硅片生产过程详解
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光伏硅片生产流程光伏硅片是光伏发电的核心材料,制造光伏硅片需要经过多道工序,每一个步骤都关系到光伏硅片的品质和效率。
下面我们就来看一下光伏硅片的生产流程。
第一步:原材料准备光伏硅片的主要材料是硅和半导体元素,生产过程需要用到压缩空气、氢气、氨气、溶液等原材料和辅助材料。
而半导体材料中最重要的是硅原料,硅原料需要经过高温熔炼和精细的纯化处理才能用于生产光伏硅片。
第二步:硅原料制备在准备好原材料后,我们需要对硅原料进行熔炼、提纯等处理。
硅原料先通过熔炼炉进行熔炼,然后用气体加热将杂质及有害气体挥发,最终通过精密的分离和纯化技术使得硅材料达到高纯度的要求,以便制造出高品质光伏硅片。
第三步:硅片切割将制造好的硅材料通过加工和成型技术进行分割和切割,得到具有特定厚度的硅片如垫片、单晶片等,以满足后续工序的需求。
硅片切割的精度和对材料的损伤程度对后续的光电转化效率都有直接影响。
第四步:硅片去除表面缺陷硅片表面会有一些颗粒、缺陷、氧化物等,这些会直接影响光电转化效率。
因此,需要进行表面处理,通过研磨、蚀刻等工艺去除杂质、氧化物和减少表面缺陷,达到光伏硅片的质量标准。
第五步:硅片补充材料在硅片表面形成p型或n型半导体材料薄膜,以便形成光电流。
主要用到的技术是物理气相沉积、化学气相沉积、液相扩散等。
通过这些技术,将半导体元素在硅原料表面上2019年 / 误版独立浏览器隔离式仅特权访问,形成p-n结,使得光子能够被捕获并转换成电子。
第六步:阳极氧化处理为了让光伏硅片稳定持久、良好互换,我们需要在硅片表面上加上一层氧化层。
这个过程我们叫做阳极氧化,主要利用的是电解沉积和热处理两种技术,使硅片表面形成一层以防止氧化、耐腐蚀和抗紫外线的氧化层。
第七步:检测和封装检测和封装是最终品质保证的环节。
对生产好的硅片进行抛光和检测,检测出偏差后进行调整。
然后将硅片进行包装,如切割、清洗、涂覆等,这些步骤可以增强硅片的稳定性、保证材料安全,以便于后续使用。
硅片生产流程
硅片是集成电路产业的核心材料之一,其生产流程具有复杂性和精密性。
下面将介绍硅片生产的主要流程。
首先,硅片生产的第一步是原料准备。
硅片的主要原料是二氧化硅,通常采用石英砂作为原料,经过精炼和净化处理后,得到高纯度的二氧化硅粉末。
接下来,原料的制备是硅片生产的关键环节。
将高纯度的二氧化硅粉末与少量的掺杂剂混合,然后在高温熔炼炉中进行熔融,得到多晶硅棒。
第三步是多晶硅的拉制。
将熔融后的多晶硅棒放入拉制炉中,通过拉制工艺,将多晶硅棒拉制成长而细的硅棒,这个过程需要非常高的温度和精密的控制。
接下来是硅片的切割。
将长而细的硅棒放入切割机中,通过切割工艺,将硅棒切割成薄薄的硅片,这个过程需要高度的精密度和稳定性。
然后是硅片的清洗和抛光。
将切割好的硅片进行清洗,去除表面的杂质和污垢,然后进行机械抛光,使硅片表面光滑均匀。
最后是硅片的检测和包装。
对硅片进行各项检测,包括尺寸、厚度、杂质含量等,确保硅片符合质量标准,然后进行包装,将硅片装入防静电包装盒中,以确保在后续的集成电路制造过程中不受静电影响。
总的来说,硅片生产流程包括原料准备、原料制备、多晶硅拉制、硅片切割、清洗抛光、检测包装等多个环节,每个环节都需要高度精密的设备和严格的工艺控制。
这些环节的精密性和稳定性直接影响着硅片的质量和性能,因此硅片生产是一个高科技含量和高要求的产业。
