硅片加工技术

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硅片加工技术

内容简介

《硅片加工技术》在介绍半导体硅的物理、化学和半导体性质的基础上,全面、系统地介绍了满足集成电路芯片工艺特征尺寸线宽0.13~0.10um工艺用优质大直径硅单晶、抛光片以及用于制备硅太阳能电池的硅晶片的制备技术、工艺、设备和相关国内外标准。

《硅片加工技术》可供致力于从事半导体材料硅晶片加工技术工作领域的科技人员、工程技术人员、工人阅读参考,也可供企业管理人员或在校学生和热爱半导体材料硅的各界人士参考。

编辑推荐

目 录

第一篇 基础知识

第1章 概述

第2章 硅的物理、化学及其半导体性质

2.1 硅的基本物理、化学性质

2.2 半导体硅的物理、化学性质

2.2.1 半导体硅的晶体结构

2.2.2 半导体硅的电学性质

2.2.3 半导体硅的光学性质

2.2.4 半导体硅的热学性质

2.2.5 半导体硅的力学性能

2.2.6 半导体硅的化学性质

2.2.7 半导体材料的p-n结特性

第二篇 集成电路用硅晶片的制备

第3章 硅晶片的制备

3.1 对集成电路(IC)用硅单晶、抛光片的技术要求

3.2 半导体材料的纯度

3.3 控制硅片质量的主要特征参数及有关专用技术术语解释

3.3.1 表征硅片加工前的内在质量的特性参数

3.3.2 表征硅片加工后的几何尺寸精度的特性参数

3.3.3 硅片质量控制中几个有关专用技术术语

3.4硅晶片加工的工艺流程

3.5 硅单晶棒(锭)的制备

3.5.1 直拉单晶硅的生长

3.5.2 区熔硅单晶的生长

3.6 硅晶棒(锭)的截断

3.7 硅单晶棒外圆的滚磨(圆)磨削

3.8 硅单晶片定位面加工

3.9 硅单晶棒表面的腐蚀

3.10 硅切片

3.11 硅片倒角

3.12 硅片的双面研磨或硅片的表面磨削

3.13 硅片的化学腐蚀

3.14 硅片的表面处理

3.1

4.1 硅片表面的热处理

3.1

4.2 硅片背表面的增强吸除处理

3.15 硅片的边缘抛光

3.16 硅片的表面抛光

3.16.1 硅片的表面抛光加工工艺

3.16.2 硅片的碱性胶体二氧化硅化学机械抛光原理

3.16.3 硅片的多段加压单面抛光工艺

3.16.4 抛光液

3.16.5 抛光布

3.16.6 硅片表面的粗抛光

3.16.7 硅片表面的细抛光警

3.16.8 硅片表面的最终抛光

3.17 硅片的激光刻码

3.18 硅片的化学清洗

3.18.1 硅片的化学清洗工艺原理

3.18.2 美国RCA清洗技术

3.18.3 新的清洗技术

3.18.4 使用不同清洗系统对抛光片进行清洗

3.18.5 抛光片清洗系统中硅片的脱水、干燥技术

3.19 硅抛光片的洁净包装

3.20 硅片包装盒及硅片的运、载花篮、容器清洗系统3.20.1 硅片包装盒及硅片的运、载花篮、容器清洗系统3.20.2 硅片运、载系统其他相关的工装用具

第4章 其他的硅晶片

4.1 硅外延片

4.1.1 外延的种类

4.1.2 外延的制备方法

4.1.3 化学汽相外延原理

4.1.4 硅外延系统

4.2 硅锗材料

4.3 硅退火片

4.4 绝缘层上的硅

第5章 硅单晶、抛光片的测试

5.1 硅片主要机械加工参数的测量

5.2 硅单晶棒或晶片的晶向测量

5.3 导电类型(导电型号)的测量

5.4 电阻率及载流子浓度的测量

5.5 少子寿命测量

5.6 氧、碳浓度测量

5.7 硅的晶体缺陷测量

5.8 电子显微镜和其他超微量的分析技术

第三篇 太阳能电池产业用硅晶片的制备

第6章 太阳能电池用硅晶片基础知识

6.1 太阳能光电转换原理——光生伏特效应

6.2 太阳能电池晶片的主要技术参数

6.3 太阳能光伏产业用硅系晶体材料

6.3.1 直拉单晶硅棒(锭)

6.3.2 铸造多晶硅(锭)

6.4 晶体硅太阳能电池晶片的结构

第7章 太阳能电池用硅晶片的制备技术

7.1 太阳能电池产业用硅晶片的技术要求

7.2 太阳能电池用硅晶片的加工工艺流程

7.3 太阳电池用的硅晶片的加工过程

7.4 太阳电池用的硅晶片的加工技术

7.5 太阳电池组件装置的生产工艺过程

7.6 太阳能电池的应用

第四篇 半导体硅晶片加工厂的厂务系统要求

第8章 洁净室技术

8.1 洁净室空气洁净度等级及标准

8.2 洁净室在半导体工业中适用范围

8.3 洁净室的设计

8.4 洁净室的维护及管理

第9章 半导体工厂的动力供给系统

9.1 电力供给系统

9.2 超纯水系统

9.2.1 半导体及IC工业对超纯水的技术要求

9.2.2 超纯水的制备

9.3 高纯化学试剂及高纯气体

9.3.1 半导体工业用的高纯化学试剂

9.3.2 高纯气体

9.4 三废(废水、废气、废物)处理系统及相关安全防务系统

参考文献

序 言

当今社会已经进入电子信息时代,微处理芯片的发明彻底改变了世界,微电子、信息技术的水平已被视为一个国家现代化水平高低的重要标志。

单晶硅(Si)材料是半导体工业的基础,在微电子信息(IC)产业和太阳能光伏(PV)产业中,从事半导体硅集成电路和半导体硅晶片加工领域的工程技术人员,都必须深入了解半导体硅材料的基本性质及其加工技术。

随着大规模集成电路技术的不断发展,目前IC技术已迈进了特征尺寸线宽小于45nm的纳米电子时代,对硅单晶、

抛光片加工的技术要求也愈来愈高,其尺寸也将由直径150mm(6in)、直径200mm(8in)向直径300mm(12in)发展。并且随着太阳能光伏产业的迅速发展,对太阳能电池用的硅晶片加工技术也有了新的要求。

国内外虽有一些关于半导体硅单晶的制备、性能和质量控制的研究及相关技术文献报道,但对有关半导体硅单晶抛光片及用于制备太阳能电池硅晶片的加工技术、质量控制等相关技术的综合、系统报道甚少,使得许多从事半导体硅晶片加工领域的工程技术人员,苦于无一综合、有系统的专业书籍以供学习参考之用。

