ሊሆን ይችላል እና ባለብዙ ሽፋን ነጠላ ክሪስታሎች የተለያዩ ውፍረት እና መስፈርቶች እንዲሁ ሊበቅሉ ይችላሉ ፣ በዚህም የመሳሪያውን ዲዛይን እና የመለጠጥ ችሎታን በእጅጉ ያሻሽላል። የመሳሪያው አፈፃፀም.

ማሸግ የመጨረሻው ብቁ ምርቶች ማሸግ ነው.