硅片工艺流程的6个步骤硅片可是个很神奇的东西呢,那它的工艺流程有哪6个步骤呀?第一步,原料准备。
这就像是做菜要先准备食材一样。
硅料可是硅片的主要原料,得把硅料准备得妥妥当当的。
这些硅料要经过严格的挑选,就像挑水果一样,得挑那些质量好的。
要是硅料质量不好,后面做出来的硅片肯定也不咋地啦。
第二步,硅料提纯。
这个步骤可重要啦。
硅料里面可能会有一些杂质,就像米饭里偶尔会有小石子一样讨厌。
要通过各种方法把这些杂质去掉,让硅料变得超级纯净。
只有纯净的硅料,才能做出高质量的硅片呢。
第三步,拉晶。
这一步就像是变魔术一样。
把提纯后的硅料变成硅棒。
这个过程中,温度啊、环境啊都要控制得特别精确。
就像烤蛋糕,火候不对就烤不好。
硅棒的质量直接影响到后面硅片的质量哦。
第四步,切割。
硅棒有了,就要把它切成一片片的硅片啦。
这可不是随便切切的,要切得又薄又均匀。
就像切土豆片一样,每一片都要薄厚合适。
这个切割技术要求可高了,切得不好的话,硅片可能就会有破损或者厚度不均匀的情况。
第五步,研磨和抛光。
切好的硅片表面可能不是那么光滑,这时候就需要研磨和抛光啦。
就像给硅片做个美容,让它的表面变得超级光滑。
这样在后续的使用中,硅片才能更好地发挥作用。
第六步,清洗和检测。
硅片做好了,可不能就这么直接用呀。
要把它洗得干干净净的,把切割、研磨、抛光过程中残留的东西都去掉。
然后还要进行检测,看看硅片有没有缺陷,就像检查一件刚做好的衣服有没有破洞一样。
只有检测合格的硅片,才能被用到各种高科技产品里面呢。
简述硅片的制备过程
硅片是半导体材料中最常用的材料之一,被广泛应用于电子、光电、太阳能等领域。
硅片的制备过程主要包括以下几个步骤:
1. 熔化硅:将高纯度硅石加热至高温,使其熔化成液态硅。
2. 晶体生长:将熔化的硅倒入生长炉中,通过引入掺杂剂和控制温度梯度等方式,在硅液中生长出硅晶体。
晶体生长的方式有Czochralski法、区域熔法等,其中Czochralski法是最常用的。
3. 切割硅片:将生长好的硅晶体进行机械或化学切割,得到所需大小和厚度的硅片。
4. 退火:将硅片进行高温退火,消除内部应力和缺陷,提高硅片的电学性能。
5. 磨削和抛光:对硅片进行精密的磨削和抛光处理,使其表面光洁度和平坦度达到特定要求。
6. 清洗和包装:对硅片进行严格的清洗和包装,保证其表面不受污染和损伤,从而确保硅片的质量和稳定性。
硅片的制备过程需要高度的技术和设备支持,生产厂商需要严格控制每个环节的质量和工艺参数,以确保生产出高品质的硅片。
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半导体-硅片生产工艺流程及工艺注意要点一、引言半导体产业是当今高科技产业中不可或缺的一环,而硅片作为半导体制造的重要材料之一,其生产工艺流程及注意要点显得尤为重要。
本文将就半导体-硅片的生产工艺流程及工艺注意要点进行详细介绍。
二、硅片生产工艺流程硅片生产工艺流程可以分为几个主要步骤,包括原料准备、单晶硅生长、硅片切割、晶圆清洗等过程。
1.原料准备原料准备是硅片生产的第一步,通常以硅粉为主要原料。
硅粉需经过精细处理,确保其纯度和质量达到要求。
2.单晶硅生长单晶硅生长是硅片生产的核心环节,通过气相、液相或固相生长方法,使硅原料逐渐形成完整的单晶结构。
3.硅片切割硅片切割是将单晶硅切割为薄片的过程,以便后续的加工和制作。
