ویفرهای سیلیکون مونوکریستالیبرش های نازک ساخته شده از مواد سیلیکون مونوکریستالی با خلوص بالا هستند. آنها محصولات مهم در صنایع مدرن با تکنولوژی مدرن هستند و نقش غیر قابل تعویض در زمینه هایی مانند فتوولتائیک خورشیدی ، نیمه هادی ها و اجزای الکترونیکی دارند. با پیشرفت مداوم فناوری و افزایش تقاضا برای انرژی تجدید پذیر ، فرایند تولید ویفرهای سیلیکون مونوکریستالی مورد توجه چشمگیر قرار گرفته است. هر مرحله در این فرآیند ، از انتخاب مواد اولیه گرفته تا رشد شمشهای سیلیکون مونوکریستالی و در نهایت تا برش ، چرمینگ ، سنگ زنی و پرداخت ، مستقیماً بر کیفیت و عملکرد ویفرهای سیلیکون تأثیر می گذارد. ما به عنوان تولید کننده ویفرهای سیلیکون مونوکریستالی با درجه الکترونیکی ، ما در این مقاله فرآیند تولید کامل ویفرهای سیلیکون مونوکریستالی را ترتیب داده ایم تا جزئیات فنی و نقاط اصلی را روشن کنیم.
مرحله 1: تصفیه مواد اولیه
اولین قدم در تولید ویفرهای سیلیکون کریستالی تک فرآیند تصفیه است. اول ، سیلیکون صنعتی استخراج شده از سنگ سیلیسون از طریق روشهای فیزیکی و شیمیایی تحت درمان قرار می گیرد تا به تری کلروسیلان یا تتراکلرید سیلیکون تبدیل شود. سپس از روش زیمنس یا روشهای تصفیه شیمیایی برای تصفیه سیلیکون به درجه الکترونیکی استفاده می شود. خلوص پلیسیلیکون با خلوص بالا باید به بیش از 99.999999999 ٪ برسد.
مرحله 2: رشد تک - کریستال
روشهای رشد تک کریستالی به روش Czochralski (CZ) ، روش منطقه Float (FZ) و روش Czochralski مغناطیسی تقسیم می شوند (MCZ ، که بر اساس روش CZ توسعه یافته است).
روش Czochralski (روش CZ) شامل قرار دادن مواد اولیه ، بلوک های پلی سیلیکون ، در یک کوارتز کوارتز ، گرم کردن و ذوب آنها در یک کوره کریستالی است. سپس ، یک کریستال بذر میله ای با قطر تنها 10 میلی متر (که به آن "بذر" گفته می شود) در مایع مذاب غوطه ور می شود. پس از آن ، از طریق کنترل فرآیند کوره ، یک میله سیلیکون کریستالی منفرد به آرامی بیرون می رود.
روش منطقه Float (FZ) تکنیکی برای رشد کریستال ها با کنترل گرادیان دما برای جابجایی مواد از طریق یک منطقه مذاب باریک است. اصل اساسی آن استفاده از انرژی حرارتی برای ایجاد یک منطقه مذاب در یک انتهای یک شمش پلی سیلیکون ، جوشکاری یک کریستال بذر کریستالی (بذر) و سپس با تنظیم دما ، به آرامی منطقه مذاب را به سمت بالا حرکت دهید تا یک سیلیکون کریستالی با همان جهت گیری کریستال به عنوان کریستال بذر رشد کند.
روش MCZ (مغناطیسی Czochralski) یک میدان مغناطیسی را بر اساس روش CZ (Czochralski) اضافه می کند. شمشهای سیلیکون کریستالی تولید شده با روش MCZ دارای یکنواختی مقاومت بهتر و میزان اکسیژن پایین تر در مقایسه با روشهای رشد یافته با روش CZ هستند.
سه روش مختلف هر کدام ویژگی های خاص خود را دارند. در حال حاضر ، روش CZ بیشترین استفاده را برای رشد کریستال های منفرد است و فناوری آن بالغ ترین است. این می تواند میله های سیلیکون کریستالی نیمه هادی - درجه یک با قطر 12 اینچ تولید کند.
روش MCZ براساس روش CZ یک میدان مغناطیسی اضافه می کند. برای تولید برخی از مؤلفه های الکترونیکی ، یک کریستال تک با کیفیت بالا با میزان اکسیژن کم و یکنواختی مقاومت خوب برای افزایش میزان عملکرد لازم است.
روش FZ دارای خلوص بالایی است و می تواند برای تولید شمشهای سیلیکون ذاتی استفاده شود. مقاومت شمشهای سیلیکون تولید شده توسط این روش به طور کلی زیاد است. در حال حاضر ، حداکثر اندازه ای که می توان به دست آورد 8 اینچ است.
مرحله 3: پردازش شمش های سیلیکون
سطح چاه سیلیكون مونوكریستال رشد یافته اینوگت ناهموار است و قطر آنها کمی متفاوت است.
در این زمان ، ما باید هم سر و هم دم را قطع کنیم و تنها قسمت اصلی را به جا بگذاریم.
سپس ، قسمت میانی برای صیقل دادن سطح شمش سیلیکون باید در یک چرخ قرار گیرد و کل سطح شمش ها را صاف و یکنواخت باشد.
پس از سنگ زنی ، طبق نیاز مشتری ، باید یک تخت یا شکاف درست شود. به طور کلی ، صاف یا شکاف مطابق با استانداردهای نیمه ساخته شده است.
