Ko nga Wafers nga rawa matua mo te hanga iahiko whakauru, nga taputapu semiconductor motuhake me nga taputapu hiko. Neke atu i te 90% o nga iahiko whakauru ka mahia i runga i nga angiangi tino parakore, kounga teitei.
Ko nga taputapu takai angiangi e pa ana ki te mahi ki te hanga i nga rawa polycrystalline silicon parakore ki roto i nga rauemi rakau karaihe kirikiri kotahi o tetahi diameter me te roa, katahi ka tukuna nga rauemi rakau karaihe kirikiri ki te raupapa o te tukatuka miihini, maimoatanga matū me etahi atu tukanga.
Ko nga taputapu e hanga ana i nga angiangi silicon, i nga angiangi hiraka epitaxial ranei e tutuki ana i te tika o te ahuahanga me nga whakaritenga o te kounga o te mata me te whakarato i te taputapu hiraka e hiahiatia ana mo te hanga maramara.
Ko te mahinga angamaheni mo te whakarite i nga wafers silicon he iti iho i te 200 mm te diameter:
Te tipu o te karaihe kotahi → tapahi → te diameter o waho okeoke → poro → chamfering → huri → weriweri → gettering → oro → horoi → epitaxy → tākai, etc.
Ko te mahinga matua mo te whakarite i nga wafers silicon me te diameter o te 300 mm e whai ake nei:
Te tipu o te karaihe kotahi → te tapahi → te whanui o waho te hurihuri → te tapatapahi → te chamfering → te huri o te mata → te tarai → te whakakorikori taha → te whakakorikori taha-rua → te whakakorikori taha kotahi → te horoi whakamutunga → te epitaxy/annealing → te takai, aha atu.
1.Silicon rauemi
Ko te Silicon he rauemi semiconductor na te mea e 4 ona irahiko valence, kei roto i te roopu IVA o te ripanga waatea me etahi atu huānga.
Ko te maha o nga irahiko valence i roto i te silicon ka tuu tika ki waenganui i te kawe pai (1 valence electron) me te insulator (8 valence electrons).
Karekau te kirikiri parakore e kitea i roto i te taiao, me tango, ka purea kia tino parakore mo te hanga. I te nuinga o te waa ka kitea i roto i te silica (silicon oxide or SiO2) me etahi atu silicates.
Ko etahi atu ahua o te SiO2 ko te karaehe, te karaihe taekore, te kiripaka, te agate me te kanohi ngeru.
Ko te mea tuatahi i whakamahia hei semiconductor ko germanium i nga tau 1940 me te timatanga o te 1950s, engari i hohoro te whakakapi e te hiako.
I whiriwhiria a Silicon hei rauemi semiconductor matua mo nga take matua e wha:
Te nui o nga rawa Silicon: Ko Silicon te tuarua o nga huanga nui rawa atu i runga i te whenua, e 25% o te kirinuku o te whenua.
Ko te teitei o te rewa o te rauemi silicon ka nui ake te manawanui o te tukanga: Ko te ira whakarewa o te silicon i te 1412°C he teitei ake i te ira whakarewa o te germanium i te 937°C. Ko te ira whakarewa teitei ake ka taea e te silicon te tu atu i nga tukanga wera-teitei.
He whanui ake te awhe pāmahana whakahaere o nga rauemi Silicon;
Te tipu taiao o te waikura silicon (SiO2): Ko te SiO2 he rawa-kounga teitei, he mea whakaraerae hiko me te mahi hei arai matū tino pai hei tiaki i te hiraka mai i te poke o waho. He mea nui te pumau o te hiko hei karo i te rerenga i waenga i nga kaikawe tata i roto i nga iahiko whakauru. Ko te kaha ki te whakatipu i nga papa angiangi pumau o nga rawa SiO2 he mea nui ki te hanga i nga taputapu whakarewa-oxide semiconductor (MOS-FET) teitei. He rite nga ahuatanga miihini o te SiO2 ki te silicon, ka taea te tukatuka i te pāmahana teitei me te kore e nui rawa atu te mahi angiangi angiangi.