切割精度和表面光滑度直接影响硅片的质量。
4.晶圆清洗晶圆清洗是为了去除硅片表面的杂质和污染物,保持硅片表面的洁净度,以确保后续工艺的顺利进行。
三、工艺注意要点在硅片生产过程中,有一些注意要点需要特别重视,以确保硅片的质量和性能。
1.纯度控制硅片的制备要求非常高,必须保证硅原料的纯度达到一定标准,以避免杂质对硅片性能的影响。
2.工艺参数控制在硅片生产过程中,各个工艺环节的参数控制十分关键,包括温度、压力、时间等因素,要严格控制以保证硅片的质量稳定性。
3.设备保养硅片生产设备的保养和维护也是非常重要的一环,保持设备的稳定性和运行效率,可以有效提高硅片生产效率和质量。
4.环境监控硅片生产场所的环境条件也需要严格监控,包括温度、湿度、洁净度等因素,以确保硅片生产过程的正常进行。
四、结论通过本文对半导体-硅片生产工艺流程及工艺要点的介绍,我们可以看到硅片生产是一个复杂而又精细的过程,需要严格控制各个环节的参数和质量要求。
只有做好每一个细节,才能确保硅片的质量和稳定性,为半导体产业的发展做出贡献。
因此,加强对硅片生产工艺流程及工艺要点的研究与总结,提高技术水平和生产水平,对于我国半导体产业的发展具有重要的意义。
硅片生产工序一、原材料准备硅片的主要原材料是多晶硅,通过石英矿石的提炼和精炼过程获得。
原材料准备阶段主要包括选矿、矿石破碎、矿石焙烧、氟硅酸钠还原等工艺。
选矿是将矿石中的杂质和有用矿物分离,矿石破碎是将原料石进行粉碎,矿石焙烧是将原料石进行高温煅烧,氟硅酸钠还原是将焙烧后的矿石与氟硅酸钠混合,并进行还原反应,得到多晶硅。
二、多晶硅材料制备在多晶硅材料制备阶段,多晶硅原料通过熔炼和晶体生长工艺得到。
首先,将多晶硅原料放入炉中,在高温下熔化。
然后,将熔融的硅液慢慢冷却,使其逐渐凝固形成硅棒。
硅棒是多晶硅的初级形态,需要经过后续的切割和加工才能得到硅片。
三、硅片切割硅棒通过硅片切割机进行切割,切割出一片片薄薄的硅片。
硅片切割机采用金刚石线锯进行切割,通过精确的切割工艺,将硅棒切割成合适尺寸的硅片。
切割过程中需要控制切割速度、切割深度等参数,确保切割出的硅片质量优良。
四、硅片抛光切割出的硅片表面不够光滑,需要进行抛光处理。
硅片抛光主要是通过机械研磨和化学腐蚀两个步骤进行。
首先,将硅片放入研磨机中,利用磨料和研磨液对硅片表面进行研磨,去除表面的凹凸不平。
然后,将研磨后的硅片放入腐蚀液中,进行化学腐蚀,使硅片表面更加光滑。
五、表面处理硅片经过抛光后,需要进行表面处理,以提高其电学性能。
表面处理主要包括去氧化和掺杂两个步骤。
去氧化是将硅片表面的氧化层去除,以减少电阻和提高导电性能。
掺杂是向硅片表面引入杂质,通过控制杂质浓度和分布,改变硅片的导电性能。
六、薄化和清洗硅片经过表面处理后,需要进行薄化处理。
薄化是将硅片的厚度进一步减薄,以适应集成电路的要求。
薄化工艺主要包括机械研磨和化学腐蚀两个步骤。
机械研磨是通过研磨机对硅片进行进一步的研磨,使其厚度减薄至目标厚度。
化学腐蚀是利用腐蚀液对硅片进行化学腐蚀,进一步减薄硅片。
七、质检和测试经过薄化处理后,硅片需要进行质检和测试,以确保其质量符合要求。
质检和测试主要包括外观检查、尺寸测量、电性能测试等。
硅片生产工艺流程
硅片生产工艺流程,那可真是超级有趣又超级重要的呀!
你知道吗,硅片就像是电子世界的基石呀!它要经过好多好多神奇的步骤才能从普通的硅材料变成那薄薄的、却蕴含着巨大能量的硅片呢!