مرحله 4: برش ، لبه گرد و لنگ
شمش سیلیکون زمین را در یک برش برطرف کنید. به طور کلی از برش سیم الماس استفاده می شود. با توجه به نیاز مشتری برای ضخامت ویفر ، شمش سیلیکون را به ویفرهای سیلیکونی با ضخامت های مختلف برش دهید.
لبه های ویفرهای خرد شده بسیار تیز است. خود سیلیکون یک ماده شکننده و مستعد شکستن است. بنابراین ، احتمالاً تراشه ها در لبه های ویفرهای سیلیکون رخ می دهد ، که این امر منجر به استفاده از آنها و پردازش متعاقب آن نمی شود. علاوه بر این ، سطح ویفرهای خرد شده دارای علائم سیم و آسیب سطح خواهد بود ، که در برآورده کردن الزامات مواد ویفر سیلیکون برای اجزای الکترونیکی بسیار ناتوان است.
در این زمان ، چمدان و سنگ زنی لبه باید روی ویفرهای سیلیکون برش خورده انجام شود تا از تراشه ها و شکستگی جلوگیری شود.
از طریق لبه گرد ، لبه و سطح ویفر سیلیکون یک قوس را تشکیل می دهد (زاویه به طور کلی 11 درجه یا 22 درجه است) ، و باعث می شود لبه تیزتر و مستعد تر شدن باشد. لپ زدن یک درمان ثانویه از سطح ویفر سیلیکون است که باعث می شود سطح صاف تر و مسطح تر شود. همچنین یک گام اساسی برای اچ و جلا دادن بعدی است. ویفرهای سیلیکونی لپه نیز می توانند در دستگاه های الکترونیکی مانند تلویزیون (سرکوبگرهای ولتاژ گذرا) ، دیودها و تریودها مورد استفاده قرار گیرند.
مرحله 5: اچ شده و poloshed
در مرحله بعد ، درمان بیشتر سطح ویفر سیلیکون انجام می شود.
اچینگ: از طریق اچینگ ، آسیب جزئی در سطح ویفر سیلیکون ناشی از فرآیندهای قبلی کاهش می یابد. با این حال ، پس از اچ کردن ، ویفر سیلیکون هنوز نتواند نیازهای سطح IC (مدارهای یکپارچه) یا دستگاه های برق را برآورده کند ، زیرا هنوز هم ناهمواری جزئی روی سطح وجود دارد ، که باعث ایجاد نقص در تولید تراشه های بعدی خواهد شد.
در این زمان ، سطح ویفر سیلیکون نیاز به درمان بیشتر ، یعنی جلا دادن مکانیکی شیمیایی (CMP) دارد. پس از صیقل دادن ، از سطح می توان برای فرآیندهای بعدی مانند اپیتاکس (EPI) و پوشش فیلم نازک روی ویفر سیلیکون بدون اینکه گسل ها را جمع کرد ، استفاده کرد. ویفرهای سیلیکون جلا مواد بستر مهمی برای تولید تراشه ، تولید دستگاه برق و غیره هستند.
مرحله ششم: تمیز ، بازرسی و بسته بندی
ویفرهای سیلیکون جلا باید در یک دستگاه تمیز کننده کاملاً اتوماتیک تمیز شوند و سپس خشک شوند. در این زمان ، سطح ویفرهای سیلیکون در حال حاضر بسیار تمیز است و ذرات بسیار کمی و ریز روی آن قرار دارد. ذرات می توانند به 0. 3um برسند<10 per wafers, or 0.2um<20 per wafers, or 0.12um<30.
پس از خشک شدن ، آزمایشات مختلفی بر روی ویفرهای سیلیکون انجام می شود ، که عمدتاً روی بازرسی نقص سطح ، از جمله TTV (تغییر ضخامت کل) ، پیچ و خم ، کمان ، صافی ، ضخامت ، آلودگی فلزات سطحی و تشخیص شمارش ذرات انجام می شود. خصوصیات الکتریکی و هندسی و همچنین میزان اکسیژن و کربن ویفرهای سیلیکون در مراحل قبلی مورد آزمایش قرار گرفته است.
سپس روند بسته بندی می آید. معمولاً ویفرهای واجد شرایط در کاست های خلاء بسته بندی می شوند و 25 ویفر در هر کاست وجود دارد. برای جلوگیری از آلودگی مجدد ، بسته بندی باید در یک اتاق تمیز با سطح تمیز بودن کلاس 100 یا بالاتر انجام شود.
پایان
فرآیند تولیدویفرهای سیلیکون تک کریستالیروشی پیچیده و بسیار دقیق است که نه تنها به پشتیبانی پیشرفته فناوری نیاز دارد بلکه به کنترل کیفیت دقیق نیز متکی است. از تصفیه مواد اولیه تا محصول نهایی ، بهینه سازی هر مرحله می تواند ارزش بیشتری برای برنامه های کاربردی در صنایع مختلف ایجاد کند.
اگر به دنبال یک تأمین کننده ویفر سیلیکون تک کریستالی با کیفیت بالا هستید یا برای فن آوری های بیشتر نیازهای بیشتری دارید ، لطفاً احساس راحتی کنیدبا Ruyuan تماس بگیرید.ما راه حل های صنعت حرفه ای را برای شما ارائه خواهیم داد!