În calitate de furnizor principal de napolitane de siliciu de 12 inci, sunt adesea întrebat despre metoda de creștere a acestor componente cruciale din industria semiconductorilor. În acest blog, voi aprofunda detaliile despre cum sunt crescute napolitane de siliciu de 12 inci, subliniind procesele și tehnologiile implicate.
Importanța napolitane de siliciu de 12 inci
Înainte de a explora metoda de creștere, este esențial să înțelegem de ce napolitane de siliciu de 12 inci sunt atât de semnificative. Aceste napolitane sunt fundamentul pentru fabricarea circuitelor integrate avansate (ICS) utilizate într -o gamă largă de dispozitive electronice, de la smartphone -uri și laptopuri la servere de înaltă performanță. Mărimea mai mare de napolitane de 12 inci permite produsul mai multor jetoane pe o singură placă, crescând eficiența producției și reducând costurile pe cip.
Metoda Czochralski: tehnica primară de creștere
Cea mai frecventă metodă pentru creșterea napolitane de siliciu de 12 inci este metoda Czochralski (CZ). Acest proces a fost dezvoltat de omul de știință polonez Jan Czochralski în 1916 și de atunci a devenit standardul industriei pentru producerea siliciului cu un singur cristal de înaltă calitate.
Pasul 1: Pregătirea materiei de materie de siliciu
Procesul începe cu prepararea siliconului policristalin de înaltă puritate. Acest siliciu este produs de obicei de procesul Siemens, care implică reducerea triclorosilanului (SIHCL₃) cu gaz de hidrogen într -un reactor de depunere de vapori chimici (CVD). Tijele de siliciu policristaline rezultate sunt apoi rupte în bucăți mai mici și încărcate într -un creuzet de cuarț.
Pasul 2: Topirea siliciului
Creuzetul de cuarț care conține siliconul policristalin este plasat într -o cameră mare, sigilată, numită tracțiune de cristal. Camera este umplută cu un gaz inert, de obicei argon, pentru a preveni oxidarea siliciului. Un încălzitor de inducție care înconjoară creuzetul este apoi utilizat pentru a încălzi siliciul la o temperatură de aproximativ 1420 ° C, care este punctul de topire al siliciului.
Pasul 3: Semănarea cristalului
Odată ce siliciul s -a topit, o mică sămânță de siliciu cu un singur cristal este coborâtă cu grijă în siliconul topit. Cristalul de semințe este de obicei o tijă subțire de siliciu cu un singur cristal cu o orientare specifică a cristalului, de obicei <10> sau <111>. Cristalul de semințe este rotit lent și tras în sus într -un ritm controlat, determinând siliciul topit să se solidifice în jurul seminței și să formeze un singur lingot de cristal.
Pasul 4: Creșterea cristalului
Pe măsură ce cristalul de semințe este tras în sus, mai mult siliciu topit aderă la fundul cristalului în creștere, ceea ce face ca acesta să crească în lungime. Viteza de tragere și rotație este controlată cu atenție pentru a se asigura că cristalul crește la un ritm uniform și menține un diametru consistent. În timpul procesului de creștere, temperatura siliconului topit este, de asemenea, monitorizată și ajustată cu atenție pentru a preveni formarea de defecte în cristal.
Pasul 5: Controlul diametrului
Pentru a produce o placă de siliciu de 12 inci, diametrul cristalului în creștere trebuie controlat cu atenție. Acest lucru se face de obicei folosind un sistem de control al feedback -ului care monitorizează diametrul cristalului și ajustează în consecință viteza de tragere și temperatura. Pe măsură ce cristalul crește, diametrul crește treptat până când atinge dimensiunea dorită de 300mm (300mm).
Pasul 6: Răcire și recoacere
Odată ce cristalul a atins lungimea dorită, procesul de tragere este oprit, iar cristalul este răcit lent la temperatura camerei. Acest proces de răcire este esențial pentru a preveni formarea de tensiuni termice în cristal, ceea ce poate provoca fisură și alte defecte. După răcire, cristalul este de obicei recuperat într -un cuptor de temperatură ridicat pentru a ameliora în continuare eventualele tensiuni interne și pentru a îmbunătăți calitatea cristalului.
