漫谈晶圆---讲述沙子转变成晶体及晶圆和用于芯片制造级的抛光片的生产步骤 介绍 高密度和大尺寸芯片的发展需要大直径的晶圆
在上世纪 60 年代开始使用的是 1&su p2;直径的晶圆,而现在业界根据 90 年代的工艺要求生产200 毫米直径的晶圆
300 毫米直径的晶圆也已经投入生产线了,而根据 SIA 的技术路线图,到 2007 年,300 毫米将成为标准尺寸
以后预期会是 400 毫米或 450 毫米直径的晶圆
大直径的晶圆是由不断降低芯片成本的要求驱动的
然而,这对晶圆制备的挑战是巨大的
大直径意味着高重量,这就需要更多坚固的工艺设备
在晶体生长中,晶体结构上和电学性能一致性及污染的问题是一个挑战,这些挑战和几乎每一个参数更紧的工艺规格要求共存
与挑战并进和提供更大直径晶圆是芯片制造不断进步的关键
半导体硅制备 半导体器件和电路在半导体材料晶圆的表层形成,半导体材料通常是硅
这些晶圆的杂质含量水平必须非常低,必须掺杂到指定的电阻率水平,必须是指定的晶体结构,必须是光学的平面,并达到许多机械及清洁度的规格要求
制造IC 级的硅晶圆分四个阶段进行: 晶圆制备阶段 **矿石到高纯气体的转变 **气体到多晶的转变 **多晶到单晶,掺杂晶棒的转变 **晶棒到晶圆的制备 半导体制造的第一个阶段是从泥土里选取和提纯半导体材料的原料
提纯从化学反应开始
对于硅,化学反应是从矿石到硅化物气体,例如四氯化硅或三氯硅烷
杂质,例如其他金属,留在矿石残渣里
硅化物再和氢反应(图 3
1)生成半导体级的硅
这样的硅的纯度达99
9999999%,是地球上最纯的物质之一
1 它有一种称为多晶或多晶硅(poly silicon)的晶体结构
晶体材料 材料中原子的组织结构是导致材料不同的一种方式
有些材料,例如硅和锗,原子在整个材料里重复排列成非常固定的结构,这种材料称为晶体(cry stals