Red de conocimientos sobre prescripción popular - Conocimiento del confinamiento - Procesamiento y producción de varillas de silicio y obleas de silicioActualmente, más del 98% de los componentes electrónicos están hechos de silicio monocristalino. Entre ellos, el método Czochralski representa alrededor del 85% y el resto es el método de crecimiento FZ. El silicio monocristalino cultivado mediante el método Czochralski se utiliza para producir componentes de circuitos integrados de baja potencia. El silicio monocristalino cultivado mediante el método FZ se utiliza principalmente en componentes electrónicos de alta potencia. El método CZ se utiliza más ampliamente en la industria de los semiconductores que el método FZ, principalmente porque su alto contenido de oxígeno proporciona ventajas de fortalecimiento de las obleas. Otra razón es que el método Czochralski es más fácil de producir varillas de silicio monocristalino de gran tamaño que el método FZ. En la actualidad, el principal equipo del método Czochralski utilizado principalmente en nuestro país: el horno de crecimiento Czochralski. Los componentes del horno de crecimiento CZ se pueden dividir en cuatro partes (1): Cuerpo del horno: incluye crisol estacional, crisol de grafito, elementos calefactores y aislantes, paredes del horno (2) Varilla de cristal y mecanismo de extracción y rotación del crisol: incluido plato de cristal semilla , Cable de suspensión y elemento giratorio de elevación (3) Control de presión atmosférica: incluye control de flujo de gas, sistema de vacío y sistema de control de válvula de control de presión (4): incluye sensor de detección y sistema de control por computadora. Tecnología de procesamiento: alimentación → fusión → crecimiento por contracción → crecimiento del hombro → crecimiento del mismo diámetro → crecimiento de la cola (1). Adición de materiales: coloque las materias primas de polisilicio y las impurezas en el crisol estacional. El tipo de impurezas depende del tipo N o P de la resistencia. Las impurezas incluyen boro, fósforo, antimonio y arsénico. (2) Fusión: después de agregar la materia prima de polisilicio al crisol estacional, el horno de crecimiento de cristales debe cerrarse y evacuarse, luego llenarse con gas argón de alta pureza para mantenerlo dentro de un cierto rango de presión, y luego se coloca el calentador de grafito. Se enciende y se calienta hasta la temperatura de fusión (1420 ℃), derritiendo las materias primas de polisilicio. (3) Crecimiento del cuello: cuando la temperatura del silicio fundido se estabiliza, el cristal semilla se sumerge lentamente en el silicio fundido. Debido a la tensión térmica cuando el cristal semilla está en contacto con el campo de fusión de silicio, se generan dislocaciones en el cristal semilla, y estas dislocaciones deben eliminarse mediante crecimiento por contracción. El crecimiento del cuello consiste en tirar rápidamente del cristal semilla hacia arriba para reducir el diámetro del cristal semilla crecido a un cierto tamaño (4-6 mm). Debido a que las líneas de dislocación forman un ángulo con el eje de crecimiento, las dislocaciones pueden crecer en la superficie del cristal siempre que el cuello sea lo suficientemente largo, produciendo un cristal sin dislocación. (4) Crecimiento del hombro: después del crecimiento del cuello, se deben reducir la temperatura y la velocidad de extracción para aumentar gradualmente el diámetro del cristal hasta el tamaño requerido. (5) Crecimiento de igual diámetro: después de hacer crecer el cuello y el hombro, ajustando continuamente la velocidad de extracción y la temperatura, el diámetro de la varilla de cristal se puede mantener entre más y menos 2 mm. Esta parte de tamaño se llama parte de igual diámetro. Se toman obleas de silicio monocristalino de la sección de igual diámetro. (6) Crecimiento de la cola: si la varilla de cristal se separa de la superficie del líquido inmediatamente después del crecimiento de la parte de igual diámetro, la fuerza provocará dislocaciones y líneas de deslizamiento en la varilla de cristal. Por lo tanto, para evitar este problema, se debe reducir gradualmente el diámetro de la varilla de cristal hasta que se convierta en una punta afilada y se separe de la superficie del líquido. Este proceso se llama crecimiento de la cola. Levante la varilla de cristal cultivada a la cámara superior del horno para que se enfríe durante un período de tiempo y luego sáquela para completar un ciclo de crecimiento. El flujo de procesamiento de varillas de silicio monocristalino en obleas de silicio monocristalino pulidas: crecimiento de un solo cristal → corte → laminado del diámetro exterior → procesamiento de borde plano o ranura en V → biselado en rodajas → esmerilado y grabado → pulido → limpieza → empaquetado y corte: el propósito es Cortar retire la cabeza y la cola de la varilla de silicio monocristalino y la parte que exceda las especificaciones del cliente, divida la varilla de silicio monocristalino en longitudes que puedan ser procesadas por el equipo de corte y corte piezas de prueba para medir la resistividad y el contenido de oxígeno de la varilla de silicio monocristalino. Equipo de corte: Principales materiales importados para cortar máquinas cortadoras de círculos interiores o exteriores: Rectificado del diámetro exterior de la hoja: Dado que la superficie del diámetro exterior de la varilla de silicio monocristalino es desigual y el diámetro es mayor que el diámetro especificado de la oblea pulida final, el Se puede obtener un rodamiento del diámetro exterior con un diámetro más preciso. Equipo para laminación del diámetro exterior: amoladora de borde plano o procesamiento de ranura en V: se refiere al procesamiento direccional y prescrito, utilizado para bordes planos o silicio monocristalino en forma de V en una dirección de cristalización específica. Equipos de procesamiento: molino y difractómetro de rayos X. Rebanar: se refiere al corte de una varilla de silicio monocristalino en finas obleas con dimensiones geométricas precisas. Equipo de corte: Máquina cortadora interna o máquina cortadora de alambre. Biselado: se refiere al corte de la oblea cortada en forma de arco para evitar el agrietamiento del borde de la oblea y los defectos de la red, y para aumentar la planitud de la capa epitaxial y la capa fotorresistente. Equipo principal de biselado: rectificado con máquina biseladora: el rectificado puede eliminar las marcas de sierra y la capa de daño superficial causado por el corte y las muelas, mejorar efectivamente la curvatura, la planitud y el paralelismo de las obleas de silicio monocristalino, alcanzando especificaciones que se pueden procesar durante el proceso de pulido. Equipo de molienda: Máquina rectificadora (rectificadora de doble cara) Materias primas principales: lechada de molienda (compuesta principalmente de alúmina, arena de cromo y agua) y fluido deslizante. Corrosión: se refiere a la capa de daño formada en la superficie de la oblea debido al estrés del procesamiento después del procesamiento mecánico, como el corte y la molienda. Generalmente se elimina mediante grabado químico. Métodos de corrosión: (a) La corrosión ácida es la más comúnmente utilizada. Las soluciones ácidas de corrosión consisten en ácido nítrico (HNO3), ácido fluorhídrico (HF) y algunos ácidos tampón (CH3COCH, H3PO4).