2.Te whakarite wafer
Ka tapahia nga mea angiangi Semiconductor mai i nga rawa semiconductor nui. Ka kiia tenei rauemi he rakau karaihe, he mea whakatipu mai i te poraka nui o te polycrystalline me nga rawa o roto kore.
Ko te huri i te poraka polycrystalline ki te karaihe kotahi nui ka hoatu ki a ia te takotoranga karaihe tika me te nui tika o te momo-N, momo-P ranei doping ka kiia ko te tipu karaihe.
Ko nga hangarau tino noa mo te whakaputa i nga kirikiri kirikiri kiriata kotahi mo te whakarite wafer silicon ko te tikanga Czochralski me te tikanga whakarewa rohe.
2.1 tikanga Czochralski me Czochralski oumu karaihe kotahi
Ko te tikanga Czochralski (CZ), e mohiotia ana ano ko te tikanga Czochralski (CZ), e pa ana ki te mahi o te huri i te wai rewa o te wai hiko semiconductor-grade silicon ki roto i nga ingots kirikiri kirikiri kotahi totoka me te whakatakotoranga karaihe tika me te doped ki te momo-N, P- ranei. momo.
I tenei wa, neke atu i te 85% o te silicon karaihe kotahi e tipuhia ana ma te whakamahi i te tikanga Czochralski.
Ko te oumu karaihe kotahi a Czochralski e tohu ana ki tetahi taputapu tukatuka e whakarewa ana i nga rawa polysilicon tino parakore ki roto i te wai ma te whakamahana i roto i te korehau teitei kati, te hau onge ranei (he hau koretake ranei) te taiao whakamarumaru, katahi ka whakahiatotia kia hanga i nga rawa kirikiri karaihe kotahi me etahi o waho. inenga.
Ko te kaupapa mahi o te oumu karaihe kotahi ko te tukanga tinana o te polycrystalline silicon material recrystallizing ki te kirikiri karaihe kotahi i roto i te ahua wai.
Ka taea te wehewehe i te oumu karaihe kotahi CZ ki nga wahanga e wha: te tinana oumu, te punaha whakawhiti miihini, te whakamahana me te punaha whakahaere pāmahana, me te punaha tuku hau.
Kei roto i te tinana o te oumu he kohao oumu, he tuaka karaihe kakano, he parapara quartz, he koko doping, he uhi karaihe kakano, me te matapihi tirohanga.
Ko te waahi o te oumu he whakarite kia rite te tohatoha o te pāmahana i roto i te oumu ka taea te whakakore pai i te wera; ka whakamahia te kakano karaehe kakano hei turaki i te karaehe kakano kia neke ki runga, ki raro ka huri; ko nga mea poke e tika ana kia mahia ka tuuhia ki roto i te koko doping;
Ko te uhi karaihe kakano hei tiaki i te karaihe kakano kei poke. Ko te punaha whakawhiti miihini te nuinga e whakamahia ana ki te whakahaere i te nekehanga o te karaihe kakano me te parapara.
Ki te whakarite kia kore te wairewa silicon e oxidized, ko te tohu korehau i roto i te oumu ka hiahiatia kia tino teitei, te tikanga i raro iho i te 5 Torr, me te ma o te hau inert taapiri me runga ake i te 99.9999%.
Ko tetahi wahi o te kirikiri kiriata kotahi me te takotoranga karaihe e hiahiatia ana ka whakamahia hei karaihe kakano hei whakatipu i te ingot silicon, a ko te ingot silicon tipu he rite ki te tauira o te karaihe kakano.
Ko nga tikanga i te atanga i waenga i te hiako rewa me te karaihe kirikiri kakano karaihe kotahi me tino whakahaere. Ko enei tikanga e whakarite ana ka taea e te paparanga angiangi o te silicon te whakahoki tika i te hanganga o te karaehe kakano, ka mutu ka tupu hei ingot silicon karaihe kotahi.
2.2 Tikanga Whakarewa Rohe me te Rohe Whakarewa Korehu Kiriata Kotahi
Ko te tikanga rohe maru (FZ) ka whakaputa i nga ingots silicon karaihe kotahi he iti rawa te ihirangi hāora. I whakawhanakehia te tikanga rohe rererangi i nga tau 1950 ka taea te whakaputa i te kirikiri karaihe kotahi tino parakore tae noa ki tenei ra.
