וואַפערס זענען די הויפּט רוי מאַטעריאַלס פֿאַר די פּראָדוקציע פון ינאַגרייטיד סערקאַץ, דיסקרעטע סעמיקאַנדאַקטער דעוויסעס און מאַכט דעוויסעס. מער ווי 90% פון ינאַגרייטיד סערקאַץ זענען געמאכט אויף הויך-ריינקייַט, הויך-קוואַליטעט ווייפערז.
ווייפער צוגרייטונג ויסריכט רעפערס צו דער פּראָצעס פון מאכן ריין פּאָליקריסטאַללינע סיליציום מאַטעריאַלס אין סיליציום איין קריסטאַל רוט מאַטעריאַלס פון אַ זיכער דיאַמעטער און לענג, און דערנאָך אונטערטעניק די סיליציום איין קריסטאַל רוט מאַטעריאַלס צו אַ סעריע פון מעטשאַניקאַל פּראַסעסינג, כעמישער באַהאַנדלונג און אנדערע פּראַסעסאַז.
ויסריכט וואָס מאַניאַפאַקטשערז סיליציום ווייפערז אָדער עפּיטאַקסיאַל סיליציום ווייפערז וואָס טרעפן זיכער דזשיאַמעטריק אַקיעראַסי און ייבערפלאַך קוואַליטעט רעקווירעמענץ און גיט די פארלאנגט סיליציום סאַבסטרייט פֿאַר שפּאָן מאַנופאַקטורינג.
די טיפּיש פּראָצעס לויפן פֿאַר פּריפּערינג סיליציום ווייפערז מיט אַ דיאַמעטער פון ווייניקער ווי 200 מם איז:
איין קריסטאַל גראָוט → טראַנגקיישאַן → ויסווייניקסט דיאַמעטער ראָולינג → סלייסינג → טשאַמפערינג → גרינדינג → עטשינג → געטער → פּאַלישינג → רייניקונג → עפּיטאַקסי → פּאַקקאַגינג, עטק.
דער הויפּט פּראָצעס לויפן פֿאַר פּריפּערינג סיליציום ווייפערז מיט אַ דיאַמעטער פון 300 מם איז ווי גייט:
איין קריסטאַל גראָוט → טראַנגקיישאַן → ויסווייניקסט דיאַמעטער ראָולינג → סלייסינג → טשאַמפערינג → ייבערפלאַך גרינדינג → עטשינג → ברעג פּאַלישינג → טאָפּל-סיידאַד פּאַלישינג → איין-סיידאַד פּאַלישינג → לעצט רייניקונג → עפּיטאַקסי / אַנילינג → פּאַקקאַגינג, עטק.
1.סיליקאָן מאַטעריאַל
סיליציום איז א האלב קאנדוקטאר מאטריאל ווייל עס האט 4 וואַלענס עלעקטראנען און איז אין גרופע IVA פון דער פעריאדישער טיש צוזאמען מיט אנדערע עלעמענטן.
די נומער פון וואַלענס עלעקטראָנס אין סיליציום שטעלן עס רעכט צווישן אַ גוט אָנפירער (1 וואַלענס עלעקטראָן) און אַן ינסאַלייטער (8 וואַלענס עלעקטראָנס).
ריין סיליציום איז נישט געפונען אין נאַטור און מוזן זיין יקסטראַקטיד און פּיוראַפייד צו מאַכן עס ריין גענוג פֿאַר מאַנופאַקטורינג. עס איז יוזשאַוואַלי געפֿונען אין סילאַקאַ (סיליציום אַקסייד אָדער סיאָ 2) און אנדערע סיליקאַטעס.
אנדערע פארמען פון סיאָ 2 אַרייַננעמען גלאז, בלאַס קריסטאַל, קוואַרץ, אַגאַט און קאַץ אויג.
דער ערשטער מאַטעריאַל געניצט ווי אַ האַלב-קאָנדוקטאָר איז געווען גערמאַניום אין די 1940 ס און פרי 1950 ס, אָבער עס איז געשווינד ריפּלייסט דורך סיליציום.