为了满足广大科研、工程技术及企业管理人员的需要,编者已将自己多年来的一些工作体会,以及在国内外看到的

、学习得到的、所积累的有关半导体硅单晶抛光片加工技术方面的知识整理成《硅单晶抛光片的加工技术》一书。并结合太阳能电池用硅晶片的加工技术,对原《硅单晶抛光片的加工技术》一书中的内容进行了增删、重新整理,新编著了本书,以提供给致力于从事半导体硅晶片加工领域的工程技术人员、企业管理人员和在校学生参考,希望能起到抛砖引玉的作用。

本书在内容上采取由浅人深的方式,在介绍半导体硅的物理、化学性质等有关基本知识的同时,结合对微电子信息产业中、满足芯片工艺特征尺寸线宽小于O.13~0.10um IC工艺用优质大直径硅单晶、抛光片的加工工艺、技术及所需的相关工艺设备等进行了全面系统的介绍。同时也对太阳能光伏产业中用于制备太阳能电池的硅晶片加工工艺、技术作了介绍。

本书在编写期间,不少朋友和同事提供了宝贵的意见和资料。书中还介绍了许多国内外著名的半导体行业公司、厂商的产品和相关行业标准,在此一并致谢!

由于编者水平有限,书中不足之处欢迎广大读者批评指正。

原文地址:https://www.360docs.net/doc/6118438127.html,/baike/1690.html

硅片生产工艺流程及注意要点

硅片生产工艺流程及注意要点 简介 硅片的准备过程从硅单晶棒开始,到清洁的抛光片结束,以能够在绝好的环境中使用。期间,从一单晶硅棒到加工成数片能满足特殊要求的硅片要经过很多流程和清洗步骤。除了有许多工艺步骤之外,整个过程几乎都要在无尘的环境中进行。硅片的加工从一相对较脏的环境开始,最终在10级净空房内完成。 工艺过程综述 硅片加工过程包括许多步骤。所有的步骤概括为三个主要种类:能修正物理性能如尺寸、形状、平整度、或一些体材料的性能;能减少不期望的表面损伤的数量;或能消除表面沾污和颗粒。硅片加工的主要的步骤如表1.1的典型流程所示。工艺步骤的顺序是很重要的,因为这些步骤的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以减少硅片的沾污。在以下的章节中,每一步骤都会得到详细介绍。 表1.1 硅片加工过程步骤 1.切片 2.激光标识 3.倒角 4.磨片 5.腐蚀 6.背损伤 7.边缘镜面抛光 8.预热清洗 9.抵抗稳定——退火 10.背封 11.粘片 12.抛光 13.检查前清洗 14.外观检查

15.金属清洗 16.擦片 17.激光检查 18.包装/货运 切片(class 500k) 硅片加工的介绍中,从单晶硅棒开始的第一个步骤就是切片。这一步骤的关键是如何在将单晶硅棒加工成硅片时尽可能地降低损耗,也就是要求将单晶棒尽可能多地加工成有用的硅片。为了尽量得到最好的硅片,硅片要求有最小量的翘曲和最少量的刀缝损耗。切片过程定义了平整度可以基本上适合器件的制备。 切片过程中有两种主要方式——内圆切割和线切割。这两种形式的切割方式被应用的原因是它们能将材料损失减少到最小,对硅片的损伤也最小,并且允许硅片的翘曲也是最小。 切片是一个相对较脏的过程,可以描述为一个研磨的过程,这一过程会产生大量的颗粒和大量的很浅表面损伤。 硅片切割完成后,所粘的碳板和用来粘碳板的粘结剂必须从硅片上清除。在这清除和清洗过程中,很重要的一点就是保持硅片的顺序,因为这时它们还没有被标识区分。 激光标识(Class 500k) 在晶棒被切割成一片片硅片之后,硅片会被用激光刻上标识。一台高功率的激光打印机用来在硅片表面刻上标识。硅片按从晶棒切割下的相同顺序进行编码,因而能知道硅片的正确位置。这一编码应是统一的,用来识别硅片并知道它的来源。编码能表明该硅片从哪一单晶棒的什么位置切割下来的。保持这样的追溯是很重要的,因为单晶的整体特性会随着晶棒的一头到另一头而变化。编号需刻的足够深,从而到最终硅片抛光完毕后仍能保持。在硅片上刻下编码后,即使硅片有遗漏,也能追溯到原来位置,而且如果趋向明了,那么就可以采取正确的措施。激光标识可以在硅片的正面也可在背面,尽管正面通常会被用到。

晶体硅太阳能电池的制造工艺流程

晶体硅太阳能电池的制造 工艺流程 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。 晶体硅太阳能电池的制造工艺流程说明如下: (1)切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。 (2)清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱)溶液将硅片表面切割损伤层除去30-50um。 (3)制备绒面:用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。 (4)磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行扩散,制成PN+结,结深一般为-。 (5)周边刻蚀:扩散时在硅片周边表面形成的扩散层,会使电池上下电极短路,用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。 (6)去除背面PN+结。常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结。 (7)制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。先制作下电极,然后制作上电极。铝浆印刷是大量采用的工艺方法。 (8)制作减反射膜:为了减少入反射损失,要在硅片表面上覆盖一层减反射膜。制作减反射膜的材料有MgF2 ,SiO2 ,Al2O3,SiO ,Si3N4 ,TiO2 ,Ta2O5等。工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法,溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。 (9)烧结:将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。 (10)测试分档:按规定参数规范,测试分类。

由此可见,太阳能电池芯片的制造采用的工艺方法与半导体器件基本相同,生产的工艺设备也基本相同,但工艺加工精度远低于集成电路芯片的制造要求,这为太阳能电池的规模生产提供了有利条件。

半导体工艺与制造技术习题答案(第四章 离子注入)

第四章 离子注入与快速热处理 1.下图为一个典型的离子注入系统。 (1)给出1-6数字标识部分的名称,简述其作用。 (2)阐述部件2的工作原理。 答:(1)1:离子源,用于产生注入用的离子; 2:分析磁块,用于将分选所需的离子; 3:加速器,使离子获得所需能量; 4:中性束闸与中性束阱,使中性原子束因直线前进不能达到靶室; 5:X & Y 扫描板,使离子在整个靶片上均匀注入; 6:法拉第杯,收集束流测量注入剂量。 (2)由离子源引出的离子流含有各种成分,其中大多数是电离的,离子束进入一个低压腔体内,该腔体内的磁场方向垂直于离子束的速度方向,利用磁场对荷质比不同的离子产生的偏转作用大小不同,偏转半径由公式: 决定。最后在特定半径位置采用一个狭缝,可以将所需的离子分离出来。 2.离子在靶内运动时,损失能量可分为核阻滞和电子阻滞,解释什么是核阻滞、电子阻滞?两种阻滞本领与注入离子能量具体有何关系? 答:核阻滞即核碰撞,是注入离子与靶原子核之间的相互碰撞。因两者质量是同一数量级,一次碰撞可以损失很多能量,且可能发生大角度散射,使靶原子核离开原来的晶格位置,留下空位,形成缺陷。 电子阻滞即电子碰撞,是注入离子与靶内自由电子以及束缚电子之间的相互碰撞。因离子质量比电子质量大很多,每次碰撞损失的能量很少,且都是小角度散射,且方向随机,故经多次散射,离子运动方向基本不变。 在一级近似下,核阻滞本领与能量无关;电子阻滞本领与能量的平方根成正比。 1 2 3 4 5 6

