Monokrystallinske siliciumskiverer tynde skiver lavet af monokrystallinsk siliciummateriale med høj renhed. De er afgørende produkter i moderne højteknologiske industrier, der spiller en uerstattelig rolle inden for felter som solcellefotovoltaik, halvledere og elektroniske komponenter. Med den kontinuerlige fremme af teknologi og den stigende efterspørgsel efter vedvarende energi har fremstillingsprocessen for monokrystallinske siliciumskiver fået betydelig opmærksomhed. Hvert trin i processen, fra udvælgelsen af råvarer til vækst af monokrystallinske siliciumindhold og til sidst til skæring, affasning, slibning og polering, påvirker direkte kvaliteten og ydeevnen af siliciumskiver. Som producent af monokrystallinske siliciumskiver i elektronisk kvalitet har vi organiseret den komplette fremstillingsproces for monokrystallinske siliciumskiver i denne artikel for at belyse de tekniske detaljer og kernepunkter.
Trin 1: Rensning af råmateriale
Det første trin i fremstilling af enkeltkrystallsiliciumskiver er oprensningsprocessen. Først behandles den industrielle silicium, der er ekstraheret fra siliciummalm, gennem fysiske og kemiske metoder, der skal omdannes til trichlorosilan eller siliciumtetrachlorid. Derefter bruges Siemens -metoden eller kemiske oprensningsmetoder til at rense silicium til den elektroniske kvalitet. Renheden af den høje renhed Polysilicon skal nå over 99.999999999%.
Trin 2: Enkelt - krystalvækst
Enkelt -krystalvækstmetoder er opdelt i Czochralski -metoden (CZ), floatzone -metoden (FZ) og Magnetic Czochralski -metoden (MCZ, som er udviklet baseret på CZ -metoden).
Czochralski -metoden (CZ -metoden) involverer at placere råmaterialet, polysiliconblokke, i en kvarts digel, opvarme og smelte dem i en enkelt krystalovn. Derefter er en stang - formet frøkrystall med en diameter på kun 10 mm (benævnt "frø") nedsænket i den smeltede væske. Derefter trækkes en enkelt - krystal siliciumstang gennem ovnprocesstyring langsomt ud.
Float Zone -metoden (FZ) er en teknik til dyrkning af enkeltkrystaller ved at kontrollere temperaturgradienten for at bevæge materialet gennem en smal smeltet zone. Dets grundlæggende princip er at bruge termisk energi til at skabe en smeltet zone i den ene ende af en polysilicon -ingot, svejs en enkelt - krystalkrystall (frø) og derefter ved at justere temperaturen langsomt bevæge den smeltede zone op for at dyrke en enkelt krystalsiliconing med den samme krystalorientering som frøkrystallen.
MCZ (Magnetic Czochralski) -metoden tilføjer et magnetfelt baseret på CZ (Czochralski) -metoden. Den enkelt -krystalsiliciumindgang produceret ved MCZ -metoden har bedre resistivitetsuniformitet og lavere iltindhold sammenlignet med dem, der er dyrket ved CZ -metoden.
De tre forskellige metoder har hver deres egne egenskaber. I øjeblikket er CZ -metoden den mest anvendte til dyrkning af enkeltkrystaller, og dens teknologi er den mest modne. Det kan producere halvleder - klasse enkelt - krystalsiliciumstænger med en diameter på 12 tommer.
MCZ -metoden tilføjer et magnetfelt på basis af CZ -metoden. Til produktion af nogle elektroniske komponenter kræves en enkelt krystal med høj kvalitet med lavt iltindhold og god resistivitetsuniformitet for at øge udbyttehastigheden.
FZ -metoden har høj renhed og kan bruges til at producere iboende siliciumindhold. Resistiviteten af siliciumindholdet produceret ved denne metode er generelt høj. I øjeblikket er den maksimale størrelse, der kan opnås, 8 tommer.
Trin 3: Silicium Ingots -behandling
Overfladen af brøndens dyrkede monokrystallsilicium inogt er ujævn, og diametre varierer lidt.
På dette tidspunkt er vi nødt til at afskære både hovedet og halen og kun forlade den midterste hoveddel.
