请写出半导体硅片加工从头到尾的各个关键环节,哪道工序用金刚石砂轮

请写出半导体硅片加工从头到尾的各个关键环节,哪道工序用金刚石砂轮,第1张

从多晶硅到单晶硅棒再到切(硅)片这一段是用不到金刚石砂轮的!我们公司就是从事光伏产品的制造! 从多晶硅-单晶硅-切片都做的!

目前超过98%的电子元件材料全部使用单晶硅。其中用CZ法占了约85%,其他部份则是由浮融法FZ生长法。CZ法生长出的单晶硅,用在生产低功率的集成电路元件。而FZ法生长出的单晶硅则主要用在高功率的电子元件。CZ法所以比FZ法更普遍被半导体工业采用,主要在于它的高氧含量提供了晶片强化的优点。另外一个原因是CZ法比FZ法更容易生产出大尺寸的单晶硅棒。

目前国内主要采用CZ法

CZ法主要设备:CZ生长炉

CZ法生长炉的组成元件可分成四部分

(1)炉体:包括石英坩埚,石墨坩埚,加热及绝热元件,炉壁

(2)晶棒及坩埚拉升旋转机构:包括籽晶夹头,吊线及拉升旋转元件

(3)气氛压力控制:包括气体流量控制,真空系统及压力控制阀

(4)控制系统:包括侦测感应器及电脑控制系统

加工工艺:

加料→熔化→缩颈生长→放肩生长→等径生长→尾部生长

(1)加料:将多晶硅原料及杂质放入石英坩埚内,杂质的种类依电阻的N或P型而定。杂质种类有硼,磷,锑,砷。

(2)熔化:加完多晶硅原料于石英埚内后,长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内,然后打开石墨加热器电源,加热至熔化温度(1420℃)以上,将多晶硅原料熔化。

(3)缩颈生长:当硅熔体的温度稳定之后,将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力,会使籽晶产生位错,这些位错必须利用缩劲生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升,使长出的籽晶的直径缩小到一定大小(4-6mm)由于位错线与生长轴成一个交角,只要缩颈够长,位错便能长出晶体表面,产生零位错的晶体。

(4)放肩生长:长完细颈之后,须降低温度与拉速,使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。

(5)等径生长:长完细颈和肩部之后,借着拉速与温度的不断调整,可使晶棒直径维持在正负2mm之间,这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。

(6)尾部生长:在长完等径部分之后,如果立刻将晶棒与液面分开,那么效应力将使得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生,必须将晶棒的直径慢慢缩小,直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为尾部生长。长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出,即完成一次生长周期。

单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片

加工流程:

单晶生长→切断→外径滚磨→平边或V型槽处理→切片

倒角→研磨 腐蚀--抛光→清洗→包装

切断:目的是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分,将单晶硅棒分段成切片设备可以处理的长度,切取试片测量单晶硅棒的电阻率含氧量。

切断的设备:内园切割机或外园切割机

切断用主要进口材料:刀片

外径磨削:由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大,通过外径滚磨可以获得较为精确的直径。

外径滚磨的设备:磨床

平边或V型槽处理:指方位及指定加工,用以单晶硅捧上的特定结晶方向平边或V型。

处理的设备:磨床及X-RAY绕射仪。

切片:指将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶片。

切片的设备:内园切割机或线切割机

倒角:指将切割成的晶片税利边修整成圆弧形,防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生,增加磊晶层及光阻层的平坦度。

倒角的主要设备:倒角机

研磨:指通过研磨能除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层,有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度,达到一个抛光过程可以处理的规格。

研磨的设备:研磨机(双面研磨)

主要原料:研磨浆料(主要成份为氧化铝,铬砂,水),滑浮液。

腐蚀:指经切片及研磨等机械加工后,晶片表面受加工应力而形成的损伤层,通常采用化学腐蚀去除。

腐蚀的方式:(A)酸性腐蚀,是最普遍被采用的。酸性腐蚀液由硝酸(HNO3),氢氟酸(HF),及一些缓冲酸(CH3COCH,H3PO4)组成。

(B)碱性腐蚀,碱性腐蚀液由KOH或NaOH加纯水组成。

抛光:指单晶硅片表面需要改善微缺陷,从而获得高平坦度晶片的抛光。

抛光的设备:多片式抛光机,单片式抛光机。

抛光的方式:粗抛:主要作用去除损伤层,一般去除量约在10-20um;

精抛:主要作用改善晶片表面的微粗糙程度,一般去除量1um以下

主要原料:抛光液由具有SiO2的微细悬硅酸胶及NaOH(或KOH或NH4OH)组成,分为粗抛浆和精抛浆。

清洗:在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗,这里的清洗主要是抛光后的最终清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。

清洗的方式:主要是传统的RCA湿式化学洗净技术。

主要原料:H2SO4,H2O2,HF,NH4HOH,HCL

(3)损耗产生的原因

A.多晶硅--单晶硅棒

多晶硅加工成单晶硅棒过程中:如产生损耗是重掺埚底料、头尾料则无法再利用,只能当成冶金行业如炼铁、炼铝等用作添加剂;如产生损耗是非重掺埚底料、头尾料可利用制成低档次的硅产品,此部分应按边角料征税。

