Monokristālisks silīcija vafelesir plānas šķēles, kas izgatavotas no augstas tīrības pakāpes monokristāliska silīcija materiāla. Tie ir izšķiroši produkti mūsdienu augsto tehnoloģiju rūpniecībā, kas spēlē neaizvietojamu lomu tādās jomās kā saules fotoelementi, pusvadītāji un elektroniski komponenti. Nepārtraukti attīstoties tehnoloģijai un pieaugot pieprasījumam pēc atjaunojamās enerģijas, monokristālisko silīcija vafeļu ražošanas process ir pievērsis ievērojamu uzmanību. Katrs procesa solis, sākot no izejvielu izvēles līdz monokristālisko silīcija lietņu augšanai un, visbeidzot, līdz sagriešanai, slīpēšanai, slīpēšanai un pulēšanai, tieši ietekmē silīcija vafeļu kvalitāti un veiktspēju. Kā elektroniskas klases monokristālisko silīcija vafeļu ražotājs, mēs šajā rakstā esam organizējuši pilnīgu monokristālisko silīcija vafeļu ražošanas procesu, lai noskaidrotu tehniskās detaļas un galvenos punktus.
1. solis: izejvielu attīrīšana
Pirmais solis viena kristāla silīcija vafeļu ražošanā ir attīrīšanas process. Pirmkārt, no silīcija rūdas ekstrahēto rūpniecisko silīciju apstrādā ar fizikālām un ķīmiskām metodēm, lai pārveidotu par trihlorosilānu vai silīcija tetrahlorīdu. Pēc tam siemens metodi vai ķīmiskās attīrīšanas metodes tiek izmantotas, lai attīrītu silīcija līdz elektroniskajai pakāpei. Augstās tīrības polisilicona tīrībai ir jāsasniedz vairāk nekā 99,999999999%.
2. solis: viena - kristāla augšana
Atsevišķa kristāla augšanas metodes tiek sadalītas Czochralski metodē (CZ), pludiņa zonas metodē (FZ) un magnētiskajā Czochralski metodē (MCZ, kas izstrādāta, pamatojoties uz CZ metodi).
Czochralski metode (CZ metode) ietver izejvielu, polisilicon bloku ievietošanu kvarca tīģelī, sildot un izkausējot tos vienā kristāla krāsnī. Pēc tam stienis - formas sēklu kristāls ar tikai 10 mm diametru (saukts par “sēklām”) ir iegremdēts izkausētā šķidrumā. Pēc tam, izmantojot krāsns procesa kontroli, lēnām izvelk vienu kristāla silīcija stieni.
Pludiņa zonas metode (FZ) ir paņēmiens, lai audzētu vienu kristālu, kontrolējot temperatūras gradientu, lai materiālu pārvietotu caur šauru izkausētu zonu. Tās pamatprincips ir izmantot siltumenerģiju, lai izveidotu izkausētu zonu polisilicona lietņu vienā galā, metinātu vienu kristāla sēklu kristālu (sēklu) un pēc tam, pielāgojot temperatūru, lēnām pārvietojiet izkausēto zonu uz augšu, lai augtu viena kristāla silīcija stikla ar tādu pašu kristāla orientāciju kā sēklu kristālam.
MCZ (magnētiskais czochralski) metode pievieno magnētisko lauku, pamatojoties uz CZ (Czochralski) metodi. Atsevišķiem kristāla silīcija lietojumiem, kas ražoti ar MCZ metodi, ir labāka pretestības vienveidība un zemāks skābekļa saturs, salīdzinot ar tiem, kas audzēti ar CZ metodi.
Trīs dažādām metodēm ir savas īpašības. Pašlaik CZ metode ir visplašāk izmantotā vienkristālu audzēšanai, un tās tehnoloģija ir visnobriedušākā. Tas var ražot pusvadītāju - viena katla silīcija stieņus ar diametru 12 collas.
MCZ metode pievieno magnētisko lauku, pamatojoties uz CZ metodi. Dažu elektronisko komponentu ražošanai, lai palielinātu ražas ātrumu, ir nepieciešama augstas kvalitātes viena kristāla ar zemu skābekļa saturu un labu pretestības vienveidību.
FZ metodei ir augsta tīrība, un to var izmantot, lai iegūtu iekšējos silīcija lietņus. Ar šo metodi ražoto silīcija lietņu pretestību parasti ir augsta. Pašlaik maksimālais lielums, ko var sasniegt, ir 8 collas.
3. solis: silīcija lietņu apstrāde
Audzētā monokristāla silīcija inogt virsma ir nevienmērīga, un diametrs nedaudz atšķiras.
Šajā laikā mums ir jānogriež gan galva, gan aste, atstājot tikai vidējo galveno daļu.
Pēc tam vidējā daļa ir jāievieto dzirnaviņās, lai pulētu silīcija stieņa virsmu, padarot visu lietņu virsmu gludu un diametru vienveidīgu.
