Si衬底制作PPT课件

.,1,Si衬底制备,.,2,硅晶片的制备,单晶硅的制备硅石（SiO2）工业硅（粗硅）高纯的多晶硅硅单晶,.,3,硅晶片的制备,三氯氢硅还原法制备高纯多晶硅粗硅制备硅石（SiO2）和适量的焦炭混合，并在电炉内加热至16001800可制得纯度为95%99%的粗硅。其反应式如下：SiO2+3C=SiC+2CO2SiC+SiO2=3Si+2CO总反应式：SiO2+2C=Si+2CO生成的硅由电炉底部放出，浇铸成锭。用此法生产的粗硅经酸处理后，其纯度可达到99.9%。三氯氢硅的合成三氯氢硅是由干燥的氯化氢气体和粗硅粉在合成炉中（250）进行合成的。其主要反应式如下：Si+3HCl=SiHCl3+H2,.,4,硅晶片的制备,三氯氢硅的提纯一般合成的三氯氢硅中常含有三氯化硼（BCl3）、三氯化磷（PCl3）、四氯化硅（SiCl4）、三氯化砷（AsCl3）、三氯化铝（Al2Cl3）等氯化物。其中绝大多数氯化物的沸点与三氯氢硅相差较大，因此通过精馏的方法就可以将这些杂质除去。但BCl3和PCl3的沸点与SiHCl3相近，较难分离，故需采用高效精馏，以除去这两种杂质。精馏提纯的除硼效果有一定限度，所以工业上也采用除硼效果较好的络合物法。SiHCl3沸点低，易燃易爆，全部操作要在低温下进行，一般操作环境温度不得超过25，并且整个过程严禁接触火星，以免发生爆炸性的燃烧。三氯氢硅的氢还原提纯SiHCl3和高纯H2混合后，通入1150还原炉内进行反应，即可得到硅，总的化学反应：SiHCl3+H2=Si+3HCl生成的高纯多晶硅淀积在多晶硅载体上。,.,5,硅晶片的制备,反应室,.,6,硅晶片的制备,Czochralski法直拉单晶硅直拉法单晶硅工艺过程引晶：通过电阻加热，将装在石英坩埚中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔点的温度，将籽晶浸入熔体，然后以一定速度向上提拉籽晶并同时旋转引出晶体；缩颈：生长一定长度的缩小的细长颈的晶体，以防止籽晶中的位错延伸到晶体中；放肩：将晶体控制到所需直径；等径生长：根据熔体和单晶炉情况，控制晶体等径生长到所需长度；收尾：直径逐渐缩小，离开熔体；降温：降底温度，取出晶体；退火：消除内应力，驱除填隙杂质离子,.,7,硅晶片的制备,直拉法:柴科夫斯基(CZ)法,.,8,硅晶片的制备,.,9,硅晶片的制备,悬浮区熔法(FZMethod),.,10,硅晶片的制备,两种方法的比较柴科夫斯基(CZ)法是较常用的方法价格便宜较大尺寸的硅片(直径300mm)悬浮区熔法(FZMethod)纯度较高(不用坩埚）价格较高，硅片尺寸较小(150mm),.,11,硅晶片的制备,晶片的切割晶片的切割主要分为以下几步：去除籽晶和晶锭尾端；磨光晶锭表面确定晶片直径；磨制主标志面和次标志面；用金刚石刀切片；表面晶向，例如（111）或（100）；厚度，例如0.5mm，由晶片的直径决定；倾斜度，即从一端到另一端晶片厚度的差异，和弯曲度，即从晶片中心到晶片边缘的弯曲程度用氧化铝和甘油进行双面研磨；抛光和清洗保护、还原气氛下退火,.,12,硅晶片的制备,