重掺料是指将多晶硅原料及接近饱和量的杂质(种类有硼,磷,锑,砷。杂质的种类依电阻的N或P型)放入石英坩埚内溶化而成的料。

重掺料主要用于生产低电阻率(电阻率<0.011欧姆/厘米)的硅片。

损耗:单晶拉制完毕后的埚底料约15%。

单晶硅棒整形过程中的头尾料约20%。

单晶整形过程中(外径磨削工序)由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大,通过外径磨削可以获得较为精确的直径。损耗约10%-13%。

希望能对你有帮助!

T352光器件封装-光器件封装工艺之--lot、wafer、bar条、die、chip的区别

光通信女人

光通信女人

光通信女人

这是个挺有意思的话题,器件封装厂家介绍,“我们有Bar条解理和测试”时,内心常常充满了自豪,也经常会迎来参观访问者们一句“哦”。

今天国华聊几个名词,比如激光器lot、wafer、bar、die、chip都是指哪一种形态? 顺便聊下为什么激光器特有Bar条这个词。

半导体光芯片或者电芯片,最早都是一盘子做出来,在一个wafer上,或者叫晶元、晶圆。

无论是光模块里的激光器芯片、探测器芯片、驱动器电芯片,都是一盘一盘的做出来的。中间工艺有不同,设备不同,材料不同....

但都是一个圆盘子,早期小文【 [图文1]T218 半导体芯片制造流程与设备】,点击就可以链接。

国华之前小文说一盘子制作完成之后,整体用探针卡测试,把不良品标注(绿

光通信行业有个特殊的中间品,叫Bar条,这是什么神奇的东西呢。

比如,探测器芯片,可以直接给光一测有木有转成电,或者VCSEL是面发射,一盘子每个激光器加电,一测上面有没有光什么波长的光....。

FP、DFB是侧面发光,一盘子码的整齐的,侧面有没有光咱也看不到啊。咋办。

给它一条一条分开,侧面镀上膜做做端面处理,然后测试,好的坏的就可以区分。这个过程叫解理。

解理这个词是用在矿物质晶体上的,咱们光学的基本材料也是晶体啊,像掰巧克力一样,顺着纹理稍稍用力,就解开成一条条的。

“那直接掰成一块块的测试呗”

也不是不可以,羊毛出在羊身上,你让咱供应商一把把薅羊毛可以,一根一根薅羊毛也可以,用多少人费多少时间的问题呗。

能一盘盘测试,就不愿多费人力设备一条条测,能一条一条的测就不愿意一颗一颗的测。谁家的钱也不是大风刮来的。

Bar测好,再整成小芯片,这个小芯片,一颗颗的,有叫“晶粒”、有叫“chip”,也有叫“芯片或光芯片”,还有叫“管芯”...

为甚么有个管字,其实国华也没有找到确切出处, 或者可能是激光器也好,探测器也好,本质是个PN结,也就是二极管的“管”。

管它呢继续聊,做成一颗颗芯片就可以去封装成光器件了。

哦,对,咱们还有一个词,叫lot,其实一炉子(MOCVD)不只出一盘wafer,一般几盘放一起做,叫一个批次,材料的配比相同,工艺流程相同。

这同一批次叫一个lot,有些属性是通的,

做为一个自豪的底层劳动人民,劳动人民的自豪也是分层次的,自豪程度也是略有不同。

比如,越精细的越自豪:

有材料生长能力>晶圆能力>bar条测试能力>TO封装能力>OSA组装能力>光模块设计能力

越上游越自豪(甲方掏腰包的角色):

运营商>设备制造商>模块制造商>光器件制造商>芯片提供商>辅材配料商

资源越稀缺越自豪:

光芯片制造能力>电芯片制造能力>封装能力>芯片使用者

在国华的看法里,一个产业良性共同发展才是大道之理,共同把一个蛋糕做精美,无论做蛋糕的师傅、卖蛋糕的店员、买蛋糕的美女都会开心、掏腰包的大哥略忧伤。

一个良性产业各自做各自专业的事,多赢,成就的是一个大环境大氛围。

君不见相机产业链的翘楚‘柯达’不是败给竞争对手,而是败给另一个产业,手机业的崛起,使得每一个手机都成为了相机。

在同一个产业内,竞争是避免不了的,如果站在对手的角度审视自己、发现问题解决问题也是提升自身的一种途径,有序的竞争与协作是个好事情。

我家大哥在家总想欺负欺负我,树立一种权威,他多歇着我多干活,他管攒钱我管挣钱。家庭话语权这是红果果的竞争啊,可是谁敢揍一下国华,我家大哥能跟他玩儿命,这也是红果果的协作。

国华今天班了个门弄了个斧,见谅见谅。


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