ʻO nā wafers nā mea waiwai nui no ka hana ʻana i nā kaʻa i hoʻohui ʻia, nā mea semiconductor discrete a me nā mea mana. ʻOi aku ma mua o 90% o nā kaapuni hoʻohui i hana ʻia ma nā wafers maʻemaʻe kiʻekiʻe.
ʻO nā mea hoʻomākaukau Wafer e pili ana i ke kaʻina hana o ka hana ʻana i nā mea silika polycrystalline maʻemaʻe i loko o ka silicon single crystal rod material o kahi anawaena a me ka lōʻihi, a laila e hoʻokau i nā mea koʻikoʻi koʻikoʻi silika hoʻokahi i ke ʻano o ka hana mechanical, mālama kemika a me nā hana ʻē aʻe.
ʻO nā mea hana e hana ana i nā wafers silicon a i ʻole epitaxial silicon wafers e hoʻokō i kekahi pololei geometric a me nā koi o ka maikaʻi o ka ʻili a hāʻawi i ka substrate silicon i koi ʻia no ka hana ʻana i ka chip.
ʻO ke kaʻina hana maʻamau no ka hoʻomākaukau ʻana i nā wafer silika me ke anawaena o lalo o 200 mm ʻo ia:
ʻO ka ulu ʻana o ke aniani hoʻokahi → ʻoki ʻia → ʻōwili ʻia ke anawaena o waho → ʻoki ʻia → chamfering → wili → etching → gettering → polishing → hoʻomaʻemaʻe → epitaxy → paʻi, etc.
ʻO ke kaʻina hana nui no ka hoʻomākaukau ʻana i nā wafers silicon me ke anawaena o 300 mm penei:
ʻO ka ulu ʻana o ke aniani hoʻokahi → ka ʻoki ʻana → ka ʻōwili ʻana o waho → ka ʻoki ʻana → ka chamfering → ka wili ʻana o ka ʻili → ke kālai ʻia → ka hoʻoliʻiliʻi ʻaoʻao → ka poli ʻaoʻao ʻelua → ka poli ʻaoʻao hoʻokahi → ka hoʻomaʻemaʻe hope → epitaxy/annealing → hoʻopili, etc.
1.Silicon mea
He mea semiconductor ka Silicon no ka mea he 4 valence electrons a aia ma ka hui IVA o ka papaʻaina me nā mea ʻē aʻe.
ʻO ka helu o nā electrons valence i loko o ke silikona e kau pono ia ma waena o kahi mea hoʻokele maikaʻi (1 valence electron) a me kahi insulator (8 valence electron).
ʻAʻole ʻike ʻia ka silikoni maʻemaʻe ma ke ʻano a pono e unuhi ʻia a hoʻomaʻemaʻe ʻia i lawa ka maʻemaʻe no ka hana ʻana. Loaʻa pinepine ia i loko o ka silica (silicon oxide a i ʻole SiO2) a me nā silicates ʻē aʻe.
ʻO nā ʻano ʻano SiO2 ʻē aʻe he aniani, ke aniani kala ʻole, ka quartz, ka agate a me ka maka o ka pōpoki.
ʻO ka mea mua i hoʻohana ʻia ma ke ʻano he semiconductor he germanium i nā makahiki 1940 a me nā makahiki 1950, akā ua hoʻololi koke ʻia e ke silika.
Ua koho ʻia ʻo Silicon ma ke ʻano he semiconductor nui no nā kumu nui ʻehā:
Ka nui o na lako Silika: ʻO Silicon ka lua o ka mea nui loa ma ka Honua, ʻo ia ka 25% o ka ʻōpala o ka Honua.
ʻO ka helu hoʻoheheʻe kiʻekiʻe o ka mea silika e hiki ai ke hoʻomanawanui i ke kaʻina hana: ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka helu heheʻe o ke kilika ma 1412°C ma mua o ka helu heheʻe o germanium ma 937°C. ʻO ka helu hoʻoheheʻe kiʻekiʻe e hiki ai i ke silika ke kū i nā kaʻina hana wela kiʻekiʻe.