先来说说原材料的准备吧,那可不能马虎呀!就好像要准备一顿丰盛的大餐,食材必须得精挑细选才行呢!然后就是晶体生长啦,这就好比是在孕育一个新生命,小心翼翼地让它慢慢成长、壮大。
这个过程中,温度、压力等各种条件都得精确控制,稍有偏差可就不行啦!
接下来就是切片啦,把那个长大的晶体切成薄薄的硅片,这可需要高超的技术呢,就像一个优秀的理发师,要精准地剪出漂亮的发型一样。
然后呢,还有各种清洗、抛光等步骤,把硅片打磨得光滑如镜,这是为了让它能更好地发挥作用呀,就像是给运动员精心准备装备,让他们能在赛场上尽情驰骋。
在整个过程中,每一个环节都紧密相连,缺一不可呀!就像链条上的每一环,都得坚固无比才能让整个机器正常运转。
而且呀,这需要无数专业的人员,他们就像一群超级英雄,各自发挥着自己的本领,共同打造出这神奇的硅片呢!
硅片生产工艺流程真的是太神奇啦!它让我们的电子世界变得丰富多彩,没有它,我们的手机、电脑、电视等等这些高科技产品都无从谈起呀!所以说,我们真的应该好好珍惜和感谢这些默默奉献的人们和这神奇的工艺流程呢!。
硅片的制作流程及原理
硅片,也称为矽片,是指将高纯度的硅块切割而成的薄片状材料。
硅片在集成电路、太阳能电池等领域有着广泛的应用。
硅片的制作过程涉及到多个环节和原理,下面简单介绍其制作流程和原理:
1.原材料准备:硅片的制备主要依赖于高纯度多晶硅。
多晶硅是通过将冶金
硅在真空炉中加热、熔化,然后再通过高温还原法得到高纯度多晶硅。
得到的硅经过密封包装以防氧化,供后续工序使用。
2.硅块生长:这一步是将高纯度多晶硅在单晶炉中加热,通过拉伸和旋转的
方法,逐渐形成单晶硅棒。
这个过程中涉及到物理和化学原理,如结晶学、热力学等。
3.切割硅片:将单晶硅棒锯成薄片,通常每片厚度约为200-300微米。
这一
步通常使用金刚石锯片进行切割,涉及到机械和物理原理。
4.抛光和清洗:对切割好的硅片进行抛光和清洗,以去除表面杂质和损伤层,
提高硅片的表面质量和光学性能。
这个过程中涉及到化学和物理原理,如化学反应、物理摩擦等。
此外,硅片的制作过程中还涉及到很多具体的技术细节和工艺控制,如温度、压力、时间、气氛等参数的控制,以及各种设备和仪器的使用。
总结:硅片的制作流程及原理指的是将高纯度的多晶硅转化为单晶硅棒,再将其切割成薄片状材料的过程。
这个过程中涉及到多个环节和原理,包括原材料准备、硅块生长、切割、抛光和清洗等。
每个环节都有其特定的技术和原理,如结晶学、热力学、机械和物理原理等。
掌握这些原理和技术是保证硅片质量和性能的关键。
硅片切片生产工艺一、引言硅片是半导体行业中不可或缺的材料,用于制造集成电路和太阳能电池等。
硅片的质量和性能直接影响着半导体器件的性能。
硅片切片生产工艺是硅片制造的关键环节之一,本文将介绍硅片切片的工艺流程和技术要点。
二、硅片切片工艺流程硅片切片工艺主要包括硅锭修整、切割和抛光三个步骤。
1. 硅锭修整硅锭是硅片的原材料,通常是由单晶硅材料通过晶体生长技术制备而成。
在硅锭修整过程中,首先需要对硅锭进行外观检查,排除表面缺陷和杂质等不良区域。
然后,通过切割硅锭的两个端面,使其成为一个圆柱体。
最后,对硅锭进行磨削和抛光,以获得平整的硅锭表面。
2. 切割切割是硅片切片工艺的核心步骤。
在切割过程中,硅锭被切割成厚度通常为几百微米的硅片。
切割硅锭的主要方法有线锯切割和内径切割两种。
线锯切割是最常用的硅片切割方法。