סיליציום איז אויסדערוויילט ווי די הויפּט סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַל פֿאַר פיר הויפּט סיבות:
שעפע פון סיליקאָן מאַטעריאַלס: סיליציום איז דער צווייט מערסט שעפעדיקער עלעמענט אויף דער ערד, און באשטייט פאר 25% פון דער ערד'ס סקאָרינקע.
די העכער מעלטינג פונט פון סיליציום מאַטעריאַל אַלאַוז אַ ברייט פּראָצעס טאָלעראַנץ: די מעלטינג פונט פון סיליציום ביי 1412°C איז פיל העכער ווי די מעלטינג פונט פון גערמאַניום ביי 937°C. די העכער מעלטינג פונט אַלאַוז סיליציום צו וויטסטאַנד הויך-טעמפּעראַטור פּראַסעסאַז.
סיליציום מאַטעריאַלס האָבן אַ ברייט אַפּערייטינג טעמפּעראַטור קייט;
נאַטירלעך וווּקס פון סיליציום אַקסייד (SiO2): SiO2 איז אַ הויך-קוואַליטעט, סטאַביל עלעקטריקאַל ינסאַלייטינג מאַטעריאַל און אקטן ווי אַ ויסגעצייכנט כעמישער שלאַבאַן צו באַשיצן סיליציום פון פונדרויסנדיק קאַנטאַמאַניישאַן. עלעקטריקאַל פעסטקייַט איז וויכטיק צו ויסמיידן ליקאַדזש צווישן שכייניש קאָנדוקטאָרס אין ינאַגרייטיד סערקאַץ. די פיייקייט צו וואַקסן סטאַביל דין לייַערס פון SiO2 מאַטעריאַל איז פונדאַמענטאַל פֿאַר די פּראָדוצירן פון הויך-פאָרשטעלונג מעטאַל-אַקסייד סעמיקאַנדאַקטער (MOS-FET) דעוויסעס. SiO2 האט ענלעך מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס צו סיליציום, אַלאַוינג הויך-טעמפּעראַטור פּראַסעסינג אָן יבעריק סיליציום ווייפער וואָרפּינג.
2.ווייפער צוגרייטונג
סעמיקאַנדאַקטער ווייפערז זענען שנייַדן פון פאַרנעם סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַלס. דער סעמיקאָנדוקטאָר מאַטעריאַל איז גערופן אַ קריסטאַל רוט, וואָס איז דערוואַקסן פון אַ גרויס בלאָק פון פּאָליקריסטאַללינע און אַנדאָפּעד ינטרינסיק מאַטעריאַל.
יבערמאַכן אַ פּאָליקריסטאַללינע בלאָק אין אַ גרויס איין קריסטאַל און געבן עס די ריכטיק קריסטאַל אָריענטירונג און צונעמען סומע פון N-טיפּ אָדער P-טיפּ דאָפּינג איז גערופן קריסטאַל גראָוט.
די מערסט פּראָסט טעקנאַלאַדזשיז פֿאַר פּראַדוסינג איין קריסטאַל סיליציום ינגגאַץ פֿאַר סיליציום ווייפער צוגרייטונג זענען די Czochralski אופֿן און די זאָנע מעלטינג אופֿן.
2.1 Czochralski אופֿן און Czochralski איין קריסטאַל אויוון
די Czochralski (CZ) אופֿן, אויך באקאנט ווי די Czochralski (CZ) אופֿן, רעפערס צו דעם פּראָצעס פון קאַנווערטינג מאָולטאַן סעמיקאַנדאַקטער-מיינונג סיליציום פליסיק אין האַרט איין-קריסטאַל סיליציום ינגגאַץ מיט די ריכטיק קריסטאַל אָריענטירונג און דאָפּט אין N-טיפּ אָדער P- טיפּ.
דערווייַל, מער ווי 85% פון איין קריסטאַל סיליציום איז דערוואַקסן מיט די Czochralski אופֿן.