3.什么是离子注入横向效应?同等能量注入时,As和B哪种横向效应更大?为什么? 答:离子注入的横向效应是指,注入过程中,除了垂直方向外,离子还向横向掩膜下部分进行移动,导致实际注入区域大于掩膜窗口的效应。 B的横向效应更大,因为在能量一定的情况下,轻离子比重离子的射程要深且标准差更大。 4.热退火用于消除离子注入造成的损伤,温度要低于杂质热扩散的温度,然而,杂质纵向分布仍会出现高斯展宽与拖尾现象,解释其原因。 答:离子注入后会对晶格造成简单晶格损伤和非晶层形成;损伤晶体空位密度要大于非损伤晶体,且存在大量间隙原子核其他缺陷,使扩散系数增大,扩散效应增强;故虽然热退火温度低于热扩散温度,但杂质的扩散也是非常明显的,出现高斯展宽与拖尾现象。 5.什么是离子注入中常发生的沟道效应(Channeling)和临界角?怎样避免沟道效应? 答:沟道效应,即当离子入射方向平行于主晶轴时,将很少受到核碰撞,离子将沿沟道运动,注入深度很深。由于沟道效应,使注入离子浓度的分布产生很长的拖尾;对于轻原子注入到重原子靶内是,拖尾效应尤其明显。 临界角是用来衡量注入是否会发生沟道效应的一个阈值量,当离子的速度矢量与主要晶轴方向的夹角比临界角大得多的时候,则很少发生沟道效应。临界角可用下式表示: 6.什么是固相外延(SPE)及固相外延中存在的问题? 答:固相外延是指半导体单晶上的非晶层在低于该材料的熔点或共晶点温度下外延再结晶的过程。热退火的过程就是一个固相外延的过程。 高剂量注入会导致稳定的位错环,非晶区在经过热退火固相外延后,位错环的最大浓度会位于非晶和晶体硅的界面处,这样的界面缺陷称为射程末端缺陷。若位错环位于PN结耗尽区附近,会产生大的漏电流,位错环与金属杂质结合时更严重。因此,选择的退火过程应当能够产生足够的杂质扩散,使位错环处于高掺杂区,同时又被阻挡在器件工作时的耗尽区之外。 7.离子注入在半导体工艺中有哪些常见应用? 答:阱注入、VT调整注入,轻掺杂漏极(LDD),源漏离子注入,形成SOI结构。 8.简述RTP设备的工作原理,相对于传统高温炉管它有什么优势? 答:RTP设备是利用加热灯管通过热辐射的方式选择性加热硅片,使得硅片在极短的时间内达到目标温度并稳定维持一段时间。相对于传统高温炉管,RTP设备热处理时间短,热预算小,冷壁工艺减少硅片污染。 9.简述RTP在集成电路制造中的常见应用。 答:RTP常用于退火后损失修复、杂质的快速热激活、介质的快速热加工、硅化物和接触的形成等。 10.采用无定形掩膜的情况下进行注入,若掩膜/衬底界面的杂质浓度减少至峰值

半导体工艺流程

1清洗 集成电路芯片生产的清洗包括硅片的清洗和工器具的清洗。由 于半导体生产污染要求非常严格,清洗工艺需要消耗大量的高纯水; 且为进行特殊过滤和纯化广泛使用化学试剂和有机溶剂。 在硅片的加工工艺中,硅片先按各自的要求放入各种药液槽进行表面化学处理,再送入清洗槽,将其表面粘附的药液清洗干净后进入下一道工序。常用的清洗方式是将硅片沉浸在液体槽内或使用液体喷雾清洗,同时为有更好的清洗效果,通常使用超声波激励和擦片措施,一般在有机溶剂清洗后立即米用无机酸将其氧化去除,最后用超纯水进行清洗,如图1-6所示。 图1-6硅片清洗工艺示意图 工具的清洗基本米用硅片清洗同样的方法。 2、热氧化 热氧化是在800~1250C高温的氧气氛围和惰性携带气体(N2)下使硅片表面的硅氧化生成二氧化硅膜的过程,产生的二氧化硅用以作为扩散、离子注入的阻挡层,或介质隔离层。典型的热氧化化学反应为: Si + O2 T SiO2

3、扩散 扩散是在硅表面掺入纯杂质原子的过程。通常是使用乙硼烷(B2H6)作为N —源和磷烷(PH3)作为P+源。工艺生产过程中通常 分为沉积源和驱赶两步,典型的化学反应为: 2PH3 —2P+3H2 4、离子注入 离子注入也是一种给硅片掺杂的过程。它的基本原理是把掺杂物质(原子)离子化后,在数千到数百万伏特电压的电场下得到加速,以较高的能量注入到硅片表面或其它薄膜中。经高温退火后,注入离子活化,起施主或受主的作用。 5、光刻 光刻包括涂胶、曝光、显影等过程。涂胶是通过硅片高速旋转在硅片表面均匀涂上光刻胶的过程;曝光是使用光刻机,并透过光掩膜版对涂胶的硅片进行光照,使部分光刻胶得到光照,另外,部分光刻胶得不到光照,从而改变光刻胶性质;显影是对曝光后的光刻胶进行去除,由于光照后的光刻胶 和未被光照的光刻胶将分别溶于显影液和不溶于显影液,这样就使光刻胶上 形成了沟槽。 6、湿法腐蚀和等离子刻蚀 通过光刻显影后,光刻胶下面的材料要被选择性地去除,使用的方法就

硅片生产工艺技术流程

顺大半导体发展有限公司太阳能用 硅单晶片生产技术 目录 一、硅片生产工艺中使用的主要原辅材料 1、拉制单晶用的原辅材料,设备和部件: 2、供硅片生产用的原辅材料,设备和部件: 二、硅片生产工艺技术 1、硅单晶生产部 (1)、腐蚀清洗工序生产工艺技术 对处理后原材料质量要求 (2)、腐蚀清洗生产工艺流程 ①多晶硅块料,复拉料和头,尾料处理工艺流程 ②边皮料酸碱清洗处理工艺流程 ③埚底料酸清洗处理工艺流程 ④废片的清洗处理工艺流程 (3)、硅单晶生长工艺技术 (4)、单晶生长中的必备条件和要求 ①单晶炉 ②配料与掺杂 (5),单晶生长工艺参数选择 (6)、质量目标: (7)、硅单晶生长工艺流程

