Monokristallilised räni vahvlidon õhukesed viilud, mis on valmistatud kõrge puhtusega monokristallilisest ränimaterjalist. Need on üliolulised tooted kaasaegses kõrgtehnoloogiatööstuses, mängides asendamatut rolli sellistes valdkondades nagu päikeseenergia fotogalvaaniilid, pooljuhid ja elektroonilised komponendid. Tehnoloogia pideva edenemise ja taastuvenergia kasvava nõudluse tõttu on monokristalliliste räni vahvlite tootmisprotsess pälvinud märkimisväärset tähelepanu. Iga protsessi samm, alates tooraine valimisest kuni monokristalliliste räni valuplokkide kasvuni ning lõpuks viilutamise, fastimise, lihvimise ja poleerimiseni mõjutavad otseselt räni vahvlite kvaliteeti ja jõudlust. Elektroonilise kvaliteediga monokristalliliste räni vahvlite tootjana oleme selles artiklis korraldanud monokristalliliste räni vahvlite kogu tootmisprotsessi, et selgitada välja tehnilised üksikasjad ja põhipunktid.
1. samm: tooraine puhastamine
Esimene samm üksikute kristallide räni vahvlite tootmisel on puhastusprotsess. Esiteks töödeldakse ränimaakist ekstraheeritud tööstuslikku räni füüsikaliste ja keemiliste meetodite abil, et muuta triklorosilaani või räni tetrakloriidiks. Seejärel kasutatakse räni puhastamiseks elektroonilise klassi jaoks Siemensi meetodit või keemilisi puhastusmeetodeid. Kõrge puhtuspolüsiliconi puhtus peab jõudma üle 99,999999999%.
2. samm: ühe - kristallide kasv
Ühekordsed kristallide kasvu meetodid jagunevad Czochralski meetodiks (CZ), ujukvööndi meetodiks (FZ) ja magnetiliseks Czochralski meetodiks (MCZ, mis on välja töötatud CZ meetodil).
Czochralski meetod (CZ -meetod) hõlmab tooraine, polüsilikooniplokkide asetamist kvartsikvari, kuumutamist ja sulatamist ühes kristall -ahjus. Seejärel sukeldatakse sulavedelikku vardakujuline seemnekristall, mille läbimõõt on ainult 10 mm (nimetatud "seemneks"). Seejärel tõmmatakse ahjude protsessi juhtimise kaudu aeglaselt välja ühe kristall ränivarras.
Ujukvööndi meetod (FZ) on tehnika üksikute kristallide kasvatamiseks, kontrollides temperatuurigradienti materjali liigutamiseks läbi kitsa sulavööndi. Selle aluspõhimõte on kasutada termilist energiat sulavööndi loomiseks polüsilikoonploki ühes otsas, keevitada ühe kristallseemne kristalli (seeme) ja seejärel temperatuuri reguleerides liigutage sulatsooni aeglaselt ülespoole, et kasvatada üksik kristallkatset sama kristallsuunalise orientatsiooniga kui seemnekristall.
MCZ (magnetiline Czochralski) meetod lisab CZ (Czochralski) meetodil põhineva magnetvälja. MCZ -meetodil toodetud üksikkristallkarede valuplokkidel on parem takistus ühtlus ja madalam hapnikusisaldus võrreldes CZ -meetodil kasvatatud nendega.
Kolmel erineval meetodil on oma omadused. Praegu on CZ -meetod kõige laialdasemalt kasutatud üksikute kristallide kasvatamiseks ja selle tehnoloogia on kõige küpsem. See võib toota pooljuhtide ühe klassi kristallkarva varraseid, mille läbimõõt on 12 tolli.
MCZ -meetod lisab CZ meetodi alusel magnetvälja. Mõnede elektrooniliste komponentide tootmiseks on saagikuse kiiruse suurendamiseks vaja kõrge kvaliteediga üksikkristalli, millel on madala hapnikusisaldus ja hea takistuse ühtlus.
FZ -meetodil on suur puhtus ja seda saab kasutada sisemiste räni valuplokkide tootmiseks. Selle meetodi abil toodetud räni valuplokkide takistus on üldiselt kõrge. Praegu on maksimaalne suurus, mida saab saavutada, 8 tolli.
3. samm: räni valuplokkide töötlemine
Kaevu kasvatatud monokristallide räni pind on ebaühtlane ja läbimõõt varieerub pisut.
Sel ajal peame nii pea kui saba ära lõikama, jättes ainult keskmise põhiosa.
Seejärel tuleb räniploki pinna poleerimiseks keskmine osa veski panna, muutes kogu valuplokkide pinna siledaks ja läbimõõduga ühtlaseks.