א Czochralski איין קריסטאַל אויוון רעפערס צו אַ פּראָצעס ויסריכט וואָס מעלץ הויך-ריינקייַט פּאָליסיליקאָן מאַטעריאַלס אין פליסיק דורך באַהיצונג אין אַ פֿאַרמאַכט הויך וואַקוום אָדער זעלטן גאַז (אָדער ינערט גאַז) שוץ סוויווע, און דעמאָלט רעקריסטאַלליזיז זיי צו פאָרעם איין קריסטאַל סיליציום מאַטעריאַלס מיט זיכער פונדרויסנדיק מאַטעריאַלס. דימענשאַנז.
דער אַרבעט פּרינציפּ פון די איין קריסטאַל אויוון איז דער גשמיות פּראָצעס פון פּאָליקריסטאַללינע סיליציום מאַטעריאַל רעקריסטאַלליזינג אין איין קריסטאַל סיליציום מאַטעריאַל אין אַ פליסיק שטאַט.
די CZ איין קריסטאַל אויוון קענען זיין צעטיילט אין פיר טיילן: אויוון גוף, מעטשאַניקאַל טראַנסמיסיע סיסטעם, באַהיצונג און טעמפּעראַטור קאָנטראָל סיסטעם, און גאַז טראַנסמיסיע סיסטעם.
דער אויוון גוף כולל אַ אויוון קאַוואַטי, אַ זוימען קריסטאַל אַקס, אַ קוואַרץ קרוסאַבאַל, אַ דאָפּינג לעפל, אַ זוימען קריסטאַל דעקן, און אַן אָבסערוואַציע פֿענצטער.
דער אויוון קאַוואַטי איז צו ענשור אַז די טעמפּעראַטור אין די אויוון איז יוואַנלי פונאנדערגעטיילט און קענען דיסאַפּייט היץ געזונט; די זוימען קריסטאַל שטיל איז געניצט צו פאָר די זוימען קריסטאַל צו מאַך אַרויף און אַראָפּ און דרייען; די ימפּיוראַטיז וואָס דאַרפֿן צו זיין דאַפּט זענען געשטעלט אין די דאָפּינג לעפל;
די זוימען קריסטאַל דעקן איז צו באַשיצן די זוימען קריסטאַל פון קאַנטאַמאַניישאַן. די מעטשאַניקאַל טראַנסמיסיע סיסטעם איז דער הויפּט געניצט צו קאָנטראָלירן די באַוועגונג פון די זוימען קריסטאַל און די קרוסיבלע.
אין סדר צו ענשור אַז די סיליציום לייזונג איז נישט אַקסאַדייזד, די וואַקוום גראַד אין די אויוון איז פארלאנגט צו זיין זייער הויך, בכלל אונטער 5 טאָר, און די ריינקייַט פון די צוגעגעבן ינערט גאַז מוזן זיין העכער 99.9999%.
א שטיק פון איין קריסטאַל סיליציום מיט דער געוואלט קריסטאַל אָריענטירונג איז געניצט ווי אַ זוימען קריסטאַל צו וואַקסן אַ סיליציום ינגגאַט, און דער דערוואַקסן סיליציום ינגגאַט איז ווי אַ רעפּליקע פון די זוימען קריסטאַל.
די באדינגונגען אין די צובינד צווישן די מאָולטאַן סיליציום און די איין קריסטאַל סיליציום זוימען קריסטאַל דאַרפֿן צו זיין גענוי קאַנטראָולד. די באדינגונגען ינשור אַז די דין שיכטע פון סיליציום קענען אַקיעראַטלי רעפּלאַקייט די סטרוקטור פון די זוימען קריסטאַל און יווענטשאַוואַלי וואַקסן אין אַ גרויס איין קריסטאַל סיליציום ינגגאַט.
2.2 זאָנע מעלטינג מעטאַד און זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל ויוון
די פלאָוט זאָנע אופֿן (FZ) טראגט איין קריסטאַל סיליציום ינגגאַץ מיט זייער נידעריק זויערשטאָף אינהאַלט. די פלאָוט זאָנע אופֿן איז דעוועלאָפּעד אין די 1950 ס און קענען פּראָדוצירן די פּיוראַסט איין קריסטאַל סיליציום ביז איצט.
די זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל אויוון רעפערס צו אַ אויוון וואָס ניצט דעם פּרינציפּ פון זאָנע מעלטינג צו פּראָדוצירן אַ שמאָל מעלטינג זאָנע אין די פּאָליקריסטאַללינע רוט דורך אַ הויך-טעמפּעראַטור שמאָל פֿאַרמאַכט געגנט פון די פּאָליקריסטאַללינע רוט אויוון גוף אין אַ הויך וואַקוום אָדער זעלטן קוואַרץ רער גאַז שוץ סוויווע.
א פּראָצעס ויסריכט וואָס באוועגט אַ פּאָליקריסטאַללינע רוט אָדער אַ אויוון באַהיצונג גוף צו מאַך די מעלטינג זאָנע און ביסלעכווייַז קריסטאַלייז עס אין אַ איין קריסטאַל רוט.
די כאַראַקטעריסטיש פון פּריפּערינג איין קריסטאַל ראַדז דורך זאָנע מעלטינג אופֿן איז אַז די ריינקייַט פון פּאָליקריסטאַללינע ראַדז קענען זיין ימפּרוווד אין דעם פּראָצעס פון קריסטאַלליזאַטיאָן אין איין קריסטאַל ראַדז, און די דאָפּינג וווּקס פון רוט מאַטעריאַלס איז מער מונדיר.
די טייפּס פון זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל פערנאַסאַז קענען זיין צעטיילט אין צוויי טייפּס: פלאָוטינג זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל אויוון וואָס פאַרלאָזנ זיך ייבערפלאַך שפּאַנונג און האָריזאָנטאַל זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל אויוון. אין פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַנז, זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל פערנאַסאַז בכלל אַדאַפּט פלאָוטינג זאָנע מעלטינג.
די זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל אויוון קענען צוגרייטן הויך-ריינקייַט נידעריק-זויערשטאָף איין קריסטאַל סיליציום אָן די נויט פֿאַר אַ קרוסיבלע. עס איז דער הויפּט געניצט צו צוגרייטן איין קריסטאַל סיליציום מיט הויך רעסיסטיוויטי (> 20 קΩ·קם) און רייניקן זאָנע מעלטינג סיליציום. די פּראָדוקטן זענען דער הויפּט געניצט אין דער פּראָדוצירן פון דיסקרעטע מאַכט דעוויסעס.
די זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל אויוון באשטייט פון אַ אויוון קאַמער, אַן אויבערשטער שטיל און אַ נידעריקער שטיל (מעטשאַניקאַל טראַנסמיסיע טייל), אַ קריסטאַל רוט טשאַק, אַ זוימען קריסטאַל טשאַק, אַ באַהיצונג שפּול (הויך אָפטקייַט גענעראַטאָר), גאַז פּאָרץ (וואַקוום פּאָרט, גאַז ינלעט, אויבערשטער גאַז ווענטיל), אאז"ו ו.
אין די אויוון קאַמער סטרוקטור, קאָאָלינג וואַסער סערקיאַליישאַן איז עריינדזשד. דער נידעריקער סוף פון דער אויבערשטער שטיל פון די איין קריסטאַל אויוון איז אַ קריסטאַל רוט טשאַק, וואָס איז געניצט צו קלאַמערן אַ פּאָליקריסטאַללינע רוט; דער שפּיץ סוף פון דער נידעריקער שטיל איז אַ זוימען קריסטאַל טשאַק, וואָס איז געניצט צו קלאַמערן די זוימען קריסטאַל.
