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如何制造单晶硅片?晶圆材料+尺寸分析

如何制造单晶硅片?晶圆材料+尺寸分析

晶圆的重要性不言而喻。

现实生活中的许多电子设备都依靠晶圆来操作。

为了增强大家对晶片的理解,本文将介绍晶片的概念,晶片的基本原料,晶片的尺寸以及如何制造单晶晶片。

如果您对晶圆感兴趣,或者您感兴趣的是本文将介绍的内容,则不妨继续阅读。

1.晶圆概念晶圆是指用于生产硅半导体集成电路的硅晶圆。

由于其圆形,因此称为圆片。

它可以加工成硅晶片上的各种电路组件结构,并成为具有电气功能的特定IC产品。

晶片的原始材料是硅,并且在地壳的表面上存在取之不尽的二氧化硅。

硅矿石经电弧炉精制,用盐酸氯化,然后蒸馏以生产纯度为99.999999999%的高纯度多晶硅。

2.从硅砂中提炼出硅片的基本原料,再用硅元素(99.999%)对硅片进行提纯,然后将这些纯硅制成硅锭,成为制造集成电路的石英半导体材料。

经过照相,研磨,抛光,切片和其他步骤后,将多晶硅融化并从单晶硅锭中拉出,然后切成薄片。

第三,晶圆尺寸的概念晶圆是原材料加工的名称,PCB主板上的连接器(例如CPU和二极管)都是从晶圆加工而成的。

目前,市场上的晶片直径分为三种:150mm,300mm和450mm。

将晶圆切成许多小晶粒后,会出现不同形状的正方形和矩形。

4.晶圆尺寸越大越好。

英特尔高管表示,目前有五家生产12英寸晶圆的晶圆公司。

在下一代18英寸晶圆生产标准之后,将建一座晶圆工厂,成本将大大增加,100亿美元将是一个门槛,这五个在未来五年中,由于采用了新技术和成本而消除了机制,只剩下两个。

单晶硅的外边缘尺寸越大,工艺水平越高。

现在,一般晶圆规格为8英寸或更大。

另外,晶片工艺越大,均匀性越差,晶片工艺越大,设备成本越高。

5.如何使单晶晶片纯化分为两个阶段。

第一步是冶金纯化。

该工艺主要是通过氧化还原来添加碳,以将氧化硅转化成纯度超过98%的硅。

大多数金属精炼,例如铁或铜,都使用此方法获得足够纯度的金属。

但是,仍然有98%的芯片制造还不够,还需要进一步改进。

因此,将西门子工艺进一步用于纯化,从而获得半导体工艺所需的高纯度多晶硅。

接下来是提拉晶体的步骤。

首先,将以上获得的高纯度多晶硅熔化以形成液态硅。

之后,使单晶硅晶种(种子)与液体表面接触,并在旋转的同时将其缓慢拉起。

至于为什么需要单晶硅晶种,是因为硅原子的排列与排队的人相同。

它必须是第一个允许以后的人正确安排它们的地方。

硅种子是重要的领导者,因此以后的原子知道如何排列。

最终,离开液体表面的硅原子凝固后,排列整齐的单晶硅柱就完成了。

但是,8英寸和12英寸分别代表什么?他指的是我们生产的水晶柱的直径,看起来像铅笔桶,表面经过加工后切成薄盘。

至于制造大尺寸晶圆的难度?如前所述,水晶柱的制造过程就像制作棉花糖,成型时旋转一样。

如果您制作了棉花糖,则应该知道制作大而坚固的棉花糖是非常困难的,并且提取晶体的过程是相同的。

旋转速度和温度控制将影响晶体柱的质量。

因此,尺寸越大,提拉晶体的速度和温度要求越高。

因此,制造高质量的12英寸晶圆比8英寸晶圆更加困难。

但是,不能将整条硅柱制成用于芯片制造的基板。

为了生产一块硅晶片,需要将硅晶体柱横向切割成具有硅晶片的晶片。