微电子工艺技术 - 复习要点答案( 完整版 ) 第四章 晶圆制造1.CZ 法提单晶的工艺流程
说明CZ 法和 FZ 法
比较单晶硅锭 CZ、MCZ 和 FZ 三种生长方法的优缺点
答:1、溶硅 2、引晶 3、收颈 4、放肩 5、等径生长6、收晶
CZ 法:使用射频或电阻加热线圈,置于慢速转动的石英坩埚内的高纯度电子级硅在1415 度融化( 需要注意的是熔硅的时间不宜过长)
将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒逐渐降低到熔融的硅中,籽晶表面得就浸在熔融的硅中并开始融化,籽晶的温度略低于硅的熔点
当系统稳定后,将籽晶缓慢拉出,同时熔融的硅也被拉出
使其沿着籽晶晶体的方向凝固
籽晶晶体的旋转和熔化可以改善整个硅锭掺杂物的均匀性
FZ 法:即 悬浮区融法
将一条长度50-100cm 的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室
加热将多晶硅棒的低端熔化,然后把籽晶溶入已经熔化的区域
熔体将通过熔融硅的表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间,然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化
此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固,形成与籽晶相同的晶体结构
当加热线圈扫描整个多晶硅棒后,便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒
CZ 法优点:①所生长的单晶的直径较大,成本相对较低;②通过热场调整及晶转,坩埚等工艺参数的优化,可以较好的控制电阻率径向均匀性
缺点:石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响,易引入氧、碳杂质,不易生长高电阻率单晶
FZ 法优点:①可重复生长,提纯单晶,单晶纯度较CZ 法高
②无需坩埚、石墨托,污染少③高纯度、高电阻率、低氧、低碳④悬浮区熔法主要用于制造分离式功率元器件所需要的晶圆
缺点:直径不如CZ法,熔体与晶体界面复杂,很难得到无位错晶体,需要高纯度多晶硅棒作为原料,成本高
MCZ :改进直拉法优点:较少温度波动,减轻溶硅与坩埚作用,降低了缺陷密度,氧含量,提高了电