2、硅片生产部 (1)、硅片加工生产工艺技术 (2)、硅片加工工艺中的必备条件和要求 ①切割机 ②切割浆液 (3)、质量目标 (4)、硅片加工工艺技术流程 ①开方锭生产工艺流程 ②切片生产工艺流程 (5)、硅片尺寸和性能参数检测

前言 江苏顺大半导体发展有限公司座落于美丽的高邮湖畔。公司始创生产太阳能电池用各种尺寸的单晶和多晶硅片。拥有国内先进的拉制单晶设备104台,全自动单晶炉112台。年产量可达到××××吨。拥有大型先进的线切割设备×××台。并且和无锡尚德形成了合作联盟(伙伴),每×可以向尚德提供×××硅单晶片。同时河北晶于2004年,占地面积××××。公司现在有×××名员工,从事澳、南京等光伏组件公司都和顺大形成了长年的合作关系。为了公司的进一步发展,扩大产业链,解决硅单晶的上下游产品的供需关系,2006年在扬州投资多晶硅项目,投资规模达到××亿。工程分两期建设,总规模年产多晶硅6000吨。2008年底首期工程已经正式投入批量生产,年产多晶硅×××吨。 太阳能用硅片生产工艺十分复杂,要通过几十道工序才能完成,只有发挥团队精神才能保证硅片的最终质量。编写该篇壮大资料的目的:首先让大家了解整个硅片生产过程,更重要的是让各生产工序中的每一位操作人员明确自己的职责,更自觉地按操作规程和规范做好本职工作,为顺大半导体发展有限公司的发展,尽自己的一份力量。

半导体IC清洗技术

半导体IC清洗技术 李仁 (中国电子科技集团公司第四十五研究所,北京 101601) 摘要:介绍了半导体IC制程中存在的各种污染物类型及其对IC制程的影响和各种污染物的去除方法, 并对湿法和干法清洗的特点及去除效果进行了分析比较。 关键词:湿法清洗;RCA清洗;稀释化学法;IMEC清洗法;单晶片清洗;干法清洗 中图分类号:TN305.97 文献标识码:B 文章编号:1003-353X(2003)09-0044-04 1前言 半导体IC制程主要以20世纪50年代以后发明的四项基础工艺(离子注入、扩散、外延生长及光刻)为基础逐渐发展起来,由于集成电路内各元件及连线相当微细,因此制造过程中,如果遭到尘粒、金属的污染,很容易造成晶片内电路功能的损坏,形成短路或断路等,导致集成电路的失效以及影响几何特征的形成。因此在制作过程中除了要排除外界的污染源外,集成电路制造步骤如高温扩散、离子植入前等均需要进行湿法清洗或干法清洗工作。干、湿法清洗工作是在不破坏晶圆表面特性及电特性的前提下,有效地使用化学溶液或气体清除残留在晶圆上之微尘、金属离子及有机物之杂质。 2污染物杂质的分类 IC制程中需要一些有机物和无机物参与完成,另外,制作过程总是在人的参与下在净化室中进行,这样就不可避免的产生各种环境对硅片污染的情况发生。根据污染物发生的情况,大致可将污染物分为颗粒、有机物、金属污染物及氧化物。 2.1 颗粒 颗粒主要是一些聚合物、光致抗蚀剂和蚀刻杂质等。通常颗粒粘附在硅表面,影响下一工序几何特征的形成及电特性。根据颗粒与表面的粘附情况分析,其粘附力虽然表现出多样化,但主要是范德瓦尔斯吸引力,所以对颗粒的去除方法主要以物理或化学的方法对颗粒进行底切,逐渐减小颗粒与硅表面的接触面积,最终将其去除。

半导体工艺及芯片制造技术问题答案(全)

常用术语翻译 active region 有源区 2.active ponent有源器件 3.Anneal退火 4.atmospheric pressure CVD (APCVD) 常压化学气相淀积 5.BEOL(生产线)后端工序 6.BiCMOS双极CMOS 7.bonding wire 焊线,引线 8.BPSG 硼磷硅玻璃 9.channel length沟道长度 10.chemical vapor deposition (CVD) 化学气相淀积 11.chemical mechanical planarization (CMP)化学机械平坦化 12.damascene 大马士革工艺 13.deposition淀积 14.diffusion 扩散 15.dopant concentration掺杂浓度 16.dry oxidation 干法氧化 17.epitaxial layer 外延层 18.etch rate 刻蚀速率 19.fabrication制造 20.gate oxide 栅氧化硅 21.IC reliability 集成电路可靠性 22.interlayer dielectric 层间介质(ILD) 23.ion implanter 离子注入机 24.magnetron sputtering 磁控溅射 25.metalorganic CVD(MOCVD)金属有机化学气相淀积 26.pc board 印刷电路板 27.plasma enhanced CVD(PECVD) 等离子体增强CVD 28.polish 抛光 29.RF sputtering 射频溅射 30.silicon on insulator绝缘体上硅(SOI)

单晶硅生产工艺

什么是单晶硅 单晶硅可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造,其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域,在军事电子设备中也占有重要地位。 在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天,利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能,实现了迈向绿色能源革命的开始。北京2008年奥运会将把“绿色奥运”做为重要展示面向全世界展现,单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。现在,国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段,正在向实际应用阶段过渡,太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围,市场需求量不言而喻。 单晶硅产品包括φ3”----φ6”单晶硅圆形棒、片及方形棒、片,适合各种半导体、电子类产品的生产需要,其产品质量经过当前世界上最先进的检测仪器进行检验,达到世界先进水平。 相对多晶硅是在单籽晶为生长核,生长的而得的。单晶硅原子以三维空间模式周期形成的长程有序的晶体。多晶硅是很多具有不同晶向的小单晶体单独形成的,不能用来做半导体电路。多晶硅必须融化成单晶体,才能加工成半导体应用中使用的晶圆片 加工工艺: 加料—→熔化—→缩颈生长—→放肩生长—→等径生长—→尾部生长 (1)加料:将多晶硅原料及杂质放入石英坩埚内,杂质的种类依电阻的N或P型而定。杂质种类有硼,磷,锑,砷。 (2)熔化:加完多晶硅原料于石英埚内后,长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内,然后打开石墨加热器电源,加热至熔化温度(1420℃)以上,将多晶硅原料熔化。 (3)缩颈生长:当硅熔体的温度稳定之后,将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力,会使籽晶产生位错,这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升,使长出的籽晶的直径缩小到一定大小(4-6mm)由于位错线与生长轴成一个交角,只要缩颈够长,位错便能长出晶体表面,产生零位错的晶体。 (4)放肩生长:长完细颈之后,须降低温度与拉速,使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。 (5)等径生长:长完细颈和肩部之后,借着拉速与温度的不断调整,可使晶棒直径维持在正负2mm之间,这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。 (6)尾部生长:在长完等径部分之后,如果立刻将晶棒与液面分开,那么热应力

