Սիլիկոնային վաֆլի կիսահաղորդիչների արտադրության մանրամասն գործընթացը

Նախ, միաբյուրեղյա վառարանում քվարցային կարասի մեջ լցրեք բազմաբյուրեղ սիլիցիում և դոպանտներ, բարձրացրեք ջերմաստիճանը մինչև 1000 աստիճանից ավելի և ստացեք պոլիբյուրեղային սիլիցիում հալված վիճակում:

Սիլիցիումի ձուլակտորների աճը բազմաբյուրեղ սիլիցիումը միաբյուրեղ սիլիցիումի վերածելու գործընթաց է: Այն բանից հետո, երբ պոլիբյուրեղային սիլիցիումը տաքացվում է հեղուկի մեջ, ջերմային միջավայրը ճշգրտորեն վերահսկվում է, որպեսզի այն վերածվի բարձրորակ միայնակ բյուրեղների:

Առնչվող հասկացություններ.
Մեկ բյուրեղյա աճ.Բազմաբյուրեղ սիլիցիումի լուծույթի ջերմաստիճանը կայունանալուց հետո սերմերի բյուրեղը դանդաղորեն իջեցվում է սիլիցիումի հալվածքի մեջ (սերմերի բյուրեղը նույնպես կհալվի սիլիցիումի հալվածի մեջ), այնուհետև սերմերի բյուրեղը որոշակի արագությամբ բարձրացվում է սերմնացանի համար։ գործընթաց։ Այնուհետև ցանման ընթացքում առաջացած տեղահանումները վերացվում են պարանոցի գործողության միջոցով: Երբ պարանոցը փոքրանում է բավարար երկարությամբ, մեկ բյուրեղյա սիլիցիումի տրամագիծը մեծանում է մինչև թիրախային արժեքը՝ կարգավորելով ձգման արագությունը և ջերմաստիճանը, այնուհետև հավասար տրամագիծը պահպանվում է՝ հասնելու նպատակային երկարությանը: Վերջապես, որպեսզի տեղահանումը հետ չընկնի, միաբյուրեղյա ձուլակտորն ավարտվում է, որպեսզի ստացվի պատրաստի միաբյուրեղ ձուլակտորը, այնուհետև այն հանվում է ջերմաստիճանը սառչելուց հետո:

Մեկ բյուրեղյա սիլիցիումի պատրաստման եղանակներ.CZ մեթոդ և FZ մեթոդ: CZ մեթոդը կրճատվում է որպես CZ մեթոդ: CZ մեթոդի առանձնահատկությունն այն է, որ այն ամփոփվում է ուղիղ գլանային ջերմային համակարգում՝ օգտագործելով գրաֆիտի դիմադրողականության ջեռուցում՝ պոլիբյուրեղային սիլիցիումը հալեցնելու համար բարձր մաքրության քվարցային կարասի մեջ, այնուհետև սերմերի բյուրեղը մտցնելով հալված մակերեսի մեջ՝ եռակցման համար։ պտտելով սերմերի բյուրեղը, այնուհետև շրջելով խառնարանը: Սերմերի բյուրեղը կամաց-կամաց բարձրացվում է վերև, և սերմնավորման, մեծացման, ուսերի պտույտի, հավասար տրամագծով աճի և պոչավորման գործընթացներից հետո ստացվում է մեկ բյուրեղյա սիլիցիում։