Ko te rohe rewa o te oumu karaihe kotahi e pa ana ki te oumu e whakamahi ana i te maapono o te rewa rohe ki te whakaputa i te rohe rewa whaiti i roto i te rakau polycrystalline na roto i te waahi katinga whaiti teitei o te tinana oumu rakau polycrystalline i roto i te korehau teitei, te hau ngongo kiripaka onge. taiao tiaki.
He taputapu tukatuka e nekehia ana te rakau polycrystalline, te tinana whakamahana oumu ranei ki te neke i te rohe rewa, ka whakakoataatatia ki roto i te rakau karaihe kotahi.
Ko te ahuatanga o te whakarite i nga rakau karaihe kotahi ma te tikanga whakarewa rohe ka taea te whakapai ake i te ma o nga rakau polycrystalline i roto i te tukanga o te whakakoi ki roto i nga rakau karaihe kotahi, a, ko te tipu o te doping o nga taonga rakau ka tino rite.
Ka taea te wehea nga momo o te rohe whakarewa i nga oumu karaihe kotahi ki nga momo e rua: te rohe maanu te whakarewa i nga oumu karaihe kotahi e whakawhirinaki ana ki te mata o te mata me te rohe whakapae te whakarewa i nga oumu karaihe kotahi. I roto i nga tono whai kiko, ko te rewhana o nga oumu karaihe kotahi te tikanga ka mau ki te rewa rohe maanu.
Ka taea e te rohe whakarewa i te oumu karaihe kotahi te whakarite i te hiako karaihe karaihe-iti-haora-nui me te kore e hiahiatia he parapara. Kei te nuinga whakamahia te reira ki te whakarite i te teitei-resistivity (> 20kΩ · cm) kirika karaihe kotahi, me te purea rohe rewa silicon. Ko enei hua ka whakamahia te nuinga ki te hanga taputapu hiko motuhake.
Ko te rohe whakarewa i te oumu karaihe kotahi kei roto i te ruma oumu, he papa o runga me te papa o raro (wahanga tuku miihini), he kaitapa rakau karaihe, he kakano karaihe kakano, he whakawera whakawera (he kaiwhakawhanake auau teitei), he tauranga hau (wahanga korehau, uru hau, putanga hau o runga), etc.
I roto i te hanganga ruma oumu, ka whakaritea te tohanga wai whakamahana. Ko te pito o raro o te kaawa o runga o te oumu karaihe kotahi he karaka rakau karaihe, e whakamahia ana hei awhi i te rakau polycrystalline; ko te pito o runga o te kakau o raro he kakano karaehe kakano, ka whakamahia hei rawhi i te karaihe kakano.
Ka tukuna he hiko hiko teitei ki te porowhita whakamahana, ka hangaia he rohe rewa whaiti i roto i te rakau polycrystalline ka timata mai i te pito o raro. I te wa ano, ko nga toki o runga me o raro ka huri, ka heke iho, kia whakamaarama ai te rohe rewa ki te karaihe kotahi.
Ko nga painga o te rohe whakarewa i te oumu karaihe kotahi e kore e taea te whakapai ake i te ma o te karaihe kotahi kua rite, engari ka nui ake te ahua o te tipu o te doping, a ka taea te purea te rakau karaihe kotahi na roto i nga tukanga maha.
Ko nga huakore o te rohe whakarewa i te oumu karaihe kotahi he utu nui te tukanga me te diameter iti o te karaihe kotahi kua rite. I tenei wa, ko te diameter teitei o te karaihe kotahi ka taea te whakarite he 200mm.
He teitei te teitei o te rohe whakarewa i nga taputapu oumu karaihe kotahi, he roa te whiu o nga toki o runga me o raro, na reira ka taea te whakatipu i nga rakau karaihe kotahi.
3. Te tukatuka wafer me nga taputapu
Me haere te rakau karaihe ki roto i te raupapa o nga tukanga ki te hanga i te tïpako silicon e tutuki ana i nga whakaritenga o te hanga semiconductor, ara he angiangi. Ko te tukanga taketake o te tukatuka ko:
Te pupuhi, te tapahi, te tapatapahi, te angiangi annealing, te chamfering, te huri, te oro, te horoi me te takai, etc.