硅片多线切割技术详解

硅片多线切割技术详解 太阳能光伏网 2012-4-9 硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料。硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术,它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式,也不同于先进的激光切割和内圆切割,它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦,从而达到切割效果。在整个过程中,钢线通过十几个导线轮的引导,在主线辊上形成一张线网,而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。硅片多线切割技术与其他技术相比有:效率高,产能高,精度高等优点。是目前采用最广泛的硅片切割技术。 多线切割技术是硅加工行业、太阳能光伏行业内的标志性革新,它替代了原有的内圆切割设备,所切晶片与内圆切片工艺相比具有弯曲度(BOW)、翘曲度(WARP)小,平行度(TAPER)好,总厚度公差(TTA)离散性小,刃口切割损耗小,表面损伤层浅,晶片表面粗糙度小等等诸多优点。 太阳能硅片的线切割机理就是机器导轮在高速运转中带动钢线,从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区,在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。 在整个切割过程中,对硅片的质量以及成品率起主要作用的是切割液的粘度、碳化硅微粉的粒型及粒度、砂浆的粘度、砂浆的流量、钢线的速度、钢线的张力以及工件的进给速度等。 一、切割液(PEG)的粘度 由于在整个切割过程中,碳化硅微粉是悬浮在切割液上而通过钢线进行切割的,所以切割液主要起悬浮和冷却的作用。 1、切割液的粘度是碳化硅微粉悬浮的重要保证。由于不同的机器开发设计的系统思维不同,因而对砂浆的粘度也不同,即要求切割液的粘度也有不同。例如瑞士线切割机要求切割液的粘度不低于55,而NTC要求22-25,安永则低至18。只有符合机器要求的切割标准的粘度,才能在切割的过程中保证碳化硅微粉的均匀悬浮分布以及砂浆稳定地通过砂浆管道随钢线进入切割区。 2、由于带着砂浆的钢线在切割硅料的过程中,会因为摩擦发生高温,所以切割液的粘度又对冷却起着重要作用。如果粘度不达标,就会导致液的流动性差,不能将温度降下来而造成灼伤片或者出现断线,因此切割液的粘度又确保了整个过程的温度控制。 二、碳化硅微粉的粒型及粒度

硅片清洗原理与方法介绍

硅片清洗原理与方法介绍 1引言 硅片经过切片、倒角、研磨、表面处理、抛光、外延等不同工序加工后,表面已经受到严重的沾污,清洗的目的就是为了去除硅片表面颗粒、金属离子以及有机物等污染。 2硅片清洗的常用方法与技术 在半导体器件生产中,大约有20%的工序和硅片清洗有关,而不同工序的清洗要求和目的也是各不相同的,这就必须采用各种不同的清洗方法和技术手段,以达到清洗的目的。 由于晶盟现有的清洗设备均为Wet-bench类型,因此本文重点对湿法化学清洗的基本原理、常用方法及其它与之密切相关的技术手段等进行论述 3.1湿法化学清洗 化学清洗是指利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生化学反应或溶解作用,或伴以超声、加热、抽真空等物理措施,使杂质从被清除物体的表面脱附(解吸),然后用大量高纯热、冷去离子水冲洗,从而获得洁净表面的过程。化学清洗又可分为湿法化学清洗和干法化学清洗,其中湿法化学清洗技术在硅片表面清洗中仍处于主导地位,因此有必要首先对湿法化学清洗及与之相关的技术进行全面的介绍。 3.1.1常用化学试剂、洗液的性质 常用化学试剂及洗液的去污能力,对于湿法化学清洗的清洗效率有决定性的影响,根据硅片清洗目的和要求选择适当的试剂和洗液是湿法化学清洗的首要步骤。

表一、用以清除particle、metal、organic、nature-oxide的适当化学液 3.1.2溶液浸泡法 溶液浸泡法就是通过将要清除的硅片放入溶液中浸泡来达到清除表面污染目的的一种方法,它是湿法化学清洗中最简单也是最常用的一种方法。它主要是通过溶液与硅片表面的污染杂质在浸泡过程中发生化学反应及溶解作用来达到清除硅片表面污染杂质的目的。 选用不同的溶液来浸泡硅片可以达到清除不同类型表面污染杂质的目的。如采用有机溶剂浸泡来达到去除有机污染的目的,采用1号液(即SC1,包含H2O2、NH3OH化学试剂以及H2O)浸泡来达到清除有机、无机和金属离子的目的,采用2号液(即SC2,包含HCL、H2O2化学试剂以及H2O)浸泡来达到清除AL、Fe、Na等金属离子的目的。 单纯的溶液浸泡法其效率往往不尽人意,所以在采用SC1浸泡的同时往往还辅以加热、超声或兆声波、摇摆等物理措施。

晶体硅的生产过程

一、单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。 单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料,随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加,单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。 单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸(300毫米)及18英寸(450毫米)等。直径越大的圆片,所能刻制的集成电路越多,芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体生长方法的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材,外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在Φ3~8英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域,广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。目前晶体直径可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成电路领域。 由于成本和性能的原因,直拉法(CZ)单晶硅材料应用最广。在IC工业中所用的材料主要是CZ抛光片和外延片。存储器电路通常使用CZ抛光片,因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片,因其在IC制造中有更好的适用性并具有消除Latch-up的能力。 单晶硅也称硅单晶,是电子信息材料中最基础性材料,属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域,当今全球超过2000亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及99%以上的集成电路用硅。 二、硅片直径越大,技术要求越高,越有市场前景,价值也就越高。 日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅材料工业与日本同时起步,但总体而言,生产技术水平仍然相对较低,而且大部分为2.5、3、4、5英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上,于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅,标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。 目前,全世界单晶硅的产能为1万吨/年,年消耗量约为6000吨~7000吨。未来几年中,

硅片生产流程

硅片生产流程 小组成员:吴国栋徐浩王汉杰王超 简介 硅片的准备过程从硅单晶棒开始,到清洁的抛光片结束,以能够在绝好的环境中使用。期间,从一单晶硅棒到加工成数片能满足特殊要求的硅片要经过很多流程和清洗步骤。除了有许多工艺步骤之外,整个过程几乎都要在无尘的环境中进行。硅片的加工从一相对较脏的环境开始,最终在10级净空房内完成。 工艺过程综述 硅片加工过程包括许多步骤。所有的步骤概括为三个主要种类:能修正物理性能如尺寸、形状、平整度、或一些体材料的性能;能减少不期望的表面损伤的数量;或能消除表面沾污和颗粒。硅片加工的主要的步骤如表1.1的典型流程所示。工艺步骤的顺序是很重要的,因为这些步骤的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以减少硅片的沾污。在以下的章节中,每一步骤都会得到详细介绍。 硅片加工过程步骤 1. 切片 2. 激光标识 3. 倒角 4. 磨片 5. 腐蚀 6. 背损伤 7. 边缘镜面抛光 8. 预热清洗 9. 抵抗稳定——退火 10. 背封 11. 粘片 12. 抛光 13. 检查前清洗 14. 外观检查 15. 金属清洗