ʻOi aku ka laulā o nā mea hana silikoni;
ʻO ka ulu maoli ʻana o ka silikon oxide (SiO2): ʻO SiO2 kahi mea kiʻekiʻe kiʻekiʻe, paʻa i ka uila insulating mea hana a hana ma ke ʻano he pale kemika maikaʻi loa e pale aku i ke kilika mai ka haumia o waho. He mea koʻikoʻi ke kūpaʻa uila e pale aku i ka leaka ma waena o nā conductors pili i nā kaapuni hoʻohui. ʻO ka hiki ke ulu i nā ʻāpana lahilahi paʻa o ka mea SiO2 he mea nui ia i ka hana ʻana i nā mea hana kiʻekiʻe metal-oxide semiconductor (MOS-FET). Loaʻa i ka SiO2 nā waiwai mechanical like me ke silika, e ʻae ana i ka hoʻoili ʻana i ka wela kiʻekiʻe me ka ʻole o ka hoʻoili ʻana i ka wafer silika.
2.Wafer hoomakaukau
Ua ʻoki ʻia nā wafers semiconductor mai nā mea semiconductor nui. Ua kapa ʻia kēia mea semiconductor he koʻokoʻo aniani, i ulu ʻia mai kahi poloka nui o ka polycrystalline a me nā mea intrinsic undoped.
ʻO ka hoʻololi ʻana i kahi poloka polycrystalline i loko o kahi aniani nui hoʻokahi a hāʻawi iā ia i ke ʻano aniani pololei a me ka nui kūpono o ka N-type a i ʻole P-type doping i kapa ʻia ʻo ka ulu kristal.
ʻO nā ʻenehana maʻamau no ka hana ʻana i nā ingots silikon kristal hoʻokahi no ka hoʻomākaukau ʻana i ka wafer silicon ke ʻano Czochralski a me ke ʻano hoʻoheheʻe zone.
2.1 Czochralski ala a me Czochralski ka lua aniani kapuahi
ʻO ke ʻano Czochralski (CZ), i ʻike ʻia ʻo ke ʻano Czochralski (CZ), e pili ana i ke kaʻina hana o ka hoʻololi ʻana i ka wai silicon semiconductor-grade i hoʻoheheʻe ʻia i loko o nā ingots silicon solid single-crystal me ka ʻano aniani pololei a doped i loko o ka N-type a i ʻole P- ʻano ʻano.
I kēia manawa, ʻoi aku ma mua o 85% o ka silika aniani hoʻokahi i ulu me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano Czochralski.
ʻO Czochralski hoʻokahi kapuaʻi aniani e pili ana i kahi mea hana e hoʻoheheʻe ai i nā mea polysilicon maʻemaʻe kiʻekiʻe i loko o ka wai ma ka hoʻomehana ʻana i loko o kahi ʻūhā kiʻekiʻe i pani ʻia a i ʻole ke kinoea laʻa (a i ʻole ke kinoea inert) palekana, a laila hoʻihoʻi hou iā lākou e hana i nā mea silikon kristal hoʻokahi me kekahi o waho. ana ana.
ʻO ke kumu hana o ka umu aniani hoʻokahi ke kaʻina hana kino o ka polycrystalline silicon material recrystallizing i hoʻokahi mea aniani kristal i loko o kahi kūlana wai.
Hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka CZ i ʻehā mau ʻāpana: ke kino umu, ka ʻōnaehana hoʻoili mechanical, ka ʻōnaehana hoʻomehana a me ka wela, a me ka ʻōnaehana hoʻoili kinoea.
Aia i loko o ke kino kapuahi ka lua umu ahi, kahi axis kristal hua, kahi kīʻaha quartz, kahi puna doping, kahi uhi aniani hua, a me ka puka aniani.
ʻO ka lua o ka umu ahi e hōʻoia i ka māhele likeʻana o ka mahana o ka umu ahi a hiki ke hoʻopau maikaʻi i ka wela; hoʻohana ʻia ka ʻaʻa aniani hua no ka hoʻokele ʻana i ke aniani hua e neʻe i luna a i lalo a hoʻololi; hoʻokomo ʻia nā mea haumia e pono ai e hoʻopaʻa ʻia i loko o ka puna doping;
ʻO ka uhi aniani hua no ka pale ʻana i ke aniani hua mai ka haumia. Hoʻohana nui ʻia ka ʻōnaehana hoʻoili mechanical e hoʻomalu i ka neʻe ʻana o ka crystal seed a me ka crucible.
