硅晶圆制造工艺ppt课件

3.1硅晶圆的制备工艺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。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：1.多晶硅原料硅晶圆的制备工艺主要分五个阶段：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%)化学法粗硅1.多晶硅原料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直拉法（Czochralski法）单晶生长晶体主流生长技术2.单晶硅制备直拉法（Czochralski法）单晶生长2.单晶硅制备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一1.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。3.等径生长：根据熔体和单晶炉情况，控制晶体等径生长晶体生长最大速度：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。晶体生长最大速度：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。熔体中的对流：晶体的转动速度一般比坩锅快1-3倍，有利于在硅晶圆制造工艺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。一支85公分长，重76.6公斤的8寸硅晶棒，约需2天半4.研磨用甘油和三氧化铝的混合液研磨抛光4.研磨用甘油和三氧化铝的混合液研磨抛光3.切割3.切割硅晶圆制造工艺ppt课件5.晶片评估厚度、缺陷5.晶片评估厚度、缺陷不同尺寸圆片的生命周期不同尺寸圆片的生命周期/10/2919./10/2919.