早期在小积体电路时代,每一个6寸的外延片上制作数以千计的芯片,现在次微米线宽的大型VLSI,每一个8寸的外延片上也只能完成一两百个大型芯片。外延片的制造虽动辄投资数百亿,但却是所有电子工业的基础。 JDi|]JY
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硅晶柱的长成,首先需要将纯度相当高的硅矿放入熔炉中,并加入预先设定好的金属物质,使产生出来的硅晶柱拥有要求的电性特质,接着需要将所有物质融化后再长成单晶的硅晶柱,以下将对所有晶柱长成制程做介绍: v1yNVs\}
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长晶主要程式: H|4O`I;~(
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1、融化(MELtDown) [N}:Di,S
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此过程是将置放于石英坩锅内的块状复晶硅加热制高于摄氏1420度的融化温度之上,此阶段中最重要的参数为坩锅的位置与热量的供应,若使用较大的功率来融化复晶硅,石英坩锅的寿命会降低,反之功率太低则融化的过程费时太久,影响整体的产能。 W9~vBU
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2、颈部成长(Neck Growth) P1b5=/}:V
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当硅融浆的温度稳定之后,将方向的晶种渐渐注入液中,接着将晶种往上拉升,并使直径缩小到一定(约6mm),维持此直径并拉长10-20cm,以消除晶种内的排差(dislocation),此种零排差(dislocation-free)的控制主要为将排差局限在颈部的成长。 F:.rb
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3、晶冠成长(Crown Growth) /wB<1b"
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长完颈部后,慢慢地降低拉速与温度,使颈部的直径逐渐增加到所需的大小。 RLN>*X
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4、晶体成长(Body Growth) GZ#6}/;b
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利用拉速与温度变化的调整来迟维持固定的晶棒直径,所以坩锅必须不断的上升来维持固定的液面高度,于是由坩锅传到晶棒及液面的辐射热会逐渐增加,此辐射热源将致使固业介面的温度梯度逐渐变小,所以在晶棒成长阶段的拉速必须逐渐地降低,以避免晶棒扭曲的现象产生。 q/Dc*Qn
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5、尾部成长(Tail Growth) LlP_`fA
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当晶体成长到固定(需要)的长度后,晶棒的直径必须逐渐地缩小,直到与液面分开,此乃避免因热应力造成排差与滑移面现象。 d]0.6T1[K
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