Pärast lihvimist tuleb vastavalt kliendi nõuetele teha korter või sälg. Üldiselt tehakse tasane või sälk vastavalt poolstandarditele.
4. samm: viilutamine, serv ümardatud ja lammutamine
Kinnitage maapealne räni valuplokk viilukas. Üldiselt kasutatakse teemanttraadi lõikamist. Lõigake räni valuplokk erineva paksusega räni vahvlitesse vastavalt kliendi nõuetele vahvli paksusele.
Viilutatud vahvlite servad on väga teravad. Räni ise on habras materjal ja kalduvus purunemisele. Seetõttu esinevad kiibid tõenäoliselt räni vahvlite servades, mis ei soodusta nende kasutamist ja sellele järgnevat töötlemist. Lisaks on viilutatud vahvlite pinnal traadimärgid ja pinnakahjustused, mis ei vasta elektrooniliste komponentide räni vahvli materjalide nõuetele.
Sel ajal tuleks krõpsude ja purunemise vältimiseks läbi lõigatud räni vahvlitel läbi viia servad ja lihvimine.
Ümardatud serva kaudu moodustavad räni vahvli serv ja pind kaare (nurk on tavaliselt 11 või 22 kraadi), muutes serva vähem teravaks ja vähem haigus. Lahendamine on räni vahvli pinna sekundaarne töötlemine, mis muudab pinna sujuvamaks ja lamedamaks. See on ka oluline samm järgnevaks söövitamiseks ja poleerimiseks. Ränivahvleid saab kasutada ka elektroonilistes seadmetes nagu telerid (mööduvad pingesummutid), dioodid ja trioodid.
5. samm: söövitatud ja poloshitud
Järgmisena viiakse läbi räni vahvli pinna edasine töötlemine.
Söövitus: söövitamise kaudu saab vähendada eelnevate protsesside põhjustatud räni vahvli pinna väikseid kahjustusi. Pärast söövitamist ei suuda räni vahvel siiski täita IC -de (integreeritud vooluahelate) või energiaseadmete pinnavajadusi, kuna pinnal on endiselt väike ebaühtlus, mis põhjustab järgnevas kiibi tootmises puudusi.
Sel ajal vajab räni vahvli pind edasist töötlemist, nimelt keemilist mehaanilist poleerimist (CMP). Pärast poleerimist saab pinda kasutada järgmiste protsesside jaoks, näiteks epitaksia (EPI) ja õhukese kilekatte jaoks räni vahvlil ilma rikete virnastamiseta. Poleeritud räni vahvlid on olulised substraadimaterjalid kiibi tootmiseks, elektriseadmete tootmiseks jne.
6. samm: puhas, kontroll ja pakkimine
Poleeritud ränivahvleid tuleb puhastada täisautomaatses puhastusvahendis ja seejärel kuivatada. Sel ajal on räni vahvlite pind juba väga puhas, sellel on äärmiselt vähe ja pisikesi osakesi. Osakesed võiksid jõuda 0. 3um<10 per wafers, or 0.2um<20 per wafers, or 0.12um<30.
Pärast kuivatamist viiakse räni vahvlitel läbi mitmesuguseid katseid, keskendudes peamiselt pinna defektide, sealhulgas TTV (kogu paksuse variatsiooni) kontrollimisele, lõimele, vibule, lamedusele, paksusele, pinnametalli saastumisele ja osakeste arvu tuvastamisele. Elektrilisi ja geomeetrilisi omadusi, samuti räni vahvlite hapnikku ja süsinikusisaldust on testitud eelmistes etappides.
Siis tuleb pakendiprotsess. Tavaliselt pakitakse kvalifitseeritud vahvleid vaakumkassettidesse, igas kassetis on 25 vahvlit. Saastumise vältimiseks tuleks pakendit teha puhta ruumis, kus on puhtuse tase 100 või kõrgem.
Järeldus
Tootmisprotsessühekristallide räni vahvlidon keeruline ja väga täpne protseduur, mis ei nõua mitte ainult täiustatud tehnoloogilist tuge, vaid tugineb ka rangele kvaliteedikontrollile. Alates tooraine puhastamisest kuni lõpptooteni võib iga sammu optimeerimine luua erinevates tööstusharudes rakenduste jaoks suuremat väärtust.
Kui otsite kvaliteetset ühekristallilise räni vahvli tarnijat või kui teil on täiendavaid nõudeid rohkemate tehnoloogiate jaoks, siis palun vabaltVõtke ühendust Ruyuaniga.Pakume teile professionaalse tööstuse lahendusi!