一、硅晶圓的作用
硅晶圓主(zhu)要(yao)用于(yu)制(zhi)造硅半導體集成(cheng)電路。??
硅(gui)晶圓,也稱為晶圓,是制(zhi)(zhi)造積體電路(lu)(lu)的基(ji)本材(cai)料。它是通過將硅(gui)元素(su)加以純化,然后制(zhi)(zhi)成(cheng)單晶硅(gui)晶棒,再經過照相制(zhi)(zhi)版、研(yan)磨、拋(pao)光、切(qie)片等程序,最(zui)終形(xing)成(cheng)用于制(zhi)(zhi)造集成(cheng)電路(lu)(lu)的薄(bo)片。這些薄(bo)片上(shang)可以加工制(zhi)(zhi)作成(cheng)各種電路(lu)(lu)元件結構,從而成(cheng)為具(ju)有特定(ding)電性功能的集成(cheng)電路(lu)(lu)產品。
二、硅晶圓的制造方法
1、?硅提煉及提純?:首先(xian),從沙石原(yuan)料開始,將(jiang)其放入(ru)溫(wen)度(du)超過(guo)兩千(qian)攝氏度(du)的(de)(de)電弧熔爐中,通過(guo)還原(yuan)反應(ying)得(de)到冶(ye)金(jin)級(ji)硅(gui)。然后,將(jiang)粉碎的(de)(de)冶(ye)金(jin)級(ji)硅(gui)與(yu)氣態的(de)(de)氯(lv)化氫反應(ying),生(sheng)成液(ye)態的(de)(de)硅(gui)烷,再通過(guo)蒸餾和(he)化學還原(yuan)工藝得(de)到高純度(du)的(de)(de)多晶硅(gui)。
2、?單晶硅生長?:采用直拉法,將高純度的(de)(de)多晶(jing)硅放入石英坩堝中,通過石墨加熱器加熱至一千多攝氏度,使多晶(jing)硅熔化。控制晶(jing)體(ti)的(de)(de)方向,將籽晶(jing)浸入熔化的(de)(de)多晶(jing)硅中,緩慢(man)拉出,形(xing)(xing)成圓(yuan)柱形(xing)(xing)的(de)(de)單晶(jing)硅晶(jing)棒。
3、?晶圓成型?:單(dan)晶硅晶棒(bang)經過研(yan)磨、拋(pao)光、切(qie)片等工(gong)藝,制成薄片狀的硅晶圓。這些晶圓片經過進(jin)一步的處理,如激光刻、倒(dao)角(jiao)、拋(pao)光等,最終(zhong)成為集(ji)成電路工(gong)廠的基本原料。
三、硅晶圓為什么是圓的
之所以硅晶圓都做成圓形,主要的是考慮單位(wei)面積(ji)利用率(lv)和生產(chan)問題(ti).
硅(gui)錠(ding)(ding)被"拉(la)"出來的(de)(de)時(shi)候就(jiu)一定(ding)是(shi)(shi)圓(yuan)(yuan)的(de)(de)。幾乎不(bu)可能直接獲得(de)方的(de)(de)硅(gui)錠(ding)(ding),除非(fei)將圓(yuan)(yuan)的(de)(de)硅(gui)錠(ding)(ding)切削成方的(de)(de),但這(zhe)樣(yang)無異于(yu)浪費。正方形浪費的(de)(de)使用面積比(bi)率是(shi)(shi)比(bi)圓(yuan)(yuan)型高(gao)的(de)(de)。很多(duo)晶(jing)(jing)圓(yuan)(yuan)生產設備的(de)(de)工藝(yi)原理必然要求選擇圓(yuan)(yuan)型晶(jing)(jing)圓(yuan)(yuan),圓(yuan)(yuan)型具有任意軸對稱性,這(zhe)是(shi)(shi)晶(jing)(jing)圓(yuan)(yuan)制作工藝(yi)必然的(de)(de)要求,可以想(xiang)象一下,在(zai)圓(yuan)(yuan)型晶(jing)(jing)圓(yuan)(yuan)表面可以通過旋轉涂布法(fa)事實上是(shi)(shi)目前均勻涂布光刻膠(jiao)的(de)(de)唯一方法(fa),獲得(de)很均勻一致(zhi)的(de)(de)光刻膠(jiao)涂層。
四、硅晶圓原料
硅(gui)晶圓的(de)原材(cai)(cai)料是(shi)硅(gui),占比高(gao)達95%。硅(gui)是(shi)由石英砂所精煉出來的(de),經過純化(純度高(gao)達99.999%),制成硅(gui)晶棒,成為(wei)制造集成電路的(de)石英半導體(ti)的(de)材(cai)(cai)料。