א הויך-אָפטקייַט מאַכט צושטעלן איז סאַפּלייד צו די באַהיצונג שפּול, און אַ שמאָל מעלטינג זאָנע איז געשאפן אין די פּאָליקריסטאַללינע רוט סטאַרטינג פון דער נידעריקער סוף. אין דער זעלביקער צייַט, די אויבערשטער און נידעריקער אַקסעס דרייען און אַראָפּגיין, אַזוי אַז די מעלטינג זאָנע איז קריסטאַלייזד אין אַ איין קריסטאַל.
די אַדוואַנטאַגעס פון די זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל אויוון איז אַז עס קענען ניט בלויז פֿאַרבעסערן די ריינקייַט פון די צוגעגרייט איין קריסטאַל, אָבער אויך מאַכן די רוט דאָפּינג וווּקס מער מונדיר, און די איין קריסטאַל רוט קענען זיין פּיוראַפייד דורך קייפל פּראַסעסאַז.
די דיסאַדוואַנטידזשיז פון די זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל אויוון זענען הויך פּראָצעס קאָס און קליין דיאַמעטער פון די צוגעגרייט איין קריסטאַל. דערווייַל, די מאַקסימום דיאַמעטער פון די איין קריסטאַל וואָס קענען זיין צוגעגרייט איז 200 מם.
די קוילעלדיק הייך פון די זאָנע מעלטינג איין קריסטאַל אויוון עקוויפּמענט איז לעפיערעך הויך, און די מאַך פון די אויבערשטער און נידעריקער אַקסעס איז לעפיערעך לאַנג, אַזוי מער איין קריסטאַל ראַדז קענען זיין דערוואַקסן.
3. וואַפער פּראַסעסינג און ויסריכט
דער קריסטאַל רוט דאַרף דורכגיין אַ סעריע פון פּראַסעסאַז צו פאָרעם אַ סיליציום סאַבסטרייט וואָס טרעפן די באדערפענישן פון סעמיקאַנדאַקטער מאַנופאַקטורינג, ניימלי אַ ווייפער. די גרונט פּראָצעס פון פּראַסעסינג איז:
טאַמבלינג, קאַטינג, סלייסינג, ווייפער אַנילינג, טשאַמפערינג, גרינדינג, פּאַלישינג, רייניקונג און פּאַקקאַגינג, אאז"ו ו.
3.1 וואַפער אַנילינג
אין דעם פּראָצעס פון מאַנופאַקטורינג פּאָליקריסטאַללינע סיליציום און Czochralski סיליציום, איין קריסטאַל סיליציום כּולל זויערשטאָף. ביי א געוויסע טעמפעראטור וועט דער זויערשטאף אין דעם איין-קריסטאל-סיליציום שענקען עלעקטראנען, און דער זויערשטאף וועט פארוואנדלט ווערן אין זויערשטאף-מענער. די עלעקטראָנס וועט פאַרבינדן מיט ימפּיוראַטיז אין די סיליציום ווייפער און ווירקן די רעסיסטיוויטי פון די סיליציום ווייפער.
אַנילינג אויוון: רעפערס צו אַ אויוון וואָס רייזאַז די טעמפּעראַטור אין די אויוון צו 1000-1200 ° C אין אַ הידראָגען אָדער אַרגאָן סוויווע. דורך בעכעסקעם וואַרעם און קאָאָלינג, די זויערשטאָף לעבן די ייבערפלאַך פון די פּאַלישט סיליציום ווייפער איז וואַלאַטילייזד און אַוועקגענומען פון זייַן ייבערפלאַך, וואָס קאָזינג די זויערשטאָף צו אָפּזאַץ און שיכטע.
פּראָצעס ויסריכט וואָס דיסאַלווז מיקראָ חסרונות אויף די ייבערפלאַך פון סיליציום ווייפערז, ראַדוסאַז די סומע פון ימפּיוראַטיז לעבן די ייבערפלאַך פון סיליציום ווייפערז, ראַדוסאַז חסרונות און פארמען אַ לעפיערעך ריין שטח אויף די ייבערפלאַך פון סיליציום ווייפערז.
דער גלייכן אויוון ווערט אויך אנגערופן א הויכע טעמפעראטור אויוון צוליב דעם הויכן טעמפעראטור. די ינדאַסטרי אויך רופט די סיליציום ווייפער אַנילינג פּראָצעס געטער.
