集成電路工程之----硅片制備

主講人：楊會(huì)山學(xué)號(hào)/p>

本次研究目的：研究硅片的制備過程，即沙子

硅片包括：硅的提純單晶硅生長(zhǎng)硅片制備2

以下是訂購(gòu)硅晶圓時(shí)，所需說明的規(guī)格：項(xiàng)目說明

晶面

{100}、{111}、

{110}

±

1o

外徑(吋)6812

厚度(微米)300~450450~600550~650600~750(±25)

雜質(zhì)

p型、n型

阻值(Ω-cm)0.01

(低阻值)

~

100

(高阻值)

制作方式

CZ、FZ

(高阻值)

拋光面單面、雙面

平坦度(埃)300

~

3,0003§1硅的提純半導(dǎo)體級(jí)硅（SGS）或電子級(jí)硅：用來做硅片的高純硅被稱為半導(dǎo)體級(jí)硅（SGS）或電子級(jí)硅。純度：99.9999999%4硅的提純過程1.用碳加熱硅石制備冶金級(jí)硅（MGS）2.通過化學(xué)反應(yīng)將冶金級(jí)硅提純生成三氯硅烷3.利用西門子法，通過三氯硅烷和氫氣反應(yīng)來生產(chǎn)半導(dǎo)體級(jí)硅（SGS）5§2單晶硅生長(zhǎng)目前主要有兩種不同的生長(zhǎng)方法：直拉法（CZ法）區(qū)熔法

6

直拉法（CZ法）85%的單晶都是通過直拉法生長(zhǎng)的。（優(yōu)點(diǎn)：工藝成熟，能較好地拉制低位錯(cuò)、大直徑的硅單晶。缺點(diǎn)：是難以避免來自石英坩堝和加熱裝置的雜質(zhì)污染。）應(yīng)用：生長(zhǎng)大直徑低電阻率的硅單晶。7單晶拉制過程1.清潔處理----爐膛、多晶硅、籽晶、摻雜劑、坩堝等等2.裝爐----裝多晶硅、摻雜劑3.抽真空4.回充保護(hù)性氣體5.加熱融化----15000C左右6.單晶拉制7.關(guān)爐降溫8單晶生長(zhǎng)的過程：（1）下種（2）縮頸；（3）放肩；（4）等頸生長(zhǎng)；（5）收尾。

9

單晶錠10§3硅片制備

硅片制備是指將單晶棒經(jīng)過切片、磨片、拋光等一系列的工序加工成用來做芯片的薄片。

11晶園(Wafer)

晶棒成長(zhǎng)切片(Slicing)研磨(Lapping)

清洗(Cleaning)拋光(Polishing)檢查(Inspection)

12硅片制備流程一.整型處理二.切片三.磨片和倒角四.腐蝕五.拋光六.清洗七.硅片評(píng)估八.包裝13一.整型處理

包括切片之前對(duì)單晶錠的所有準(zhǔn)備步驟：1.去掉兩端2.徑向研磨3.硅片定位邊或定位槽

兩端去除徑向研磨定位面研磨14定位邊定位槽15二.切片

200mm的硅片用用有金剛石涂層的內(nèi)園切割機(jī)把晶片從晶體上切下來；300mm的硅片用線鋸切割。16內(nèi)園與線切割機(jī)17三.磨片和倒角磨片----是一個(gè)傳統(tǒng)的磨料研磨工藝，對(duì)硅片進(jìn)行雙面機(jī)械磨片以去除切片時(shí)留下的損傷，以達(dá)到硅片兩面高度的平行及平坦。用墊片和帶有磨料的漿料利用旋轉(zhuǎn)的壓力來完成----機(jī)械作用。18倒角

----邊緣拋光休整，使硅片邊緣獲得光滑的半徑周線。為解決硅片邊緣碎裂所引起的表面質(zhì)量下降，以及光刻涂膠和外延的邊緣凸起等問題的邊緣弧形工藝。普遍采用的是用倒角機(jī)以成型的砂輪磨削硅片邊緣，直到硅片邊緣形狀與輪的形狀一致為止。19四.

刻蝕（腐蝕）目的是除去切磨后硅片表面的損傷層和沾污層，改善表面質(zhì)量和提高表面平整度?；瘜W(xué)方法；腐蝕20微米的硅；20

五.拋光

普通的磨片完成過后硅片表面還有一個(gè)薄層的表面缺陷。拋光的目的是使硅片表面真正達(dá)到高度平整、光潔如鏡的理想表面。機(jī)械作用+化學(xué)作用。21拋光設(shè)備

22拋光后硅片

23六.清洗七.硅片評(píng)估

24

八.包裝25參考文獻(xiàn)【1】：QuirkM,SerdaJ.Semiconductormanufacturi