16. 擦片 17. 激光检查 18. 包装/货运 切片(class 500k) 硅片加工的介绍中,从单晶硅棒开始的第一个步骤就是切片。这一步骤的关键是如何在将单晶硅棒加工成硅片时尽可能地降低损耗,也就是要求将单晶棒尽可能多地加工成有用的硅片。为了尽量得到最好的硅片,硅片要求有最小量的翘曲和最少量的刀缝损耗。切片过程定义了平整度可以基本上适合器件的制备。 切片过程中有两种主要方式——内圆切割和线切割。这两种形式的切割方式被应用的原因是它们能将材料损失减少到最小,对硅片的损伤也最小,并且允许硅片的翘曲也是最小。 切片是一个相对较脏的过程,可以描述为一个研磨的过程,这一过程会产生大量的颗粒和大量的很浅表面损伤。 硅片切割完成后,所粘的碳板和用来粘碳板的粘结剂必须从硅片上清除。在这清除和清洗过程中,很重要的一点就是保持硅片的顺序,因为这时它们还没有被标识区分。 激光标识(Class 500k) 在晶棒被切割成一片片硅片之后,硅片会被用激光刻上标识。一台高功率的激光打印机用来在硅片表面刻上标识。硅片按从晶棒切割下的相同顺序进行编码,因而能知道硅片的正确位置。这一编码应是统一的,用来识别硅片并知道它的来源。编码能表明该硅片从哪一单晶棒的什么位置切割下来的。保持这样的追溯是很重要的,因为单晶的整体特性会随着晶棒的一头到另一头而变化。编号需刻的足够深,从而到最终硅片抛光完毕后仍能保持。在硅片上刻下编码后,即使硅片有遗漏,也能追溯到原来位置,而且如果趋向明了,那么就可以采取正确的措施。激光标识可以在硅片的正面也可在背面,尽管正面通常会被用到。 倒角 当切片完成后,硅片有比较尖利的边缘,就需要进行倒角从而形成子弹式的光滑的边缘。倒角后的硅片边缘有低的中心应力,因而使之更牢固。这个硅片边缘的强化,能使之在以后的硅片加工过程中,降低硅片的碎裂程度。图1.1举例说明了切片、激光标识和倒角的过程。 磨片(Class 500k) 接下来的步骤是为了清除切片过程及激光标识时产生的不同损伤,这是磨片过程中要完成的。在磨片时,硅片被放置在载体上,并围绕放置在一些磨盘上。硅片的两侧都能与磨盘接触,从而使硅片的两侧能同时研磨到。磨盘是铸铁制的,边缘锯齿状。上磨盘上有一系列的洞,可让研磨砂分布在硅片上,并随磨片机运动。磨片可将切片造成的严重损伤清除,只留下一些均衡的浅显的伤痕;磨片的第二个好处是经磨片之后,硅片非常平整,因为磨盘是极其平整的。 磨片过程主要是一个机械过程,磨盘压迫硅片表面的研磨砂。研磨砂是由将氧化铝溶液延缓煅烧后形成的细小颗粒组成的,它能将硅的外层研磨去。被研磨去的外层深度要比切片造成的损伤深度更深。

硅片清洗及原理

硅片清洗及原理 硅片的清洗很重要,它影响电池的转换效率,如器件的性能中反向电流迅速加大及器件失效等。因此硅片的清洗很重要,下面主要介绍清洗的作用和清洗的原理。 清洗的作用 1.在太阳能材料制备过程中,在硅表面涂有一层具有良好性能的减反射薄膜,有害的杂质离子进入二氧化硅层,会降低绝缘性能,清洗后绝缘性能会更好。 2.在等离子边缘腐蚀中,如果有油污、水气、灰尘和其它杂质存在,会影响器件的质量,清洗后质量大大提高。 3.硅片中杂质离子会影响P-N 结的性能,引起P-N 结的击穿电压降低和表面漏电,影响P-N 结的性能。 4.在硅片外延工艺中,杂质的存在会影响硅片的电阻率不稳定。 清洗的原理 要了解清洗的原理,首先必须了解杂质的类型,杂质分为三类:一类是分子型杂质,包括加工中的一些有机物;二类是离子型杂质,包括腐蚀过程中的钠离子、氯离子、氟离子等;三是原子型杂质,如金、铁、铜和铬等一些重金属杂质。目前最常用的清洗方法有:化学清洗法、超声清洗法和真空高温处理法。 1.目前的化学清洗步骤有两种: (1)有机溶剂(甲苯、丙酮、酒精等)→去离子水→无机酸(盐酸、硫酸、硝酸、王水)→氢氟酸→去离子水 (2)碱性过氧化氢溶液→去离子水→酸性过氧化氢溶液→去离子水 下面讨论各种步骤中试剂的作用。 a.有机溶剂在清洗中的作用 用于硅片清洗常用的有机溶剂有甲苯、丙酮、酒精等。在清洗过程中,甲苯、丙酮、酒精等有机溶剂的作用是除去硅片表面的油脂、松香、蜡等有机物杂质。所利用的原理是“相似相溶”。 b.无机酸在清洗中的作用 硅片中的杂质如镁、铝、铜、银、金、氧化铝、氧化镁、二氧化硅等杂质,只能用无机酸除去。有关的反应如下:

单晶硅片制作工艺流程

单晶硅电磁片生产工艺流程 ?1、硅片切割,材料准备: ?工业制作硅电池所用的单晶硅材料,一般采用坩锅直拉法制的太阳级单晶硅棒,原始的形状为圆柱形,然后切割成方形硅片(或多晶方形硅片),硅片的边长一般为10~15cm,厚度约200~350um,电阻率约1Ω.cm的p型(掺硼)。 ?2、去除损伤层: ?硅片在切割过程会产生大量的表面缺陷,这就会产生两个问题,首先表面的质量较差,另外这些表面缺陷会在电池制造过程中导致碎片增多。因此要将切割损伤层去除,一般采用碱或酸腐蚀,腐蚀的厚度约10um。 ? ? 3、制绒: ?制绒,就是把相对光滑的原材料硅片的表面通过酸或碱腐蚀,使其凸凹不平,变得粗糙,形成漫反射,减少直射到硅片表面的太阳能的损失。对于单晶硅来说一般采用NaOH加醇的方法腐蚀,利用单晶硅的各向异性腐蚀,在表面形成无数的金字塔结构,碱液的温度约80度,浓度约1~2%,腐蚀时间约15分钟。对于多晶来说,一般采用酸法腐蚀。 ? 4、扩散制结:

?扩散的目的在于形成PN结。普遍采用磷做n型掺杂。由于固态扩散需要很高的温度,因此在扩散前硅片表面的洁净非常重要,要求硅片在制绒后要进行清洗,即用酸来中和硅片表面的碱残留和金属杂质。 ? 5、边缘刻蚀、清洗: ?扩散过程中,在硅片的周边表面也形成了扩散层。周边扩散层使电池的上下电极形成短路环,必须将它除去。周边上存在任何微小的局部短路都会使电池并联电阻下降,以至成为废品。 目前,工业化生产用等离子干法腐蚀,在辉光放电条件下通过氟和氧交替对硅作用,去除含有扩散层的周边。 扩散后清洗的目的是去除扩散过程中形成的磷硅玻璃。 ? 6、沉积减反射层: ?沉积减反射层的目的在于减少表面反射,增加折射率。广泛使用PECVD淀积SiN ,由于PECVD淀积SiN时,不光是生长SiN 作为减反射膜,同时生成了大量的原子氢,这些氢原子能对多晶硅片具有表面钝化和体钝化的双重作用,可用于大批量生产。 ? 7、丝网印刷上下电极: ?电极的制备是太阳电池制备过程中一个至关重要的步骤,它不仅决定了发射区的结构,而且也决定了电池的串联电阻和电

单晶硅生产工艺及单晶硅片生产工艺

单晶硅生产工艺及单晶硅片生产工艺 单晶硅原子以三维空间模式周期形成的长程有序的晶体。多晶硅是很多具有不同晶向的小单晶体单独形成的,不能用来做半导体电路。多晶硅必须融化成单晶体,才能加工成半导体应用中使用的晶圆片。 加工工艺: 加料—→熔化—→缩颈生长—→放肩生长—→等径生长—→尾部生长(1)加料:将多晶硅原料及杂质放入石英坩埚内,杂质的种类依电阻的N或P型而定。杂质种类有硼,磷,锑,砷。 (2)熔化:加完多晶硅原料于石英埚内后,长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内,然后打开石墨加热器电源,加热至熔化温度(1420℃)以上,将多晶硅原料熔化。 (3)缩颈生长:当硅熔体的温度稳定之后,将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力,会使籽晶产生位错,这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升,使长出的籽晶的直径缩小到一定大小(4-6mm)由于位错线与生长轴成一个交角,只要缩颈够长,位错便能长出晶体表面,产生零位错的晶体。 (4)放肩生长:长完细颈之后,须降低温度与拉速,使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。 (5)等径生长:长完细颈和肩部之后,借着拉速与温度的不断调整,可使晶棒直径维持在正负2mm之间,这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。 (6)尾部生长:在长完等径部分之后,如果立刻将晶棒与液面分开,那么热应力将使得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生,必须将晶棒的直径慢慢缩小,直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为尾部生长。长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出,即完成一次生长周期。 单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片 加工流程: 单晶生长—→切断—→外径滚磨—→平边或V型槽处理—→切片 倒角—→研磨腐蚀—→抛光—→清洗—→包装

硅片清洗的方法

硅片清洗的方法 一、硅片清洗的重要性 硅片清洗是半导体器件制造中最重要最频繁的步骤,而且其效率将直接影响到器件的成品率、性能和可靠性。 现在人们已研制出了很多种可用于硅片清洗的工艺方法和技术,常见的有:湿法化学清洗、超声清洗法、兆声清洗法、鼓泡清洗法、擦洗法、高压喷射法、离心喷射法、流体力学法、流体动力学法、干法清洗、微集射束流法、激光束清洗、冷凝喷雾技术、气相清洗、非浸润液体喷射法、硅片在线真空清洗技术、RCA标准清洗、等离子体清洗、原位水冲洗法等。这些方法和技术现已广泛应用于硅片加工和器件制造中的硅片清洗。 表面沾污指硅表面上沉积有粒子、金属、有机物、湿气分子和自然氧化物等的一种或几种。超纯表面定义为没有沾污的表面, 或者是超出检测量极限的表面。 二、硅片的表面状态与洁净度问题: 硅片的真实表面由于暴露在环境气氛中发生氧化及吸附,其表面往往有一层很薄的自然氧化层,厚度为几个埃、几十个埃甚至上百埃。真实的硅片表面是内表面和外表面的总合,内表面是硅与自然氧化层的界面,。外表面是自然氧化层与环境气氛的界面,它也存在一些表面能级,并吸附一些污染杂质原子,而且不同程度地受到内表面能级的影响,可以与内表面交换电荷,外表面的吸附现象是复杂的。 完好的硅片清洗总是去除沾污在硅片表面的微粒和有害膜层,代之以氧化物的、氯化物的或其它挥发元素(或分子)的连续无害膜层,即具有原子均质的膜层。硅片表面达到原子均质的程度越高.洁净度越高。 三、硅片表面沾污杂质的来源和分类: 在硅片加工及器件制造过程中,所有与硅片接麓的外部媒介都是硅片沾污杂质的可能来源。这主要包括以下几方面:硅片加工成型过程中的污染,环境污染,水造成的污染,试剂带来的污染,工业气体造成的污染,工艺本身造成的污染,人体造成的污染等。

