单晶硅生产工艺

时间:2024-10-08 05:01:18编辑:揭秘君

单晶硅的生产工艺流程?

亲,你好,很高兴为您解答。单晶硅的生产工艺流程?单晶硅片是单晶硅棒经由一系列工艺切割而成的,制备单晶硅的方法有直拉法( CZ 法)、区熔法( FZ 法)和外延法,其中直拉法和区熔法用于制备单晶硅棒材。区熔硅单晶的最大需求来自于功率半导体器件。半导体单晶硅片的生产工艺流程直拉法简称 CZ 法。 CZ 法的特点是在一个直筒型的热系统汇总,用石墨电阻加热,将装在高纯度石英坩埚中的多晶硅熔化,然后将籽晶插入熔体表面进行熔接,同时转动籽晶,再反转坩埚,籽晶缓慢向上提升,经过引晶、放大、转肩、等径生长、收尾等过程,得到单晶硅。区熔法是利用多晶锭分区熔化和结晶半导体晶体生长的一种方法,利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区,再熔接单晶籽晶。调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动,通过整根棒料,生长成一根单晶,晶向与籽晶的相同。区熔法又分为两种:水平区熔法和立式悬浮区熔法。前者主要用于锗、 GaAs 等材料的提纯和单晶生长。后者是在气氛或真空的炉室中,利用高频线圈在单晶籽晶和其上方悬挂的多晶硅棒的接触处产生熔区,然后使熔区向上移动进行单晶生长。由于硅熔体完全依靠其表面张力和高频电磁力的支托,悬浮于多晶棒与单晶之间,故称为悬浮区熔法。半导体单晶硅片的生产工艺流程单晶硅是从大自然丰富的硅原料中提纯制造出多晶硅,再通过区熔或直拉法生产出区熔单晶或直拉单晶硅,进一步形成硅片、抛光片、外延片等。直拉法生长出的单晶硅,用在生产低功率的集成电路元件。而区熔法生长出的单晶硅则主要用在高功率的电子元件。直拉法加工工艺:加料→熔化→缩颈生长→放肩生长→等径生长→尾部生长,长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出,即完成一次生长周期。悬浮区熔法加工工艺:先从上、下两轴用夹具精确地垂直固定棒状多晶锭。用电子轰击、高频感应或光学聚焦法将一段区域熔化,使液体靠表面张力支持而不坠落。移动样品或加热器使熔区移动。这种方法不用坩埚,能避免坩埚污染,因而可以制备很纯的单晶,也可采用此法进行区熔。半导体单晶硅片的生产工艺流程工业生产中对硅的需求主要来自于两个方面:半导体级和光伏级。半导体级单晶硅和光伏级单晶硅在加工工艺流程中存在着一些差异,半导体级单晶硅的纯度远远高于光伏级单晶硅。半导体级单晶硅片的加工工艺流程:单晶生长→切断→外径滚【摘要】
单晶硅的生产工艺流程?【提问】
您好,很高兴由我来为您解答,整理答案需要点时间,请您耐心等待哦......【回答】
亲,你好,很高兴为您解答。单晶硅的生产工艺流程?单晶硅片是单晶硅棒经由一系列工艺切割而成的,制备单晶硅的方法有直拉法( CZ 法)、区熔法( FZ 法)和外延法,其中直拉法和区熔法用于制备单晶硅棒材。区熔硅单晶的最大需求来自于功率半导体器件。半导体单晶硅片的生产工艺流程直拉法简称 CZ 法。 CZ 法的特点是在一个直筒型的热系统汇总,用石墨电阻加热,将装在高纯度石英坩埚中的多晶硅熔化,然后将籽晶插入熔体表面进行熔接,同时转动籽晶,再反转坩埚,籽晶缓慢向上提升,经过引晶、放大、转肩、等径生长、收尾等过程,得到单晶硅。区熔法是利用多晶锭分区熔化和结晶半导体晶体生长的一种方法,利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区,再熔接单晶籽晶。调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动,通过整根棒料,生长成一根单晶,晶向与籽晶的相同。区熔法又分为两种:水平区熔法和立式悬浮区熔法。前者主要用于锗、 GaAs 等材料的提纯和单晶生长。后者是在气氛或真空的炉室中,利用高频线圈在单晶籽晶和其上方悬挂的多晶硅棒的接触处产生熔区,然后使熔区向上移动进行单晶生长。由于硅熔体完全依靠其表面张力和高频电磁力的支托,悬浮于多晶棒与单晶之间,故称为悬浮区熔法。半导体单晶硅片的生产工艺流程单晶硅是从大自然丰富的硅原料中提纯制造出多晶硅,再通过区熔或直拉法生产出区熔单晶或直拉单晶硅,进一步形成硅片、抛光片、外延片等。直拉法生长出的单晶硅,用在生产低功率的集成电路元件。而区熔法生长出的单晶硅则主要用在高功率的电子元件。直拉法加工工艺:加料→熔化→缩颈生长→放肩生长→等径生长→尾部生长,长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出,即完成一次生长周期。悬浮区熔法加工工艺:先从上、下两轴用夹具精确地垂直固定棒状多晶锭。用电子轰击、高频感应或光学聚焦法将一段区域熔化,使液体靠表面张力支持而不坠落。移动样品或加热器使熔区移动。这种方法不用坩埚,能避免坩埚污染,因而可以制备很纯的单晶,也可采用此法进行区熔。半导体单晶硅片的生产工艺流程工业生产中对硅的需求主要来自于两个方面:半导体级和光伏级。半导体级单晶硅和光伏级单晶硅在加工工艺流程中存在着一些差异,半导体级单晶硅的纯度远远高于光伏级单晶硅。半导体级单晶硅片的加工工艺流程:单晶生长→切断→外径滚【回答】


单晶硅的生产工艺流程?

