晶圆加工

作者:admin  来源:本站  发布时间:2023-01-30  访问量:15763

半导体集成电路是将很多元件集成到一个芯片内, 以处理和储存各种功能的电子部件。由于半导体集成电路是通过在晶圆的薄基板上制造多个相同电路而产生的,因此晶圆是半导体的基础。

沙子所含的硅是生产晶圆所需要的原材料。晶圆是将硅(Si)或砷化镓(GaAs)制成的单晶柱体切割形成的圆薄片。要提取高纯度的硅材料需要用到硅砂,一种二氧化硅含量高达95%的特殊材料,也是制作晶圆的主要原材料。晶圆加工就是制作获取上述晶圆的过程。

① 铸锭

  首先需将沙子加热,分离其中的一氧化碳和硅,并不断重复该过程直至获得超高纯度的电子级硅(EG-Si)。高纯硅熔化成液体,进而再凝固成单晶固体形式,称为“锭”,这就是半导体制造的第一步。硅锭(硅柱)的制作精度要求很高,达到纳米级,其广泛应用的制造方法是提拉法。

② 锭切割

  前一个步骤完成后,需要用金刚石锯切掉铸锭的两端,再将其切割成一定厚度的薄片。锭薄片直径决定了晶圆的尺寸,更大更薄的晶圆能被分割成更多的可用单元,有助于降低生产成本。切割硅锭后需在薄片上加入“平坦区”或“凹痕”标记,方便在后续步骤中以其为标准设置加工方向。

③ 晶圆表面抛光

  通过上述切割过程获得的薄片被称为“裸片”,即未经加工的“原料晶圆”。裸片的表面凹凸不平,无法直接在上面印制电路图形。因此,需要先通过研磨和化学刻蚀工艺去除表面瑕疵,然后通过抛光形成光洁的表面,再通过清洗去除残留污染物,即可获得表面整洁的成品晶圆。