Գոտու հալման մեթոդը բազմաբյուրեղ ձուլակտորների օգտագործման մեթոդ է՝ տարբեր տարածքներում կիսահաղորդչային բյուրեղների հալման և բյուրեղացման համար։ Ջերմային էներգիան օգտագործվում է կիսահաղորդչային ձողի մի ծայրում հալման գոտի ստեղծելու համար, այնուհետև եռակցվում է մեկ բյուրեղյա սերմացու բյուրեղ: Ջերմաստիճանը ճշգրտվում է այնպես, որ հալման գոտին դանդաղորեն տեղափոխվի ձողի մյուս ծայրը, և ամբողջ ձողի միջով աճեցվում է մեկ բյուրեղ, և բյուրեղային կողմնորոշումը նույնն է, ինչ սերմերի բյուրեղինը: Գոտու հալման մեթոդը բաժանված է երկու տեսակի՝ հորիզոնական գոտու հալման մեթոդ և ուղղահայաց կասեցման գոտու հալման մեթոդ։ Առաջինը հիմնականում օգտագործվում է այնպիսի նյութերի մաքրման և մեկ բյուրեղային աճի համար, ինչպիսիք են գերմանիումը և GaAs-ը: Վերջինս պետք է օգտագործի բարձր հաճախականության կծիկ մթնոլորտում կամ վակուումային վառարանում՝ միաբյուրեղյա սերմաբյուրեղի և դրա վերևում կախված բազմաբյուրեղ սիլիցիումի ձողի շփման վրա հալած գոտի ստեղծելու համար, այնուհետև հալած գոտին տեղափոխել վերև՝ մեկ բյուրեղի աճի համար: բյուրեղյա.

Սիլիցիումային վաֆլիների մոտ 85%-ը արտադրվում է Չոխրալսկու մեթոդով, իսկ սիլիցիումային վաֆլիների 15%-ը՝ գոտի հալման մեթոդով։ Ըստ հայտի, Չոխրալսկու մեթոդով աճեցված միաբյուրեղ սիլիցիումը հիմնականում օգտագործվում է ինտեգրալ սխեմայի բաղադրիչներ արտադրելու համար, մինչդեռ գոտի հալման մեթոդով աճեցված միաբյուրեղային սիլիցիումը հիմնականում օգտագործվում է ուժային կիսահաղորդիչների համար: Չոխրալսկու մեթոդն ունի հասուն գործընթաց և ավելի հեշտ է աճեցնել մեծ տրամագծով մեկ բյուրեղյա սիլիցիում; գոտու հալման մեթոդը չի շփվում տարայի հետ, հեշտ չէ աղտոտվել, ունի ավելի բարձր մաքրություն և հարմար է բարձր հզորության էլեկտրոնային սարքերի արտադրության համար, բայց ավելի դժվար է մեծ տրամագծով մեկ բյուրեղյա սիլիցիում աճեցնել, և ընդհանուր առմամբ օգտագործվում է միայն 8 դյույմ կամ պակաս տրամագծով: Տեսանյութում ներկայացված է Չոխրալսկու մեթոդը։

Միաբյուրեղային սիլիցիումի ձողի տրամագիծը վերահսկելու դժվարության պատճառով միաբյուրեղը քաշելու գործընթացում ստանդարտ տրամագծերի սիլիցիումի ձողեր ձեռք բերելու համար, ինչպիսիք են 6 դյույմ, 8 դյույմ, 12 դյույմ և այլն: Մեկաբյուրեղը քաշելուց հետո բյուրեղյա, սիլիցիումի ձուլակտորի տրամագիծը կգլորվի և կաղացվի: Գլորումից հետո սիլիցիումի ձողի մակերեսը հարթ է, իսկ չափի սխալն ավելի փոքր է:

Օգտագործելով մետաղալարերի կտրման առաջադեմ տեխնոլոգիա, մեկ բյուրեղյա ձուլակտորը կտրատվում է համապատասխան հաստության սիլիկոնային վաֆլիների մեջ՝ կտրող սարքավորման միջոցով:

Սիլիկոնային վաֆլի փոքր հաստության պատճառով սիլիկոնային վաֆլի եզրը կտրելուց հետո շատ սուր է։ Եզրերի մանրացման նպատակը հարթ եզր ստեղծելն է, և դա հեշտ չէ կոտրել ապագա չիպերի արտադրության մեջ:

LAPPING-ը նշանակում է վաֆլի ավելացում ծանր ընտրության ափսեի և ստորին բյուրեղյա ափսեի միջև և ճնշում գործադրելու և հղկող նյութի հետ պտտելու համար վաֆլի հարթությունը դարձնելու համար:

Փորագրումը վաֆլի մակերեսային վնասը հեռացնելու գործընթաց է, իսկ ֆիզիկական մշակման արդյունքում վնասված մակերեսային շերտը լուծարվում է քիմիական լուծույթով։