סיליציום ווייפער אַנילינג אויוון איז צעטיילט אין:
-האָריזאָנטאַל אַנילינג ויוון;
- ווערטיקאַל אַנילינג אויוון;
- גיך אַנילינג אויוון.
דער הויפּט חילוק צווישן אַ האָריזאָנטאַל אַנילינג אויוון און אַ ווערטיקאַל אַנילינג אויוון איז די אויסלייג ריכטונג פון דער אָפּרוף קאַמער.
דער אָפּרוף קאַמער פון די האָריזאָנטאַל אַנילינג אויוון איז כאָריזאַנטאַלי סטראַקטשערד, און אַ פּעקל פון סיליציום ווייפערז קענען זיין לאָודיד אין די אָפּרוף קאַמער פון די אַנילינג אויוון פֿאַר אַנילינג אין דער זעלביקער צייט. די אַנילינג צייט איז יוזשאַוואַלי 20-30 מינוט, אָבער דער אָפּרוף קאַמער דאַרף אַ מער באַהיצונג צייט צו דערגרייכן די טעמפּעראַטור פארלאנגט דורך די אַנילינג פּראָצעס.
דער פּראָצעס פון די ווערטיקאַל אַנילינג אויוון אויך אַדאַפּץ דער אופֿן פון סיימאַלטייניאַסלי לאָודינג אַ פּעקל פון סיליציום ווייפערז אין די אָפּרוף קאַמער פון די אַנילינג אויוון פֿאַר אַנילינג באַהאַנדלונג. דער אָפּרוף קאַמער האט אַ ווערטיקאַל סטרוקטור אויסלייג, וואָס אַלאַוז די סיליציום ווייפערז צו זיין געשטעלט אין אַ קוואַרץ שיפל אין אַ האָריזאָנטאַל שטאַט.
אין דער זעלביקער צייַט, זינט די קוואַרץ שיפל קענען דרייען ווי אַ גאַנץ אין דער אָפּרוף קאַמער, די אַנילינג טעמפּעראַטור פון די אָפּרוף קאַמער איז מונדיר, די טעמפּעראַטור פאַרשפּרייטונג אויף די סיליציום ווייפער איז מונדיר, און עס האט ויסגעצייכנט אַנילינג יונאַפאָרמאַטי קעראַקטעריסטיקס. אָבער, דער פּראָצעס פּרייַז פון די ווערטיקאַל אַנילינג אויוון איז העכער ווי אַז פון די האָריזאָנטאַל אַנילינג אויוון.
דער גיך אַנילינג אויוון ניצט אַ האַלאָגען טאַנגסטאַן לאָמפּ צו גלייַך היץ די סיליציום ווייפער, וואָס קענען דערגרייכן גיך באַהיצונג אָדער קאָאָלינג אין אַ ברייט קייט פון 1 צו 250 ° C / s. די באַהיצונג אָדער קאָאָלינג קורס איז פאַסטער ווי אַז פון אַ טראדיציאנעלן אַנילינג אויוון. עס נעמט בלויז אַ ביסל סעקונדעס צו היץ די אָפּרוף קאַמער טעמפּעראַטור צו העכער 1100 ° C.
———————————————————————————————————————————————— ——
סעמיסעראַ קענען צושטעלןגראַפייט טיילן,ווייך / שטרענג פּעלץ,סיליציום קאַרבידע טיילן, CVD סיליציום קאַרבידע טיילן, אוןסיק / טאַק קאָוטאַד טיילןמיט פול סעמיקאַנדאַקטער פּראָצעס אין 30 טעג.
אויב איר זענט אינטערעסירט אין די אויבן סעמיקאַנדאַקטער פּראָדוקטן, ביטע טאָן ניט קווענקלען צו קאָנטאַקט אונדז אין דער ערשטער מאָל.
תּל: +86-13373889683
ווהאַצאַפּפּ: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
פּאָסטן צייט: אויגוסט 26-2024