3.1 Wafer Annealing
I roto i te tukanga o te hanga hiako polycrystalline me te hiraka Czochralski, ko te hiako karaihe kotahi kei roto te hāora. I tetahi pāmahana, ka koha te hāora i roto i te kirikiri karaihe kotahi i te irahiko, ka huri te hāora hei kaituku hāora. Ka hono enei irahiko ki nga poke i roto i te angiangi silicon ka pa ki te parenga o te angiangi silicon.
Umu whakaene: e pa ana ki te oumu ka piki ake te pāmahana i roto i te oumu ki te 1000-1200°C i roto i te hauwai, argon ranei. Ma te whakamahana me te whakamatao, ko te hāora e tata ana ki te mata o te kirikiri angiangi kua orohia ka rewa, ka tangohia mai i te mata, ka heke te hāora me te paparanga.
Tukatuka taputapu e whakakore ana i nga hapa moroiti i runga i te mata o te angiangi hiraka, ka whakaiti i te nui o nga poke e tata ana ki te mata o nga angiangi silicon, ka whakaiti i nga hapa, ka hanga he waahi ahua ma ki runga i te mata o nga angiangi hiraka.
Ko te oumu annealing e kiia ana ko te oumu wera teitei na te nui o te wera. Ka karanga ano te ahumahi ko te hiako wafer annealing process gettering.
Ka wehea te oumu angiangi Silicon ki:
-Umu whakapae;
-Umu annealing poutū;
-Umu annea tere.
Ko te rereketanga nui i waenga i te oumu whakapouri whakapae me te oumu whakapouri poutū ko te ahunga tahora o te ruma tauhohenga.
Ko te ruma tauhohenga o te oumu annealing whakapae he hanga whakapae, a ka taea te utaina he puranga o te angiangi silicon ki roto i te ruma tauhohenga o te oumu annealing mo te annealing i te wa ano. Ko te nuinga o te 20 ki te 30 meneti te wa whakaene, engari me roa ake te wa whakawera o te ruma tauhohenga kia eke ki te pamahana e hiahiatia ana e te mahi whakaene.
Ko te mahi o te oumu whakaene poutū ka mau ano i te tikanga o te utaina i te wa kotahi te puranga o te angiangi silicon ki roto i te ruma tauhohenga o te oumu annealing mo te maimoatanga annealing. Ko te ruma tauhohenga he tahora hanganga poutū, e taea ai te whakanoho i nga wafers silicon ki roto i te poti quartz i roto i te ahua whakapae.
I te wa ano, i te mea ka taea e te poti kiripaka te huri katoa i roto i te ruuma tauhohenga, he rite te pāmahana o te reera o te ruuma hohenga, he rite te tohatoha o te pāmahana i runga i te angiangi silicon, a he tino pai nga ahuatanga o te whakakotahitanga. Engari, he nui ake te utu o te tukanga o te oumu annealing poutū i tera o te oumu annealing whakapae.
Ka whakamahia e te oumu whakahiato tere te rama tungsten halogen ki te whakamahana tika i te wafer silicon, ka taea te whakatutuki i te whakamahana tere, te whakamahana ranei i roto i te whanuitanga o te 1 ki te 250 ° C / s. He tere ake te tere whakamahana, whakamatao ranei i tera o te oumu remu tuku iho. He ruarua noa iho te waa hei whakamahana i te pāmahana o te ruma tauhohenga ki runga ake i te 1100°C.
——————————————————————————————————————————————— ——
Ka taea e Semicera te whakaratonga waahanga kauwhata,ngawari/mārō te rongo,nga waahanga carbide silicon, Ko nga waahanga carbide silicon CVD, aSiC/TaC nga waahanga kua paniame te tukanga semiconductor katoa i roto i nga ra 30.
Mena kei te pirangi koe ki nga hua semiconductor o runga ake nei, kaua koe e mangere ki te whakapiri mai ki a maatau i te wa tuatahi.
Waea: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Te wa tuku: Akuhata-26-2024