Metoda Float - Zona: o tehnică alternativă de creștere
În timp ce metoda Czochralski este cea mai frecventă metodă pentru creșterea napolitane de siliciu de 12 inci, există o altă tehnică numită metoda float - zona (FZ) care este utilizată pentru producerea de siliciu de înaltă puritate pentru aplicații specializate.
Cum funcționează metoda Float - Zone
În metoda float - zona, o tijă de siliciu policristalină este plasată într -o cameră verticală și încălzită de o bobină de inducție. O zonă mică topită este creată în partea de jos a tijei și o singură sămânță de cristal este adusă în contact cu zona topită. Semința este apoi trasă lent în sus, determinând zona topită să se deplaseze în sus pe tijă și să se solidifice într -un singur lingot de cristal.
Avantaje și dezavantaje ale metodei Float - Zona
Metoda Float - Zone are mai multe avantaje față de metoda Czochralski. Unul dintre avantajele principale este faptul că produce siliciu cu o puritate mai mare, deoarece nu există niciun contact între siliciul topit și un creuzet de cuarț, care poate introduce impurități. Cu toate acestea, metoda float -zonă este mai scumpă și mai lentă decât metoda Czochralski și este de obicei utilizată pentru producerea de napolitane cu diametru mai mic și pentru aplicații care necesită siliciu de puritate extrem de ridicat, cum ar fi în producerea de dispozitive întărite și senzori de performanță ridicată.
Post - Procesare de creștere a napolitane de siliciu de 12 inci
După ce s -a cultivat lingotul de siliciu, acesta suferă o serie de pași de procesare post -creștere pentru a -l transforma într -o placă siliciu terminată de 12 inci.
Feliere
Primul pas în procesarea post -creștere este tăierea lingurii de siliciu în napolitane subțiri folosind o lamă de ferăstrău acoperită cu diamant. Plăcile sunt de obicei feliate până la o grosime de aproximativ 725 μm pentru napolitane de 12 inci.
Se scurge și lustruirea
După feliere, napolitane sunt aruncate și lustruite pentru a îndepărta orice deteriorare a suprafeței și pentru a obține o suprafață netedă și plană. Tragerea implică utilizarea unei suspensii abrazive pentru a îndepărta o cantitate mică de material de pe suprafața plafonului, în timp ce lustruirea folosește un proces de lustruire chimică - mecanică (CMP) pentru a obține o finisare a suprafeței și mai netedă.
Curățare și inspecție
Odată ce napolitane au fost lustruite, acestea sunt curățate complet pentru a îndepărta orice contaminanți reziduali. Nava sunt inspectate folosind o varietate de tehnici, cum ar fi microscopie optică și microscopie electronică de scanare, pentru a se asigura că respectă standardele de calitate necesare.
Concluzie
În concluzie, creșterea napolitane de siliciu de 12 inci este un proces complex și extrem de tehnic, care necesită un control precis și o tehnologie avansată. Metoda Czochralski este tehnica principală de creștere folosită în industrie, dar metoda float -zonă este folosită și pentru aplicații specializate. După creștere, wafers -urile suferă o serie de pași de procesare a postului de creștere pentru a le transforma în produse finite care sunt gata de utilizare în industria semiconductorilor.
Dacă sunteți interesat să achiziționați napolitane de siliciu de înaltă calitate de 12 inci sau alte dimensiuni, cum ar fiWafer de siliciu de 4 inci (100mm),Wafer de siliciu 3inch (76,2 mm), șiO placă de siliciu de 6 inci (150mm), vă rugăm să nu ezitați să ne contactați pentru mai multe informații și să discutați cerințele dvs. specifice. Ne -am angajat să oferim clienților noștri produse de cea mai înaltă calitate și servicii excelente pentru clienți.
Referințe
- „Silicon Materials Science and Technology” de S. Wolf și RN Tauber
- „Tehnologia de fabricație a semiconductorilor” de Y. Nishi și R. Doering
- „Manual de tehnologie de fabricație a semiconductorilor” editat de Y. Nishi și R. Doering