硅工艺-《集成电路制造技术》课程-试题

晶圆制备 1.用来做芯片的高纯硅被称为(半导体级硅),英文简称(GSG ),有时也被称为(电子级硅)。 2.单晶硅生长常用(CZ法)和(区熔法)两种生长方式,生长后的单晶硅被称为(硅锭)。 3.晶圆的英文是(wafer ),其常用的材料是(硅)和(锗)。 4.晶圆制备的九个工艺步骤分别是整型、定向、标识。 5.从半导体制造来讲,晶圆中用的最广的晶体平面的密勒符号是(100 )、(110 )和(111)。 6.CZ直拉法生长单晶硅是把(融化了的半导体级硅液体)变为(有确定晶向的)并且(被掺杂成p型或n型)的固体硅锭。 7.CZ直拉法的目的是(实现均匀掺杂的同时,并且复制仔晶的结构,得到合适的硅锭直径)。影响CZ直拉法的两个主要参数是(拉伸速率)和(晶体旋转速率)。 8.晶圆制备中的整型处理包括(去掉两端)、(径向研磨)和(硅片定位边和定位槽)。 9.制备半导体级硅的过程:1(制备工业硅);2(生长硅单晶);3(提纯)。 10.晶片需要经过切片、磨片、抛光后,得到所需晶圆。 氧化 10.二氧化硅按结构可分为()和()或()。 11.热氧化工艺的基本设备有三种:(卧式炉)、(立式炉)和(快速热处理炉)。 12.根据氧化剂的不同,热氧化可分为(干氧氧化)、(湿氧氧化)和(水汽氧化)。 13.用于热氧化工艺的立式炉的主要控制系统分为五部分:(工艺腔)、(硅片传输系统)、气体分配系统、尾气系统和(温控系统)。 14.选择性氧化常见的有(局部氧化)和(浅槽隔离),其英语缩略语分别为LOCOS和(STI )。 15.列出热氧化物在硅片制造的4种用途:(掺杂阻挡)、(表面钝化)、场氧化层和(金属层间介质)。 16.可在高温设备中进行的五种工艺分别是(氧化)、(扩散)、(蒸发)、退火和合金。 17.硅片上的氧化物主要通过(热生长)和(淀积)的方法产生,由于硅片表面非常平整,使得产生的氧化物主要为层状结构,所以又称为(薄膜)。 18.卧式炉的工艺腔或炉管是对硅片加热的场所,它由平卧的(石英工艺腔)、(加热器)和(石英舟)组成。淀积 19.目前常用的CVD系统有:(APCVD )、(LPCVD )和(PECVD )。 20.淀积膜的过程有三个不同的阶段。第一步是(晶核形成),第二步是(聚焦成束),第三步是(汇聚成膜)。21.缩略语PECVD、LPCVD、HDPCVD和APCVD的中文名称分别是(等离子体增强化学气相淀积)、(低压化学气相淀积)、高密度等离子体化学气相淀积、和(常压化学气相淀积)。 22.在外延工艺中,如果膜和衬底材料(相同),例如硅衬底上长硅膜,这样的膜生长称为(同质外延);反之,膜和衬底材料不一致的情况,例如硅衬底上长氧化铝,则称为(异质外延)。 23.化学气相淀积是通过()的化学反应在硅片表面淀积一层()的工艺。硅片表面及其邻近的区域被()来向反应系统提供附加的能量。 金属化 24.金属按其在集成电路工艺中所起的作用,可划分为三大类:()、()和()。 25.气体直流辉光放电分为四个区,分别是:无光放电区、汤生放电区、辉光放电区和电弧放电区。其中辉光放电区包括前期辉光放电区、()和(),则溅射区域选择在()。 26.集成电路工艺中利用溅射现象主要用来(),还可以用来()。 27.对芯片互连的金属和金属合金来说,它所必备一些要求是:(导电率)、高黏附性、(淀积)、(平坦化)、可靠性、抗腐蚀性、应力等。 28.在半导体制造业中,最早的互连金属是(铝),在硅片制造业中最普通的互连金属是(铜),。 29.写出三种半导体制造业的金属和合金(Al )、(Cu )和(铝铜合金)。 30.阻挡层金属是一类具有(高熔点)的难熔金属,金属铝和铜的阻挡层金属分别是(W )和(W )。 31.被用于传统和双大马士革金属化的不同金属淀积系统是:()、()、()和铜电镀。 32.溅射主要是一个()过程,而非化学过程。在溅射过程中,()撞击具有高纯度的靶材料固体平板,按物理过程撞击出原子。这些被撞击出的原子穿过(),最后淀积在硅片上。 平坦化 33.缩略语PSG、BPSG的中文名称分别是()、()。 34.列举硅片制造中用到CMP的几个例子:()、LI氧化硅抛光、()、()、钨塞抛光和双大马士革铜抛光。 35.终点检测是指(CMP设备)的一种检测到平坦化工艺把材料磨到一个正确厚度的能力。两种最常用的原位终点检测技术是(电机电流终点检测)和(光学终点检测)。 36.硅片平坦化的四种类型分别是(平滑)、部分平坦化、(局部平坦化)和(全局平坦化)。 37.传统的平坦化技术有()、()和()。

硅片清洗技术详解

硅片清洗主要内容讲解 1、清洗的基本概念和目的。 硅片加工的目的是为器件生产制作一个清洁完美符合要求的使用表面,所谓清洗,就是清洗硅片的表面,去除附着在硅片上的污染物。 2、硅片清洗室的管理与维护; (1)人员流动的管理和清洁室的作业人数。 (2)清洗室内物品器具的管理。 (3)清洗室内其它影响清洗质量因素的管理维护。如;空气过滤系统、防静电处理、温度与湿度系统等! 3、硅片表面沾污的类型; (!)有机杂质沾污;如;胶黏剂、石蜡、油脂等。 (2)颗粒类型杂质沾污;一般来自加工中磨料和环境中的尘粒。 (3)金属杂质沾污;由生产加工的设备引起的金属杂质沾污。 4、硅片清洗处理方法分类; 硅片清洗处理方法分为湿法清洗和干法清洗两大类。而湿法清洗又分为化学清洗和物理清洗两种方法。 化学清洗——利用各种化学试剂对各种杂质的腐蚀、溶解、氧化及络合等作用去除硅片表面的沾污。 物理清洗——硅片的物理清洗法主要指的是利用超声波和兆声波清洗方法。 5、化学清洗的各种试剂的性质应用和分级; (1)有机溶剂清洗;有机溶剂能去除硅片表面的有机杂质沾污。主要溶液有;甲苯、丙酮、乙醇等。根据其性质须在使用甲苯、丙酮后在使用乙醇进行处理,最后在用水冲洗。(2)无机酸及氧化还原清洗;无机酸试剂主要为;盐酸(HCI)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、氢氟酸(HF)以及过氧化氢(H2O2)—双氧水。其中过氧化氢主要用于氧化还原清洗。 其它试剂按其本省性质进行应用清洗。硅片金属清洗主要是利用了它们的强酸性、强腐蚀性、强氧化性的特性从而达到去除表面金属沾污的目的。 (3)化学清洗的分级主要分为优级纯、分析纯和化学纯三个级别。视清洗的种类和场合进行合理选择。通常硅片切割片和研磨片的清洗可以使用分析纯试剂,抛光片须用优级纯试剂。具体试剂分类有国家规定标准。 6、超声波清洗原理、结构和应用要素; 原理—提供高频率的震荡波在溶剂中产生气泡和空化效应,利用液体中气泡破裂所产生的冲击来波达到清洗目地。 结构—系统主要有超声电源、清洗槽和换能器三个基本单元组成。电源用来产生高频率震荡信号,换能器将其转换成高频率机械震荡波,也就是超声波。清洗槽是放清洗液 和工作的容器。 要素—1、超声频率;频率越低产生的空化效应越强但方向性差。频率高后方向性强但空化效应弱,所产生的气泡冲击力就弱。造成清洗就弱。超声波清洗只能去除≥0.4um 的颗粒。兆声波能去除≥0.2um的颗粒。 2、超声波功率密度;密度越高空化效应越强,速度越快,清洗效果越好。但对于精 密、表面光洁度甚高的工件长时间清洗会对物体表面产生“空化”腐蚀。 3、超声波清洗介质;是指采用超声波清洗时的溶液,也就是清洗液。一般用于超声 清洗的有化学溶剂清洗液和水基清洗液两种。现在清洗工艺为了更好的效果一般采 用两者按比例相结合的方式清洗。 4、超声波清洗温度;因各种清洗剂中的化学成分不同,其分子最佳清洗的温度也不

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