《硅片公司工艺流程》PPT课件.ppt

硅片公司工艺流程 直回料包括 头尾直回 边皮直回 棒料 埚底料 IC料等 1 边皮直回料 4 棒料 5 头尾直回料 2 边皮直回料 原料的种类 3 埚底料 6 IC料 物理法多晶 硅原料的检测 1 检测原料的型号两种型号 N与PN型 磷是主要的掺杂元素 P型 硼是主要的掺杂元素 硅原料的检测 2 检测原料的电阻率 电阻率单位 欧姆 厘米 1 片料 IC料 电阻率范围 0 2以下 0 2 0 5 0 5 1 1 3 3 6 6以上 2 块料 直回料 多晶料 电阻率范围 0 2以下 0 2 0 5 0 5 1 1 1 5 1 5 2 2 3 5 3 5 55 7 7 10 10以上 半导体工艺流程图 硅片公司名词解释 多晶硅原料标准德国瓦克MEMC 单晶硅 单晶硅主要有直拉和区熔区熔单晶硅可生产直径范围为 1 5 4 区域熔单晶目前主要用于大功率半导体器件 比如整流二极管 硅可控整流器 大功率晶体管等 区熔单晶硅是利用悬浮区熔技术制备的单晶硅 直拉单晶硅可生产直径范围为 2 8 直拉硅单晶广泛应用于集成电路和中小功率器件 直拉单晶硅可生产直径范围为 2 8 硅单晶被称为现代信息社会的基石 硅单晶按照制备工艺的不同可分为直拉 CZ 单晶硅和区熔 FZ 单晶硅 直拉单晶硅被广泛应用于微电子领域 多晶硅 区熔用多晶硅 可生产直径 40mm 70mm 直径公差 Tolerance 10 施主水平 300 受主水平 3000 碳含量 2 1016at 3 各项参数可按客户要求生产 类型和应用 硅单晶按拉制方法不同分为无坩埚区熔 FZ 单晶与有坩埚直拉 CZ 单晶 区熔单晶不受坩埚污染 纯度较高 适于生产电阻率高于20欧 厘米的N型硅单晶 包括中子嬗变掺杂单晶 和高阻P型硅单晶 由于含氧量低 区熔单晶机械强度较差 大量区熔单晶用于制造高压整流器 晶体闸流管 高压晶体管等器件 直接法易于获得大直径单晶 但纯度低于区熔单晶 适于生产20欧 厘米以下的硅单晶 由于含氧量高 直拉单晶机械强度较好 大量直拉单晶用于制造MOS集成电路 大功率晶体管等器件 外延片衬底单晶也用直拉法生产 硅单晶商品多制成抛光片 但对FZ单晶片与CZ单晶片须加以区别 外延片是在硅单晶片衬底 或尖晶石 蓝宝石等绝缘衬底 上外延生长硅单晶薄层而制成 大量用于制造双极型集成电路 高频晶体管 小功率晶体管等器件 硅的化学成分 硅是元素半导体 电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分别低于0 4ppb和0 1ppb 拉制单晶时要掺入一定量的电活性杂质 以获得所要求的导电类型和电阻率 重金属铜 金 铁等和非金属碳都是极有害的杂质 它们的存在会使PN结性能变坏 硅中碳含量较高 低于1ppm者可认为是低碳单晶 碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著 硅中氧含量甚高 氧的存在有益也有害 直拉硅单晶氧含量在5 40ppm范围内 区熔硅单晶氧含量可低于1ppm 硅的性质 硅具有优良的半导体电学性质 禁带宽度适中 为1 21电子伏 载流子迁移率较高 电子迁移率为1350厘米2 伏 秒 空穴迁移率为480厘米2 伏 秒 本征电阻率在室温 300K 下高达2 3 105欧 厘米 掺杂后电阻率可控制在104 10 4欧 厘米的宽广范围内 能满足制造各种器件的需要 硅单晶的非平衡少数载流子寿命较长 在几十微秒至1毫秒之间 热导率较大 化学性质稳定 又易于形成稳定的热氧化膜 在平面型硅器件制造中可以用氧化膜实现PN结表面钝化和保护 还可以形成金属 氧化物 半导体结构 制造MOS场效应晶体管和集成电路 上述性质使PN结具有良好特性 使硅器件具有耐高压 反向漏电流小 效率高 使用寿命长 可靠性好 热传导好 并能在200高温下运行等优点 技术参数 硅单晶的主要技术参数硅单晶主要技术参数有导电类型 电阻率与均匀度 非平衡载流子寿命 晶向与晶向偏离度 晶体缺陷等 技术参数1 导电类型导电类型由掺入的施主或受主杂质决定 P型单晶多掺硼 N型单晶多掺磷 外延片衬底用N型单晶掺锑或砷 电阻率与均匀度拉制单晶时掺入一定杂质以控制单晶的电阻率 由于杂质分布不匀 电阻率也不均匀 电阻率均匀性包括纵向电阻率均匀度 断面电阻率均匀度和微区电阻率均匀度 它直接影响器件参数的一致性和成品率 技术参数2 非平衡载流子寿命光照或电注入产生的附加电子和空穴瞬即复合而消失 它们平均存在的时间称为非平衡载流子的寿命 非平衡载流子寿命同器件放大倍数 反向电流和开关特性等均有关系 寿命值又间接地反映硅单晶的纯度 存在重金属杂质会使寿命值大大降低 技术参数3 晶向与晶向偏离度常用的单晶晶向多为 111 和 100 见图 晶体的轴与晶体方向不吻合时 其偏离的角度称为晶向偏离度 晶体缺陷生产电子器件用的硅单晶除对位错密度有一定限制外 不允许有小角度晶界 位错排 星形结构等缺陷存在 位错密度低于200 厘米2者称为无位错单晶 无位错硅单晶占产