《硅片加工技术》PPT课件.ppt
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1、硅片加工技术及化学品硅片加工技术一:硅片成形概述 硅片成形指的是将硅棒制成Si晶片的工艺过程 主要步骤:切片、结晶定位、晶边圆磨、化学刻蚀、缺陷聚集及各步骤之间所需的清洗过程。硅片成形工艺目的:提高硅棒的使用率,将硅材料的浪费降至最低,提供具有高平行度与高平坦度且表面洁净的晶片,保证晶片表面在晶体学、化学与电学特性等与其内部材料一致;晶片成形过程中的工艺易在晶片表面形成许多微观缺陷。硅片加工技术二、切片切片决定了晶片的几个重要规格:表面晶向、晶片厚度、晶面斜度、曲度。1、晶棒固定(单晶硅切片前,晶棒已磨好外径与平边)硅棒在切片前是以蜡或树脂类的黏结剂粘附于与硅棒相同长度的石墨上;石墨起支撑作用
2、、防切割过程中对硅片边缘造成崩角现象硅片加工技术2、晶向定位(单晶硅)单晶硅棒的生长方向为(1 0 0)或(1 1 1),可与其几何轴向平等或偏差一固定角度。切片前,利用X光衍射方法调整硅棒在切片机上的正确位置。硅片加工技术3、切片(决定晶片在随后工艺过程中曲翘度的大小)线切割:高速往复运动的张力钢线或铜线上喷洒陶瓷磨料或聚乙二醇与SiC按1:比例混合均匀的切割液,切割晶棒;线切割是以整支晶棒同时切割,加工出的Si片曲翘度特性较好。硅片加工技术三、晶边圆磨晶边圆磨的作用:1、防止晶片边缘破裂晶片在制造与使用的过程中,唱会遭受机械、手等的撞击而导致晶片边缘破裂,形成应力集中的区域,这些应力集中区
3、域会使晶片在使用中不断地释放污染粒子,进而影响产品的合格率硅片加工技术三、晶边圆磨晶边圆磨的作用:2、防止热应力集中晶片在使用时会经历大量的高温过程(如氧化、扩散、薄膜生长等),当这些工艺中产生热应力的大小超过Si晶体强度时,即会产生位错与滑移等材料缺陷,晶边圆磨可避免此类材料缺陷的产生。硅片加工技术三、晶边圆磨晶边圆磨的作用:3、增加薄膜层在晶片边缘的平坦度在薄膜生长工艺中,锐角区域的生长速度会比平面快,使用未经圆磨的晶片在薄膜生长时容易在边缘产生突起硅片加工技术三、晶边圆磨工艺过程:通过化学刻蚀、轮磨得方式来实现,其中以轮磨得方式最稳定;轮磨主要是利用调整旋转的钻石沙来研磨被固定在真空吸盘
4、上慢速转动的晶片,在此过程中,除了研磨晶片的外形,还能较准确地控制晶片的外径与平边的位置和尺寸。硅片加工技术四:晶面研磨目的:去除晶片切片时所产生的锯痕与破坏层,并同时降低晶片表面粗糙度。晶面研磨设备如图:待研磨的Si片被置于挖有与晶片相同大小孔洞承载片中,再将此承载片置于两个研磨盘之间。硅片表面材料的磨除主要是靠介于研磨盘与硅片间的陶瓷磨料以抹磨得方式进行。晶面研磨机台示意图硅片加工技术五:刻蚀刻蚀目的:去除机械加工在晶片表面所造成的应力层,并同时提供一个更洁净、平滑的表面。刻蚀液:酸系,氢氟酸、硝酸及醋酸组成的混合液 碱系,不同浓度的氢氧化钠或氢氧化钾组成。硅片加工技术五:刻蚀刻蚀设备:以
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