在线锯切割中,硅锭被固定在切割机上,通过高速旋转的金刚石线锯进行切割。
线锯切割的优点是切割速度快,适用于大规模生产。
然而,线锯切割的缺点是切割损耗大,切割面不够平整,需要进行后续的抛光处理。
内径切割是一种新兴的硅片切割方法。
在内径切割中,硅锭被放置在一个旋转的切割盘上,通过内径切割盘上的多个切割刀具进行切割。
内径切割的优点是切割损耗小,切割面平整度高,不需要进行后续的抛光处理。
然而,内径切割的缺点是切割速度较慢,适用于小规模生产。
3. 抛光切割后的硅片表面通常不够平整,需要进行抛光处理。
抛光的目的是去除切割过程中产生的划痕和裂纹,并获得平整的硅片表面。
抛光过程中使用的研磨液一般是硅碳化颗粒和氢氧化钠的混合物,通过旋转的抛光盘和压力控制进行研磨。
抛光时间和压力的控制对于获得理想的抛光效果至关重要。
三、硅片切片工艺的技术要点硅片切片工艺需要注意以下技术要点:1. 切割损耗控制:切割硅片时会产生一定损耗,如刀宽和切割线间距等因素都会影响切割损耗。
合理调整这些参数可以降低切割损耗,提高硅片的利用率。
2. 切割面平整度控制:切割面平整度直接影响着后续工艺步骤的成功与否。
光伏硅片生产工艺流程光伏硅片是太阳能电池板的主要组成部分,其生产工艺流程包括原料准备、硅片生长、硅片切割、电池片制作等多个步骤。
下面将详细介绍光伏硅片的生产工艺流程。
首先,光伏硅片的生产需要准备原料。
主要原材料为硅矿石,通过选矿加工后得到高纯度金属硅,然后将金属硅经过冶炼、电解等步骤制得硅片使用的衬底材料。
第二步是硅片生长。
硅片生长主要有Czochralski法和浮区法两种方法。
Czochralski法将高纯度硅坯料放入石英坩埚中,加热至高温并搅拌,通过向下拉出硅坯料,使其在液体硅溶液中逐渐凝固形成硅单晶。
而浮区法则是将硅块悬挂在石英管内,通过向上拉出硅块,使其在高温条件下逐渐凝固,并保持整体的纯净性。
这些硅单晶然后被切割成较薄的硅片。
第三步是硅片切割。
硅片切割是将硅单晶切割成薄片的过程。
通常采用金刚石线锯或切割盘进行切割。
在切割硅片之前,需要对硅单晶进行晶向取向,以确定切割的方向。
切割后的硅片经过清洗和检验后,就可以用于制作太阳能电池片了。
第四步是电池片制作。
电池片制作主要有清洗、扩散、光学及反射膜涂布、黄光烧结、扩散、阳极氧化、金属化等多个步骤。
首先需要对硅片进行清洗,将硅表面的杂质去除。
接着,通过扩散工艺在硅表面形成p型或n型电导性。
然后,进行光学及反射膜的涂布,以提高光吸收能力。
接着,进行黄光烧结,使电池片更加稳定。
扩散是为了形成pn结,阳极氧化是为了保护电池片表面。
最后,通过金属化将正负极引出,形成太阳能电池片。
以上就是光伏硅片的主要生产工艺流程。
虽然每个工艺都有多个步骤,但每个步骤的作用都是为了提高光伏硅片的效率和稳定性。
随着光伏技术的不断进步,工艺流程也在不断地改进,以适应太阳能市场的需求。
培训目的:1、确定硅片生产过程整个目标;2、为工艺过程确定一典型流程;3、描述每个工艺步骤的目的;4、在硅片生产过程中,硅片性能的三个主要关系的确定。
简介硅片的准备过程从硅单晶棒开始,到清洁的抛光片结束,以能够在绝好的环境中使用。
期间,从一单晶硅棒到加工成数片能满足特殊要求的硅片要经过很多流程和清洗步骤。
除了有许多工艺步骤之外,整个过程几乎都要在无尘的环境中进行。
硅片的加工从一相对较脏的环境开始,最终在10级净空房内完成。
工艺过程综述硅片加工过程包括许多步骤。