Երկկողմանի հղկումը վաֆլի ավելի հարթ դարձնելու և մակերեսի վրա փոքր ելուստները հեռացնելու գործընթաց է:

RTP-ն մի քանի վայրկյանում վաֆլի արագ տաքացման գործընթաց է, որպեսզի վաֆլի ներքին թերությունները լինեն միատեսակ, մետաղական կեղտերը զսպվեն և կանխվի կիսահաղորդչի աննորմալ աշխատանքը:

Փայլեցումը գործընթաց է, որն ապահովում է մակերեսի հարթությունը՝ մակերևույթի ճշգրիտ մշակման միջոցով: Փայլեցնող ցեխի և փայլեցնող կտորի օգտագործումը, զուգակցված համապատասխան ջերմաստիճանի, ճնշման և պտտման արագության հետ, կարող է վերացնել մեխանիկական վնասի շերտը, որը մնացել է նախորդ գործընթացից և ստանալ սիլիկոնային վաֆլիներ՝ մակերեսի գերազանց հարթությամբ:

Մաքրման նպատակն է հեռացնել օրգանական նյութերը, մասնիկները, մետաղները և այլն, որոնք մնում են սիլիցիումային վաֆլի մակերեսին փայլելուց հետո, որպեսզի ապահովվի սիլիկոնային վաֆլի մակերեսի մաքրությունը և համապատասխանի հետագա գործընթացի որակի պահանջներին:

Հարթության և դիմադրողականության ստուգիչը հայտնաբերում է սիլիկոնային վաֆլի փայլեցումից և մաքրումից հետո, որպեսզի համոզվի, որ փայլեցված սիլիկոնային վաֆլի հաստությունը, հարթությունը, տեղային հարթությունը, կորությունը, ծռվածությունը, դիմադրողականությունը և այլն համապատասխանում են հաճախորդի կարիքներին:

ՄԱՍՆԻԿՆԵՐԻ ՀԱՇՎՈՒՄԸ վաֆլի մակերեսի ճշգրիտ ստուգման գործընթաց է, և մակերեսի թերությունները և քանակը որոշվում են լազերային ցրման միջոցով:

EPI GROWING-ը հղկված սիլիցիումային վաֆլիների վրա բարձրորակ սիլիցիումային միաբյուրեղային թաղանթների աճեցման գործընթաց է գոլորշի ֆազային քիմիական նստեցման միջոցով:

Առնչվող հասկացություններ.Էպիտաքսիալ աճ. վերաբերում է որոշակի պահանջներով մեկ բյուրեղյա շերտի աճին և նույն բյուրեղային կողմնորոշմամբ, ինչ ենթաշերտը մեկ բյուրեղյա սուբստրատի (ենթաշերտի) վրա, ճիշտ այնպես, ինչպես սկզբնական բյուրեղը, որը տարածվում է դեպի դուրս հատվածի համար: Էպիտաքսիալ աճի տեխնոլոգիան մշակվել է 1950-ականների վերջին և 1960-ականների սկզբին: Այն ժամանակ, բարձր հաճախականությամբ և հզորությամբ սարքեր արտադրելու համար, անհրաժեշտ էր նվազեցնել կոլեկտորային շարքի դիմադրությունը, և նյութը պետք է դիմակայել բարձր լարման և բարձր հոսանքի, ուստի անհրաժեշտ էր աճեցնել բարակ բարձր. դիմադրողական էպիտաքսիալ շերտ ցածր դիմադրողականության հիմքի վրա: Էպիտաքսիալ աճեցված նոր մեկ բյուրեղային շերտը կարող է տարբերվել ենթաշերտից՝ հաղորդունակության տեսակով, դիմադրողականությամբ և այլն, և կարող են աճեցնել նաև տարբեր հաստությունների և պահանջների բազմաշերտ մեկ բյուրեղներ՝ դրանով իսկ մեծապես բարելավելով սարքի դիզայնի ճկունությունը և սարքի կատարումը.

Փաթեթավորումը վերջնական որակյալ ապրանքների փաթեթավորումն է: