Wafers jẹ awọn ohun elo aise akọkọ fun iṣelọpọ awọn iyika iṣọpọ, awọn ẹrọ semikondokito ọtọtọ ati awọn ẹrọ agbara. Diẹ ẹ sii ju 90% ti awọn iyika iṣọpọ ni a ṣe lori mimọ-giga, awọn wafers didara ga.
Ohun elo igbaradi Wafer tọka si ilana ṣiṣe awọn ohun elo silikoni polycrystalline mimọ sinu awọn ohun elo ọpá ohun alumọni ẹyọkan ti iwọn ila opin kan ati ipari, ati lẹhinna tẹriba awọn ohun elo ọpá ohun alumọni kan si lẹsẹsẹ ti iṣelọpọ ẹrọ, itọju kemikali ati awọn ilana miiran.
Awọn ohun elo ti o ṣe awọn wafer silikoni tabi awọn wafer silikoni epitaxial ti o pade deede jiometirika kan ati awọn ibeere didara oju ati pese sobusitireti ohun alumọni ti o nilo fun iṣelọpọ chirún.
Sisan ilana aṣoju fun igbaradi awọn wafer silikoni pẹlu iwọn ila opin ti o kere ju 200 mm jẹ:
Idagba kristali ẹyọkan → truncation → iwọn ila opin ita ti yiyi → slicing → chamfering → lilọ → etching → gettering → polishing → cleaning → epitaxy → packing, etc.
Ṣiṣan ilana akọkọ fun igbaradi awọn wafer siliki pẹlu iwọn ila opin ti 300 mm jẹ bi atẹle:
Idagba kirisita kan → truncation → iwọn ila opin ita slicing → slicing → chamfering → lilọ dada → etching → polishing eti → didan apa meji → didan apa kan → mimọ ipari → epitaxy / annealing → apoti, ati bẹbẹ lọ.
1.Silicon ohun elo
Silicon jẹ ohun elo semikondokito nitori pe o ni awọn elekitironi valence 4 ati pe o wa ni ẹgbẹ IVA ti tabili igbakọọkan pẹlu awọn eroja miiran.
Nọmba awọn elekitironi valence ni ohun alumọni gbe ni deede laarin adaorin ti o dara (1 valence elekitironi) ati insulator (awọn elekitironi valence 8).
Ohun alumọni mimọ ko rii ni iseda ati pe o gbọdọ fa jade ati sọ di mimọ lati jẹ ki o jẹ mimọ to fun iṣelọpọ. O maa n rii ni siliki (silicon oxide tabi SiO2) ati awọn silicates miiran.
Awọn fọọmu SiO2 miiran pẹlu gilasi, kristali ti ko ni awọ, quartz, agate ati oju ologbo.
Ohun elo akọkọ ti a lo bi semikondokito jẹ germanium ni awọn ọdun 1940 ati ibẹrẹ awọn ọdun 1950, ṣugbọn ohun alumọni rọpo ni kiakia.
A yan ohun alumọni bi ohun elo semikondokito akọkọ fun awọn idi akọkọ mẹrin:
Ọpọlọpọ awọn ohun elo SiliconSilikoni jẹ ẹya elekeji julọ lọpọlọpọ lori Earth, ṣiṣe iṣiro fun 25% ti erunrun Earth.
Awọn ti o ga yo ojuami ti ohun alumọni ohun elo faye gba a anfani ilana ifarada: aaye yo ti ohun alumọni ni 1412 ° C jẹ ga julọ ju aaye yo ti germanium ni 937 ° C. Iwọn yo ti o ga julọ gba ohun alumọni laaye lati koju awọn ilana otutu otutu.
Awọn ohun elo ohun alumọni ni iwọn otutu ti n ṣiṣẹ jakejado;
Idagba adayeba ti ohun elo afẹfẹ silikoni (SiO2): SiO2 jẹ didara giga, ohun elo idabobo itanna iduroṣinṣin ati ṣiṣe bi idena kemikali ti o dara julọ lati daabobo ohun alumọni lati idoti ita. Iduroṣinṣin itanna jẹ pataki lati yago fun jijo laarin awọn olutọpa ti o wa nitosi ni awọn iyika iṣọpọ. Agbara lati dagba awọn fẹlẹfẹlẹ tinrin iduroṣinṣin ti ohun elo SiO2 jẹ ipilẹ si iṣelọpọ awọn ohun elo irin-oxide semikondokito (MOS-FET) iṣẹ ṣiṣe giga. SiO2 ni awọn ohun-ini ẹrọ ti o jọra si ohun alumọni, ngbanilaaye sisẹ iwọn otutu giga laisi ijakadi ohun alumọni pupọ.
2.Wafer igbaradi
Semikondokito wafers ti wa ni ge lati olopobobo semikondokito ohun elo. Ohun elo semikondokito yii ni a pe ni ọpá gara, eyiti o dagba lati bulọọki nla ti polycrystalline ati awọn ohun elo inu inu ti ko ni ṣiṣi.
Yipada bulọọki polycrystalline sinu okuta kan nla kan ati fifun ni iṣalaye gara ti o pe ati iye ti o yẹ fun iru N-type tabi P-type doping ni a pe ni idagbasoke gara.
Awọn imọ-ẹrọ ti o wọpọ julọ fun iṣelọpọ awọn ohun alumọni ohun alumọni kan ṣoṣo fun igbaradi wafer silikoni jẹ ọna Czochralski ati ọna yo agbegbe.
2.1 Czochralski ọna ati Czochralski nikan gara ileru
Ọna Czochralski (CZ), ti a tun mọ si ọna Czochralski (CZ), tọka si ilana ti yiyipada omi ohun alumọni semikondokito didà sinu awọn ohun alumọni ohun alumọni ẹyọkan ti o lagbara pẹlu iṣalaye gara to pe ati doped sinu N-type tabi P- iru.
Lọwọlọwọ, diẹ sii ju 85% ti ohun alumọni gara kan ṣoṣo ti dagba ni lilo ọna Czochralski.
Czochralski ileru gara kan n tọka si ohun elo ilana kan ti o yo awọn ohun elo polysilicon mimọ-giga sinu omi nipasẹ alapapo ni igbale giga ti o ni pipade tabi gaasi toje (tabi gaasi inert) agbegbe aabo, ati lẹhinna tun ṣe atunbere wọn lati ṣe awọn ohun elo ohun alumọni mọto kan pẹlu ita kan pato. awọn iwọn.
Ilana iṣiṣẹ ti ileru gara ẹyọkan jẹ ilana ti ara ti ohun elo ohun alumọni polycrystalline recrystalizing sinu ohun elo ohun alumọni mọto ẹyọkan ni ipo omi kan.
CZ ileru gara nikan ni a le pin si awọn ẹya mẹrin: ara ileru, eto gbigbe ẹrọ, alapapo ati eto iṣakoso iwọn otutu, ati eto gbigbe gaasi.
Ara ileru naa pẹlu iho ileru kan, ipo kristali irugbin kan, crucible quartz kan, ṣibi doping kan, ideri kristali irugbin, ati ferese akiyesi.
Iho ileru ni lati rii daju pe iwọn otutu ti o wa ninu ileru ti pin kaakiri ati pe o le tu ooru kuro daradara; a lo ọpa irugbin gara lati wakọ kirisita irugbin lati gbe soke ati isalẹ ati yiyi; awọn aimọ ti o nilo lati jẹ doped ni a gbe sinu sibi doping;
Ideri kirisita irugbin ni lati daabobo kristali irugbin lati idoti. Eto gbigbe ẹrọ jẹ lilo ni akọkọ lati ṣakoso iṣipopada ti kristali irugbin ati crucible.
Lati rii daju pe ojutu ohun alumọni ko ni oxidized, iwọn igbale ninu ileru ni a nilo lati ga pupọ, ni gbogbogbo ni isalẹ 5 Torr, ati mimọ ti gaasi inert ti a ṣafikun gbọdọ jẹ loke 99.9999%.
Ẹyọ kan ti ohun alumọni gara ẹyọkan pẹlu iṣalaye gara ti o fẹ ni a lo bi kristali irugbin lati dagba ingot silikoni, ati ingot silikoni ti o dagba dabi ajọra ti kristali irugbin.
Awọn ipo ti o wa ni wiwo laarin ohun alumọni didà ati irugbin kristali ohun alumọni kan ṣoṣo nilo lati ṣakoso ni deede. Awọn ipo wọnyi rii daju pe iyẹfun tinrin ti ohun alumọni le ṣe deede ṣe deede ọna ti kristali irugbin ati nikẹhin dagba sinu ingot ohun alumọni gara ẹyọkan nla kan.
2.2 Zone yo Ọna ati Zone yo Single Crystal Furnace
Ọna agbegbe lilefoofo (FZ) ṣe agbejade awọn ingots ohun alumọni mọto pẹlu akoonu atẹgun kekere pupọ. Ọna agbegbe lilefoofo ti ni idagbasoke ni awọn ọdun 1950 ati pe o le ṣe agbejade ohun alumọni mọto ẹyọkan ti o mọ julọ titi di oni.
Ibi gbigbo ileru gara nikan n tọka si ileru ti o lo ilana ti yo agbegbe lati ṣe agbejade agbegbe yokuro dín ninu ọpá polycrystalline nipasẹ iwọn otutu ti o ga ju agbegbe pipade ti ileru ọpá polycrystalline ni igbale giga tabi gaasi tube quartz toje ayika Idaabobo.
Ohun elo ilana ti o n gbe ọpá polycrystalline tabi ara alapapo ileru lati gbe agbegbe yo ati ki o di gigirisi ni kẹrẹkẹrẹ sinu ọpá gara kan kan.
Iwa ti ngbaradi awọn ọpá gara-ẹyọkan nipasẹ ọna yo agbegbe ni pe mimọ ti awọn ọpa polycrystalline le ni ilọsiwaju ninu ilana ti crystallization sinu awọn ọpa garawa kan, ati idagbasoke doping ti awọn ohun elo ọpa jẹ aṣọ diẹ sii.
Awọn iru ti agbegbe yo nikan gara ileru le ti wa ni pin si meji orisi: lilefoofo ibi yo nikan gara ileru ti o gbekele lori dada ẹdọfu ati petele yo nikan gara ileru. Ni awọn ohun elo to wulo, agbegbe yo awọn ileru kristali ẹyọkan ni gbogbogbo gba yo agbegbe lilefoofo.
Ibile gbigbo gara nikan ti agbegbe le mura ohun alumọni kirisita kekere-mimọ giga laisi iwulo fun crucible kan. O ti wa ni o kun lo lati mura ga-resistivity (> 20kΩ · cm) nikan gara ohun alumọni ati ki o wẹ agbegbe yo ohun alumọni. Awọn ọja wọnyi ni a lo ni pataki ni iṣelọpọ awọn ẹrọ agbara ọtọtọ.
Ileru ileru ti o yo agbegbe kan ni iyẹwu ileru kan, ọpa oke ati ọpa isalẹ (apakan gbigbe ẹrọ), gige ọpa gara, chuck irugbin kan, okun alapapo (olupilẹṣẹ igbohunsafẹfẹ giga), awọn ebute gaasi (ibudo igbale, gaasi agbawole, oke gaasi iṣan), ati be be lo.
Ninu eto iyẹwu ileru, omi itutu agbaiye ti ṣeto. Ipari isalẹ ti ọpa oke ti ileru gara kan jẹ chuck opa gara, eyiti a lo lati di ọpa polycrystalline; Ipari oke ti ọpa isalẹ jẹ chuck irugbin gara, eyiti o lo lati di awọn gara irugbin.
Ipese agbara-igbohunsafẹfẹ giga ti pese si okun alapapo, ati agbegbe yo ti o dín ni a ṣẹda ninu ọpa polycrystalline ti o bẹrẹ lati opin isalẹ. Ni akoko kanna, awọn aake oke ati isalẹ n yi ati sọkalẹ, ki agbegbe yo ti wa ni crystallized sinu okuta momọ kan.
Awọn anfani ti agbegbe ti o yo ileru gara nikan ni pe ko le mu imudara mimọ ti kristali ẹyọkan ti a pese silẹ nikan, ṣugbọn tun jẹ ki idagbasoke ọpá doping jẹ aṣọ diẹ sii, ati ọpá gara kan le di mimọ nipasẹ awọn ilana pupọ.
Awọn aila-nfani ti agbegbe yo ileru gara nikan jẹ awọn idiyele ilana giga ati iwọn ila opin kekere ti kristali ẹyọkan ti a pese silẹ. Lọwọlọwọ, iwọn ila opin ti o pọju ti kirisita ẹyọkan ti o le ṣetan jẹ 200mm.
Iwoye giga ti agbegbe yo ohun elo ileru gara kan jẹ giga ga, ati ọpọlọ ti awọn àáké oke ati isalẹ jẹ gigun, nitorinaa gun awọn ọpa gara nikan le dagba.
3. Wafer processing ati ẹrọ itanna
Ọpa gara nilo lati lọ nipasẹ awọn ilana lọpọlọpọ lati ṣe agbekalẹ sobusitireti ohun alumọni ti o pade awọn ibeere ti iṣelọpọ semikondokito, eyun wafer. Ilana ipilẹ ti sisẹ jẹ:
Tumbling, gige, slicing, wafer annealing, chamfering, lilọ, didan, ninu ati apoti, ati be be lo.
3.1 Wafer Annealing
Ninu ilana ti iṣelọpọ silikoni polycrystalline ati ohun alumọni Czochralski, ohun alumọni gara kan ṣoṣo ni atẹgun. Ni iwọn otutu kan, atẹgun ti o wa ninu ohun alumọni kirisita kan yoo fun awọn elekitironi, ati pe atẹgun yoo yipada si awọn oluranlọwọ atẹgun. Awọn elekitironi wọnyi yoo darapọ pẹlu awọn idoti ninu wafer ohun alumọni ati ni ipa lori resistivity ti ohun alumọni wafer.
Annealing ileru: ntokasi si ileru ti o gbe iwọn otutu soke ninu ileru si 1000-1200 ° C ni hydrogen tabi argon ayika. Nipa mimu ki o gbona ati itutu agbaiye, atẹgun ti o wa nitosi aaye ti wafer silikoni didan ti wa ni iyipada ati yọ kuro lati inu oju rẹ, nfa atẹgun lati ṣaju ati Layer.
Awọn ohun elo ilana ti o tu awọn abawọn micro lori dada ti awọn wafer ohun alumọni, dinku iye awọn aimọ ti o wa nitosi oju awọn wafer silikoni, dinku awọn abawọn, ati awọn fọọmu agbegbe ti o mọ ni oju ti awọn wafer silikoni.
Ileru ti o npa ni a tun pe ni ileru ti o ga julọ nitori iwọn otutu ti o ga. Ile-iṣẹ naa tun pe ilana imunmi ohun alumọni wafer.
Ileru annealing Silicon wafer ti pin si:
- Petele annealing ileru;
- Inaro annealing ileru;
-Dekun annealing ileru.
Iyatọ akọkọ laarin ileru idamu petele ati ileru idamu inaro ni itọsọna ifilelẹ ti iyẹwu ifa.
Iyẹwu ifaseyin ti ileru annealing petele ti wa ni tito, ati ipele ti awọn wafers ohun alumọni ni a le kojọpọ sinu iyẹwu ifaseyin ti ileru annealing fun didanu ni akoko kanna. Akoko ifarabalẹ jẹ igbagbogbo iṣẹju 20 si 30, ṣugbọn iyẹwu ifayan nilo akoko alapapo to gun lati de iwọn otutu ti o nilo nipasẹ ilana annealing.
Awọn ilana ti inaro annealing ileru tun gba awọn ọna ti nigbakanna ikojọpọ a ipele ti ohun alumọni wafers sinu lenu iyẹwu ti awọn annealing ileru fun annealing itọju. Iyẹwu ifaseyin ni ipilẹ eto inaro, eyiti ngbanilaaye awọn wafer silikoni lati gbe sinu ọkọ oju omi quartz ni ipo petele kan.
Ni akoko kanna, niwọn igba ti ọkọ oju-omi kuotisi le yipo ni apapọ ni iyẹwu ifa, iwọn otutu annealing ti iyẹwu ifura jẹ aṣọ, pinpin iwọn otutu lori wafer ohun alumọni jẹ aṣọ, ati pe o ni awọn abuda isokan annealing ti o dara julọ. Bibẹẹkọ, iye owo ilana ti ileru annealing inaro jẹ ti o ga ju ti ileru annealing petele.
Ileru annealing ti o yara yara nlo atupa halogen tungsten lati gbona wafer silikoni taara, eyiti o le ṣaṣeyọri alapapo iyara tabi itutu agbaiye ni iwọn jakejado ti 1 si 250°C/s. Iwọn alapapo tabi itutu agba yara yara ju ti ileru annealing ibile lọ. Yoo gba to iṣẹju-aaya diẹ lati mu iwọn otutu iyẹwu ifaseyin si loke 1100°C.
—————————————————————————————————————————————————————— ——
Semicera le peselẹẹdi awọn ẹya ara,asọ / kosemi ro,ohun alumọni carbide awọn ẹya ara, CVD ohun alumọni carbide awọn ẹya ara, atiSiC / TaC ti a bo awọn ẹya arapẹlu ilana semikondokito ni kikun ni awọn ọjọ 30.
Ti o ba nifẹ si awọn ọja semikondokito loke, jọwọ ma ṣe ṣiyemeji lati kan si wa ni igba akọkọ.
Tẹli: + 86-13373889683
WhatsAPP: + 86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-26-2024