所有的步骤概括为三个主要种类:能修正物理性能如尺寸、形状、平整度、或一些体材料的性能;能减少不期望的表面损伤的数量;或能消除表面沾污和颗粒。
硅片加工的主要的步骤如表1.1的典型流程所示。
工艺步骤的顺序是很重要的,因为这些步骤的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以减少硅片的沾污。
在以下的章节中,每一步骤都会得到详细介绍。
表1.1 硅片加工过程步骤1.切片2.激光标识3.倒角4.磨片5.腐蚀6.背损伤7.边缘镜面抛光8.预热清洗9.抵抗稳定——退火10.背封11.粘片12.抛光13.检查前清洗14.外观检查15.金属清洗16.擦片17.激光检查18.包装/货运切片(class 500k)硅片加工的介绍中,从单晶硅棒开始的第一个步骤就是切片。
这一步骤的关键是如何在将单晶硅棒加工成硅片时尽可能地降低损耗,也就是要求将单晶棒尽可能多地加工成有用的硅片。
为了尽量得到最好的硅片,硅片要求有最小量的翘曲和最少量的刀缝损耗。
切片过程定义了平整度可以基本上适合器件的制备。
切片过程中有两种主要方式——内圆切割和线切割。
这两种形式的切割方式被应用的原因是它们能将材料损失减少到最小,对硅片的损伤也最小,并且允许硅片的翘曲也是最小。
切片是一个相对较脏的过程,可以描述为一个研磨的过程,这一过程会产生大量的颗粒和大量的很浅表面损伤。
硅片切割完成后,所粘的碳板和用来粘碳板的粘结剂必须从硅片上清除。
在这清除和清洗过程中,很重要的一点就是保持硅片的顺序,因为这时它们还没有被标识区分。
激光标识(Class 500k)在晶棒被切割成一片片硅片之后,硅片会被用激光刻上标识。
一台高功率的激光打印机用来在硅片表面刻上标识。
硅片按从晶棒切割下的相同顺序进行编码,因而能知道硅片的正确位置。
这一编码应是统一的,用来识别硅片并知道它的来源。
编码能表明该硅片从哪一单晶棒的什么位置切割下来的。
保持这样的追溯是很重要的,因为单晶的整体特性会随着晶棒的一头到另一头而变化。
编号需刻的足够深,从而到最终硅片抛光完毕后仍能保持。
在硅片上刻下编码后,即使硅片有遗漏,也能追溯到原来位置,而且如果趋向明了,那么就可以采取正确的措施。
激光标识可以在硅片的正面也可在背面,尽管正面通常会被用到。
倒角当切片完成后,硅片有比较尖利的边缘,就需要进行倒角从而形成子弹式的光滑的边缘。
倒角后的硅片边缘有低的中心应力,因而使之更牢固。
这个硅片边缘的强化,能使之在以后的硅片加工过程中,降低硅片的碎裂程度。
图1.1举例说明了切片、激光标识和倒角的过程。
图1.1磨片(Class 500k)接下来的步骤是为了清除切片过程及激光标识时产生的不同损伤,这是磨片过程中要完成的。
在磨片时,硅片被放置在载体上,并围绕放置在一些磨盘上。
硅片的两侧都能与磨盘接触,从而使硅片的两侧能同时研磨到。
磨盘是铸铁制的,边缘锯齿状。
上磨盘上有一系列的洞,可让研磨砂分布在硅片上,并随磨片机运动。
磨片可将切片造成的严重损伤清除,只留下一些均衡的浅显的伤痕;磨片的第二个好处是经磨片之后,硅片非常平整,因为磨盘是极其平整的。
磨片过程主要是一个机械过程,磨盘压迫硅片表面的研磨砂。
研磨砂是由将氧化铝溶液延缓煅烧后形成的细小颗粒组成的,它能将硅的外层研磨去。
被研磨去的外层深度要比切片造成的损伤深度更深。
