一、硅晶圓的作用
硅晶圓主要用(yong)于制造硅半導體(ti)集成電路(lu)。??
硅晶圓,也(ye)稱為(wei)晶圓,是制(zhi)造積體電(dian)(dian)路(lu)的基本材料。它是通過(guo)將硅元(yuan)素加以純化,然后(hou)制(zhi)成(cheng)單(dan)晶硅晶棒,再經(jing)過(guo)照相制(zhi)版、研磨、拋光、切片等程序(xu),最終形成(cheng)用于制(zhi)造集成(cheng)電(dian)(dian)路(lu)的薄片。這些薄片上可以加工制(zhi)作成(cheng)各種(zhong)電(dian)(dian)路(lu)元(yuan)件(jian)結(jie)構,從而成(cheng)為(wei)具(ju)有特(te)定電(dian)(dian)性功能的集成(cheng)電(dian)(dian)路(lu)產品。
二、硅晶圓的制造方法
1、?硅提煉及提純?:首先,從(cong)沙石原料開(kai)始,將其(qi)放入(ru)溫(wen)度(du)超過兩千攝氏(shi)度(du)的(de)(de)電弧熔爐中,通過還(huan)原反應(ying)得到冶(ye)金級硅(gui)。然后,將粉碎的(de)(de)冶(ye)金級硅(gui)與氣態(tai)的(de)(de)氯(lv)化氫反應(ying),生成液(ye)態(tai)的(de)(de)硅(gui)烷,再通過蒸(zheng)餾(liu)和化學還(huan)原工藝得到高純度(du)的(de)(de)多晶硅(gui)。
2、?單晶硅生長?:采(cai)用直拉(la)法,將高純度的(de)多(duo)(duo)晶(jing)(jing)(jing)硅(gui)放入石英(ying)坩堝中(zhong),通過石墨(mo)加熱器加熱至一千多(duo)(duo)攝氏(shi)度,使多(duo)(duo)晶(jing)(jing)(jing)硅(gui)熔化。控制晶(jing)(jing)(jing)體的(de)方向,將籽晶(jing)(jing)(jing)浸入熔化的(de)多(duo)(duo)晶(jing)(jing)(jing)硅(gui)中(zhong),緩慢拉(la)出(chu),形成圓柱形的(de)單晶(jing)(jing)(jing)硅(gui)晶(jing)(jing)(jing)棒。
3、?晶圓成型?:單晶(jing)(jing)硅晶(jing)(jing)棒經過研磨(mo)、拋光、切片(pian)等工(gong)藝(yi),制成薄片(pian)狀的硅晶(jing)(jing)圓(yuan)。這(zhe)些晶(jing)(jing)圓(yuan)片(pian)經過進(jin)一步的處理(li),如激光刻、倒角、拋光等,最終成為(wei)集成電路工(gong)廠的基(ji)本原料(liao)。
三、硅晶圓為什么是圓的
之所以(yi)硅晶圓都做成(cheng)圓形,主要(yao)的(de)是考慮單位面(mian)積(ji)利用率和生產問題(ti).
硅(gui)(gui)錠被(bei)"拉"出(chu)來的(de)(de)時(shi)候就一(yi)定(ding)是(shi)圓(yuan)(yuan)的(de)(de)。幾乎不可(ke)能直接獲得(de)方的(de)(de)硅(gui)(gui)錠,除非將(jiang)圓(yuan)(yuan)的(de)(de)硅(gui)(gui)錠切削成方的(de)(de),但這(zhe)樣(yang)無異于(yu)浪費。正(zheng)方形浪費的(de)(de)使用面積(ji)比率(lv)是(shi)比圓(yuan)(yuan)型(xing)高的(de)(de)。很多(duo)晶圓(yuan)(yuan)生產設備的(de)(de)工(gong)藝原理必然要(yao)求選擇圓(yuan)(yuan)型(xing)晶圓(yuan)(yuan),圓(yuan)(yuan)型(xing)具有任意軸對稱(cheng)性,這(zhe)是(shi)晶圓(yuan)(yuan)制作工(gong)藝必然的(de)(de)要(yao)求,可(ke)以想象一(yi)下,在圓(yuan)(yuan)型(xing)晶圓(yuan)(yuan)表面可(ke)以通(tong)過旋(xuan)轉涂(tu)布法(fa)事實上是(shi)目前均(jun)勻(yun)涂(tu)布光刻膠的(de)(de)唯(wei)一(yi)方法(fa),獲得(de)很均(jun)勻(yun)一(yi)致(zhi)的(de)(de)光刻膠涂(tu)層(ceng)。
四、硅晶圓原料
硅(gui)晶(jing)圓的原材料是(shi)硅(gui),占比高(gao)達95%。硅(gui)是(shi)由石(shi)英砂(sha)所精煉出來(lai)的,經過純(chun)化(純(chun)度(du)高(gao)達99.999%),制成(cheng)硅(gui)晶(jing)棒,成(cheng)為制造集成(cheng)電路(lu)的石(shi)英半導體的材料。