Pēc slīpēšanas, saskaņā ar klienta prasībām, ir jāizdara dzīvoklis vai iecirtums. Parasti plakanais vai iegriezums tiek izgatavots saskaņā ar daļēji standartiem.
4. solis: sagriešana, mala noapaļota un lāpstiņa
Fiksējiet zemes silīcija ieplūdi šķēlē. Parasti tiek izmantota dimanta stieples griešana. Sagrieziet silīcija lietņu dažādu biezumu silīcija vafelēs atbilstoši klienta prasībām attiecībā uz vafeļu biezumu.
Sagriezto vafeļu malas ir ļoti asas. Pats silīcijs ir trausls materiāls un ir pakļauts pārrāvumam. Tāpēc mikroshēmas, visticamāk, notiks silīcija vafeļu malās, kas neveicina to lietošanu un sekojošo apstrādi. Turklāt sagrieztu vafeļu virsmai būs stiepļu zīmes un virsmas bojājumi, tālu neizpildot silīcija vafeļu materiālu prasības elektroniskām komponentiem.
Šajā laikā uz grieztām silīcija vafelēm jāveic malu slīpēšana un slīpēšana, lai izvairītos no mikroshēmām un pārrāvumiem.
Caur malu noapaļots, silīcija vafeles mala un virsma veido loku (leņķis parasti ir 11 grādu vai 22 grādi), padarot malu mazāk asu un mazāk pakļautu šķembu. Lapping ir silīcija vafeļu virsmas sekundāra apstrāde, kas padara virsmu gludāku un glaimāku. Tas ir arī būtisks solis turpmākai kodināšanai un pulēšanai. Silīcija vafeles var izmantot arī elektroniskās ierīcēs, piemēram, televizoros (pārejošos sprieguma slāpētājos), diodes un triodes.
5. solis: iegravēts un poloshed
Tālāk tiek veikta turpmāka silīcija vafeļu virsmas apstrāde.
Kodināšana: kodināšanas laikā var samazināt nelielu silīcija vafeļu virsmas bojājumu, ko izraisa iepriekšējie procesi. Tomēr pēc kodināšanas silīcija vafele joprojām neatbilst ICS (integrēto ķēžu) vai enerģijas ierīču virsmas prasībām, jo uz virsmas joprojām ir neliels nevienmērīgums, kas nākamajā mikroshēmu ražošanā radīs defektus.
Šajā laikā silīcija vafeļu virsmai ir nepieciešama turpmāka apstrāde, proti, ķīmiska mehāniskā pulēšana (CMP). Pēc pulēšanas virsmu var izmantot nākamajiem procesiem, piemēram, epitaksijai (EPI) un plānas plēves pārklājumu uz silīcija vafeļu, nesakrāvot kļūdas. Pulētas silīcija vafeles ir svarīgi substrāta materiāli mikroshēmu ražošanai, enerģijas ierīču ražošanai utt.
6. solis: tīra, pārbaude un iesaiņošana
Pulētās silīcija vafeles ir jātīra pilnībā automātiskā tīrīšanas ierīcē un pēc tam žāvē. Šajā laikā silīcija vafeļu virsma jau ir ļoti tīra, ar ārkārtīgi maz un sīkām daļiņām. Daļiņas varētu sasniegt 0. 3um<10 per wafers, or 0.2um<20 per wafers, or 0.12um<30.
Pēc žāvēšanas uz silīcija vaferiem tiek veikti dažādi testi, galvenokārt koncentrējoties uz virsmas defektu, ieskaitot TTV (kopējās biezuma variācijas), šķēru, priekšgala, plakanuma, biezuma, virsmas metāla piesārņojuma un daļiņu skaita noteikšanas pārbaudi. Iepriekšējos posmos ir pārbaudīti elektriskās un ģeometriskās īpašības, kā arī skābekļa un oglekļa saturs silīcija vafeles.
Tad nāk iepakojuma process. Parasti kvalificētās vafeles ir iesaiņotas vakuuma kasetēs ar 25 vafelēm katrā kasetē. Lai izvairītos no atkārtotas piesārņojuma, iesaiņojums jāveic tīrā telpā ar 100 vai augstāku tīrības līmeni.
Secinājums
Ražošanas processviena kristāla silīcija vafelesir sarežģīta un ļoti precīza procedūra, kas ne tikai prasa progresīvu tehnoloģisko atbalstu, bet arī balstās uz stingru kvalitātes kontroli. Sākot ar izejvielu attīrīšanu un beidzot ar galaproduktu, katra soļa optimizācija var radīt lielāku vērtību dažādās nozarēs.
Ja jūs meklējat augstas kvalitātes viena kristāla silīcija vafeļu piegādātāju vai arī jums ir papildu prasības attiecībā uz vairāk tehnoloģiju, lūdzu, nekautrējietiesSazinieties ar Ruyuan.Mēs jums nodrošināsim profesionālus nozares risinājumus!