Derefter skal den midterste del sættes i en kværne for at polere overfladen af siliciumindgangen, hvilket gør hele overfladen af ingoterne glatte og diameteruniformen.
Efter slibning skal der i henhold til kundens krav foretages et fladt eller et hak. Generelt fremstilles lejligheden eller hakket i overensstemmelse med de semi -standarder.
Trin 4: Skæring, kant afrundet og sprang
Fix den jordede siliciumindgang i en skiver. Generelt bruges diamanttrådskæring. Klip siliciumindholdet i siliciumskiver med forskellige tykkelser i henhold til kundens krav til skivtykkelse.
Kanterne på de skiver skiver er meget skarpe. Silicon i sig selv er et sprødt materiale og tilbøjeligt til brud. Derfor vil der sandsynligvis forekomme chips i kanterne af siliciumskiver, hvilket ikke er befordrende for deres anvendelse og efterfølgende behandling. Desuden vil overfladen af de skiver skiver have trådmærker og overfladeskader, langt ikke opfylder kravene til siliciumskivematerialer til elektroniske komponenter.
På dette tidspunkt skal kantafsk affasning og slibning udføres på de afskårne siliciumskiver for at undgå chips og brud.
Gennem kanten afrundes danner kanten og overfladen af siliciumskiven en bue (vinklen er generelt 11 grader eller 22 grader), hvilket gør kanten mindre skarp og mindre tilbøjelig til at skære. Lapping er en sekundær behandling af siliciumskivens overflade, der gør overfladen glattere og fladere. Det er også et vigtigt trin til efterfølgende ætsning og polering. Lappede siliciumskiver kan også bruges i elektroniske enheder, såsom TV'er (kortvarige spændingsundertrykkere), dioder og trioder.
Trin 5: ætset og poloshed
Dernæst udføres en yderligere behandling af siliciumskivens overflade.
Ætsning: Gennem ætsning kan den lette skade på siliciumskivens overflade forårsaget af de tidligere processer reduceres. Efter ætsning undlader siliciumskiven imidlertid stadig ikke overfladekravene for ICS (integrerede kredsløb) eller effektanordninger, da der stadig er let ujævnhed på overfladen, hvilket vil forårsage defekter i den efterfølgende chipproduktion.
På dette tidspunkt har Silicon Wafer -overfladen brug for yderligere behandling, nemlig kemisk - mekanisk polering (CMP). Efter polering kan overfladen bruges til efterfølgende processer såsom epitaxy (EPI) og tynd filmbelægning på siliciumskiven uden stabling af fejl. Polerede siliciumskiver er vigtige substratmaterialer til chipfremstilling, produktion af strømenhed osv.
Trin 6: Ren, inspektion og pakning
De polerede siliciumskiver skal rengøres i en fuldautomatisk rengøringsenhed og derefter tørres. På dette tidspunkt er overfladen af siliciumskiverne allerede meget ren, med ekstremt få og små partikler på den. Partiklerne kunne nå 0. 3um<10 per wafers, or 0.2um<20 per wafers, or 0.12um<30.
Efter tørring udføres forskellige tests på siliciumskiver, hovedsageligt med fokus på inspektion af overfladefejl, herunder TTV (total tykkelse variation), varp, bue, fladhed, tykkelse, overflademetalforurening og detektion af partikelantal. De elektriske og geometriske egenskaber såvel som ilt- og kulstofindholdet i siliciumskiver er blevet testet i de foregående trin.
Så kommer emballageprocessen. Normalt er de kvalificerede skiver pakket i vakuumkassetter med 25 skiver i hver kassette. For at undgå genforurening skal emballagen udføres i et rent rum med et renhedsniveau på klasse 100 eller højere.
Konklusion
Fremstillingsprocessen forEnkeltkrystallsiliciumskiverer en kompleks og meget præcis procedure, der ikke kun kræver avanceret teknologisk støtte, men også er afhængig af streng kvalitetskontrol. Fra råmateriale til det endelige produkt kan optimering af hvert trin skabe større værdi for applikationer i forskellige brancher.
Hvis du leder efter en højkvalitets-krystal silicium wafer leverandør eller har yderligere krav til flere teknologier, er du velkommen til atKontakt Ruyuan.Vi giver dig professionelle branche -løsninger!