单晶硅生长过程
8页1、单晶硅的生长及硅片加工,单晶硅按晶体伸长方法的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。直拉法、区熔法伸长单晶硅棒材,外延法伸长单晶硅薄膜。直拉法伸长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域,广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。外延片主要用于集成电路领域。,CZ单晶生长法,1. CZ法晶体硅生长设备,CZ生长炉主要有四部分组成: (1)炉体:包括石英坩埚、石墨坩埚(用以支撑石英坩埚)、加热和绝热元件、炉壁等。在炉体内部这些影响热传导和温度分布的元件,一般通称为热场。 (2)晶棒/坩埚拉升旋转机构:包括籽晶夹头、吊线和拉升旋转元件。 (3)气压控制:包括Ar气体流量控制、真空系统和压力控制阀。 (4)控制系统:包括侦测感应器(sensor)和电脑控制系统等。 右图为一典型的CZ生长炉的示意图。,2. CZ操作流程与原理,(1)加料 此步骤主要是将晶硅原料和搀杂剂放入石英坩埚内。搀杂剂的种类是按照导电类型N或P而定的,P型的搀杂剂一般为硼/镓,N型搀杂剂则一般为磷。 (
2、2)熔化 当加完晶硅原料于石英坩埚内后,单晶炉必须关闭并抽真空使之维持在一定的压力范围。然后加热至熔化温度(1420)以上,将晶硅原料熔化。使用过大的功率来熔化晶硅,虽然可以缩短熔化时间,但是可能造成石英坩埚壁的过度损伤,而降低石英坩埚的寿命。反之若功率过小,则整个熔化过程耗时太久,产能下降。,3)引晶 当硅熔液的温度稳定之后,将或方向的籽晶慢慢浸入硅熔液中,由于 籽晶和硅熔液接触时的热应力,会使得籽晶产生位错,这些位错必须利用引晶 生长使之消失。为了能完全消除位错,一般的原则是让引晶长度约等于一个晶 棒直径的长度。,4)放肩 引晶之后,须降低拉速和温度,使得晶体的直径渐渐放大到所需的大小。出 于经济方面的考虑,放肩的形状通常较平。在此步骤中,最重要的参数是直径 的放大速率(亦即放肩的角度)。放肩的形状和角度,将会影响晶棒头部的固 液界面形状及晶棒品质。如果降温太快,液面呈现过冷情况,肩的形状因直径 快速放大而变成方形,严重时易导致位错的产生而失去单晶的结构。,(5)等径生长 引晶和放肩之后,通过拉速和温度的不断调整,可使晶棒的直径维持在2mm之 间,这段直径固定的部分称之为晶身。由于硅片即来自于晶身,所以此阶段的 参数控制是非常重要的。由于在晶棒生长过程中,液面会逐渐下降,加热功率 逐渐上升等因素,使得晶棒的散热速率随着晶棒长度的增加而递减。因此固液 界面处的温度梯度减小,使得晶棒的最大拉速随着晶棒长度而减小。 (6)收尾 在长完晶身部分之后,如果立刻将晶棒与液面分开,那么热应力将使得晶棒出 现位错和滑移线。于是为了避免此问题的发生,必须将晶棒的直径慢慢缩小, 直到成一个尖点而与液面分开。这个过程称为收尾。,
《单晶硅生长过程》由会员小**分享,可在线阅读,更多相关《单晶硅生长过程》请在金锄头文库上搜索。
2020年高考真题——理科综合(全国卷Ⅲ)+Word版含答案
2021年绝味鸭脖策划书
2021年熟食店创业方案
2021年熟食店开店策划
2021年卤菜店创业计划书
2021年周黑鸭网络营销策划方案
东大21年1月考试《现代设计方法》考核作业
谈我国行政管理效率的现状及其改观对策(论文)
单证员考试-备考辅导-复习资料:无贸易背景信用证案分析.docx
土木工程毕业生答辩自述.docx
建筑学毕业后工作状态真实写照.doc
C#代码规范(湖南大学).doc
xx区食药监局2019年工作总结及2020年工作计划
2019年中医院药物维持治疗门诊工人先锋号先进事迹
2019年度xx乡镇林长制工作总结
2019年性艾科工作计划书
2019年人才服务局全国扶贫日活动开展情况总结
关于组工信息选题的几点思考
摘了穷帽子 有了新模样
2019年某集团公司基层党支部书记培训班心得体会
2024-01-31 15页
2024-01-31 21页
2024-01-31 37页
2024-01-31 30页
2024-01-31 22页
2024-01-31 48页
2024-01-31 32页
2024-01-31 40页
2024-01-31 31页
2024-01-31 20页