腐蚀(Class 100k)磨片之后,硅片表面还有一定量的均衡损伤,要将这些损伤去除,但尽可能低的引起附加的损伤。
比较有特色的就是用化学方法。
有两种基本腐蚀方法:碱腐蚀和酸腐蚀。
两种方法都被应用于溶解硅片表面的损伤部分。
背损伤(Class 100k)在硅片的背面进行机械损伤是为了形成金属吸杂中心。
当硅片达到一定温度时?,如Fe, Ni, Cr, Zn等会降低载流子寿命的金属原子就会在硅体内运动。
当这些原子在硅片背面遇到损伤点,它们就会被诱陷并本能地从内部移动到损伤点。
背损伤的引入典型的是通过冲击或磨损。
举例来说,冲击方法用喷砂法,磨损则用刷子在硅片表面磨擦。
其他一些损伤方法还有:淀积一层多晶硅和产生一化学生长层。
边缘抛光硅片边缘抛光的目的是为了去除在硅片边缘残留的腐蚀坑。
当硅片边缘变得光滑,硅片边缘的应力也会变得均匀。
应力的均匀分布,使硅片更坚固。
抛光后的边缘能将颗粒灰尘的吸附降到最低。
硅片边缘的抛光方法类似于硅片表面的抛光。
硅片由一真空吸头吸住,以一定角度在一旋转桶内旋转且不妨碍桶的垂直旋转。
该桶有一抛光衬垫并有砂浆流过,用一化学/机械抛光法将硅片边缘的腐蚀坑清除。
另一种方法是只对硅片边缘进行酸腐蚀。
图1.2举例说明了上述四个步骤:图1.2预热清洗(Class 1k)在硅片进入抵抗稳定前,需要清洁,将有机物及金属沾污清除,如果有金属残留在硅片表面,当进入抵抗稳定过程,温度升高时,会进入硅体内。
这里的清洗过程是将硅片浸没在能清除有机物和氧化物的清洗液(H2SO4+H2O2)中,许多金属会以氧化物形式溶解入化学清洗液中;然后,用氢氟酸(HF)将硅片表面的氧化层溶解以清除污物。
抵抗稳定——退火(Class 1k)硅片在CZ炉内高浓度的氧氛围里生长。
因为绝大部分的氧是惰性的,然而仍有少数的氧会形成小基团。
这些基团会扮演n-施主的角色,就会使硅片的电阻率测试不正确。
要防止这一问题的发生,硅片必须首先加热到650℃左右。
这一高的温度会使氧形成大的基团而不会影响电阻率。
然后对硅片进行急冷,以阻碍小的氧基团的形成。
这一过程可以有效的消除氧作为n-施主的特性,并使真正的电阻率稳定下来。
背封(Class 10k)对于重掺的硅片来说,会经过一个高温阶段,在硅片背面淀积一层薄膜,能阻止掺杂剂的向外扩散。
这一层就如同密封剂一样防止掺杂剂的逃逸。
通常有三种薄膜被用来作为背封材料:二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、多晶硅。
如果氧化物或氮化物用来背封,可以严格地认为是一密封剂,而如果采用多晶硅,除了主要作为密封剂外,还起到了外部吸杂作用。
图1.3举例说明了预热清洗、抵抗稳定和背封的步骤。
图1.3 预热清洗、阻抗稳定和背封示意图粘片(Class 10k)在硅片进入抛光之前,先要进行粘片。
粘片必须保证硅片能抛光平整。
有两种主要的粘片方式,即蜡粘片或模板粘片。
顾名思义,蜡粘片用一固体松香蜡与硅片粘合,并提供一个极其平的参考表面?。
这一表面为抛光提供了一个固体参考平面。
粘的蜡能防止当硅片在一侧面的载体下抛光时硅片的移动。
蜡粘片只对单面抛光的硅片有用。
另一方法就是模板粘片,有两种不同变异。
一种只适用于单面抛光,用这种方法,硅片被固定在一圆的模板上,再放置在软的衬垫上。
这一衬垫能提供足够的摩擦力因而在抛光时,硅片的边缘不会完全支撑到侧面载体,硅片就不是硬接触,而是“漂浮”在物体上。
当正面进行抛光时,单面的粘片保护了硅片的背面。