单晶硅的生产工艺:1.石材加工一开始是石头(所有石头都含硅)。这块石头被加热后变成了液态。加热后变成气态,气体通过一个密封的大盒子。盒子里有N多个加热的子晶体,两端用石墨夹住。当气体通过盒子时,子晶体会将其中一种气体吸收到子晶体中,子晶体逐渐变厚。因为有些变成固体了,所以很慢,大概一个月。2.酸洗当然还有大量的废气等等。(四氯化硅)在生产过程中产生。现在看来是处理不好了。事不宜迟,等原生多晶体有了,就开始酸洗,氢氟酸,硝酸,醋酸等等。原生多晶体外的东西洗干净后,会放入烘房烘干,无尘检验,包装。3.拉晶要拉晶,拉晶就是在拉晶炉里加热熔化多晶硅。将晶体向上提拉后,工人们首先将多晶硅放入应时坩埚中。(为了降低成本,工厂还会用一些洗过的电池片和碎硅片一起熔化。)关炉加热。应时锅的熔点是1700度,硅的熔点只有1410度左右。硅熔化后,应时坩埚慢慢上升,晶体从上面下降到坩埚的中心液面。同时锅底电加热,液面冷却,晶体指向液面会出现光点。慢慢旋转,拉起,放肩,转肩,正常拉杆,完成。大约一天半后,一根单晶棒就会出来。4.切割正方形当单晶棒可用时,切割正方形。单晶棒通常为6英寸,P型,电阻率为0.5-6欧姆(一英寸约等于2.4厘米)。把棒的四边切掉,做成带倒角的正方形,切片,每片0.22毫米。


关于硅片制作的过程

硅片制作分为七步骤。

1、 硅棒粘接:用粘接剂对硅棒和碳板进行粘接,以利于牢固的固定在切割机上和方位角的确定。

2、 切片:主要利用内圆切割机或线切割机进行切割,以获得达到其加工要求的厚度,X、Y方向角,曲翘度的薄硅片。

3、 面方位测定:利用X射线光机对所加工出的硅片或线切割前要加工的硅棒测定其X、Y方位角,以保证所加工的硅片的X、Y方位角符合产品加工要求。

4、 倒角前清洗:主要利用热碱溶液和超声波对已切成的硅片进行表面清洗,以去除硅片表面的粘接剂、有机物和硅粉等。

5、 倒角:用不同的砥石形状和粒度来加工出符合加工要求的倒角幅值、倒角角度等,以减少后续加工过程中可能产生的崩边、晶格缺陷、处延生长和涂胶工艺中所造成的表面层的厚度不均匀分布。

6、 厚度分类:为后续的磨片加工工艺提供厚度相对均匀的硅片分类,防止磨片中的厚度不均匀所造成的碎片等。

7、 磨片:去除切片过程中所产生的切痕和表面损伤。


关于硅片制作的过程

硅片的等级:
MG-Si → SeG-Si → SoG-Si
提炼要经过一下过程:
石英砂→冶金级硅→提炼和精炼→沉积多晶硅锭→单晶硅→硅片切割。

冶金级硅MG-Si
提炼硅的原始材料是SiO2,主要是砂成分,目前采用SiO2的结晶岩即石灰岩,在大型的电弧炉中用碳还原:SiO2+2C→Si+2CO
定期倒出炉,用氧气、氧氯混合气体提纯,然后倒入浅槽在槽中凝固,随后被捣成块状。

MG-Si提纯为SeG-Si
提炼标准方法为:西门子工。
MG-Si被转变为挥发性的化合物,接着采用分馏的方法将其冷凝被提纯。
工艺程序:用Hcl把细碎的MG-Si变成流体
使用催化剂加速反应进行:Si+3Hcl→SiHcl3+H2
MG-Si →SiHcl3 硅胶工业原材料
为提取MG-Si可加热混合气体使SiHcl3 被H2还原,硅以细晶粒的多晶硅形成沉积到电加热棒上如右:SiHcl3+H2 →Si+3Hcl

SeG-Si提纯到SoG-Si
将SeG-Si多晶硅熔融,同时加入器件所需的微量参杂剂,通常采用硼(P型参杂剂)。
在温度可以精细控制的情况下用籽晶能够成熔融的硅中拉出大圆柱形的单晶硅棒。直径过125cm长度为1~2m。

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