另一种方法适用于双面的抛光。
用这种方法,放置硅片的模板上下两侧都是敞开的,通常两面都敞开的模板称为载体。
这种方法可以允许在一台机器上进行抛光时,两面能同时进行,操作类似于磨片机。
硅片的两个抛光衬垫放置在相反的方向,这样硅片被推向一个方向的顶部时和相反方向的底部,产生的应力会相互抵消。
这就有利于防止硅片被推向坚硬的载体而导致硅片边缘遭到损坏。
?除了许多加载在硅片边缘负荷,当硅片随载体运转时,边缘不大可能会被损坏。
抛光(Class ≤1k)硅片抛光的目的是得到一非常光滑、平整、无任何损伤的硅表面。
抛光的过程类似于磨片的过程,只是过程的基础不同。
磨片时,硅片进行的是机械的研磨;而在抛光时,是一个化学/机械的过程。
这个在操作原理上的不同是造成抛光能比磨片得到更光滑表面的原因。
抛光时,用特制的抛光衬垫和特殊的抛光砂对硅片进行化学/机械抛光。
硅片抛光面是旋转的,在一定压力下,并经覆盖在衬垫上的研磨砂。
抛光砂由硅胶和一特殊的高pH值的化学试剂组成。
这种高pH的化学试剂能氧化硅片表面,又以机械方式用含有硅胶的抛光砂将氧化层从表面磨去。
硅片通常要经多步抛光。
第一步是粗抛,用较硬衬垫,抛光砂更易与之反应,而且比后面的抛光中用到的砂中有更多粗糙的硅胶颗粒。
第一步是为了清除腐蚀斑和一些机械损伤。
在接下来的抛光中,用软衬、含较少化学试剂和细的硅胶颗粒的抛光砂。
清除剩余损伤和薄雾的最终的抛光称为精抛。
粘片和抛光过程如图1.4所示:图1.4 粘片和抛光示意图检查前清洗(class 10)硅片抛光后,表面有大量的沾污物,绝大部分是来自于抛光过程的颗粒。
抛光过程是一个化学/机械过程,集中了大量的颗粒。
为了能对硅片进行检查,需进行清洗以除去大部分的颗粒。
通过这次清洗,硅片的清洁度仍不能满足客户的要求,但能对其进行检查了。
通常的清洗方法是在抛光后用RCA SC-1清洗液。
有时用SC-1清洗时,同时还用磁超声清洗能更为有效。
另一方法是先用H2SO4/H2O2,再用HF清洗。
相比之下,这种方法更能有效清除金属沾污。
检查经过抛光、清洗之后,就可以进行检查了。
在检查过程中,电阻率、翘曲度、总厚度超差和平整度等都要测试。
所有这些测量参数都要用无接触方法测试,因而抛光面才不会受到损伤。
在这点上,硅片必须最终满足客户的尺寸性能要求,否则就会被淘汰。
金属物去除清洗硅片检查完后,就要进行最终的清洗以清除剩余在硅片表面的所有颗粒。
主要的沾污物是检查前清洗后仍留在硅片表面的金属离子。
这些金属离子来自于各不同的用到金属与硅片接触的加工过程,如切片、磨片。
一些金属离子甚至来自于前面几个清洗过程中用到的化学试剂。
因此,最终的清洗主要是为了清除残留在硅片表面的金属离子。
这样做的原因是金属离子能导致少数载流子寿命,从而会使器件性能降低。
SC-1标准清洗液对清除金属离子不是很有效。
因此,要用不同的清洗液,如HCl,必须用到。
擦片在用HCl清洗完硅片后,可能还会在表面吸附一些颗粒。
一些制造商选择PV A制的刷子来清除这些残留颗粒。
在擦洗过程中,纯水或氨水(NH4OH)应流经硅片表面以带走沾附的颗粒。
用PV A擦片是清除颗粒的有效手段。
激光检查硅片的最终清洗完成后,就需要检查表面颗粒和表面缺陷。
激光检查仪能探测到表面的颗粒和缺陷。
因为激光是短波中高强度的波源。
激光在硅片表面反射。
如果表面没有任何问题,光打到硅片表面就会以相同角度反射。