I mea e hōʻoiaʻiʻo ai ʻaʻole i hoʻoneʻe ʻia ka hoʻonā silicon, pono ke kiʻekiʻe loa o ka degere vacuum i loko o ka umu, ma lalo o 5 Torr, a ʻo ka maʻemaʻe o ke kinoea inert i hoʻohui ʻia ma luna o 99.9999%.
Hoʻohana ʻia kahi ʻāpana o ka silika aniani hoʻokahi me ke ʻano aniani i makemake ʻia ma ke ʻano he aniani hua e ulu ai i kahi silicon ingot, a ʻo ka silicon ingot i ulu e like me ke kope o ka aniani hua.
Pono e ho'omalu pono 'ia nā kūlana ma waena o ka silikoni ho'ohehe'e a me ka 'ano'ano kristal ho'okahi. ʻO kēia mau kūlana e hōʻoiaʻiʻo e hiki i ka ʻāpana lahilahi o ke silika ke hoʻopili pololei i ke ʻano o ke aniani ʻanoʻano a hiki i ka ulu ʻana i loko o kahi ingot silikon kristal nui.
2.2 Keʻano hoʻoheheʻe ʻāpana a me ka umu hoʻoheheʻe aniani hoʻokahi
Hoʻokumu ke ʻano o ka float zone (FZ) i nā ingots silika aniani me ka haʻahaʻa haʻahaʻa o ka oxygen. Ua hoʻomohala ʻia ke ʻano o ka float zone i ka makahiki 1950 a hiki iā ia ke hana i ka silika aniani hoʻokahi maʻemaʻe a hiki i kēia lā.
ʻO ka ʻāpana e hoʻoheheʻe ai i ka umu aniani hoʻokahi e pili ana i kahi umu e hoʻohana ana i ke kumu o ka hoʻoheheʻe ʻana o ka ʻāpana e hana i kahi wahi hoʻoheheʻe haiki i loko o ke koʻokoʻo polycrystalline ma o kahi wahi paʻa haiki kiʻekiʻe o ke kino umu ahi polycrystalline rod i loko o kahi pahu hau kiʻekiʻe. kaiapuni palekana.
He mea hana kaʻina hana e hoʻoneʻe ai i ke koʻokoʻo polycrystalline a i ʻole ke kino wela o ka umu ahi e hoʻoneʻe i ka wahi hoʻoheheʻe a hoʻoheheʻe mālie iā ia i hoʻokahi koʻokoʻo aniani.
ʻO ke ʻano o ka hoʻomākaukau ʻana i nā koʻokoʻo aniani hoʻokahi ma ke ʻano hoʻoheheʻe ʻāina ʻo ia ka hiki ke hoʻomaikaʻi ʻia ka maʻemaʻe o nā koʻokoʻo polycrystalline i ke kaʻina o ka crystallization i nā koʻokoʻo aniani hoʻokahi, a ʻoi aku ka like o ka ulu ʻana o ka doping o nā mea lāʻau.
Hiki ke hoʻokaʻawale ʻia nā ʻano o ka ʻāpana hoʻoheheʻe ʻana i nā kapuahi aniani hoʻokahi i ʻelua ʻano: ka ʻāpana lana e hoʻoheheʻe ai i nā kapuahi aniani hoʻokahi e hilinaʻi nei i ka haʻalulu o ka ʻili a me ka ʻāpana ākea e hoʻoheheʻe ai i nā umu aniani hoʻokahi. Ma nā hoʻohana pono, hoʻoheheʻe ʻia nā kapuahi aniani hoʻokahi e hoʻoheheʻe ʻia i ka hoʻoheheʻe ʻana.
Hiki ke hoʻomākaukau ka ʻāpana hoʻoheheʻe ʻana i ka umu aniani hoʻokahi kiʻekiʻe-maʻemaʻe haʻahaʻa-oxygen hoʻokahi kristal silika me ka ʻole o kahi crucible. Hoʻohana nui ʻia e hoʻomākaukau i ka kiʻekiʻe-resistivity (> 20kΩ·cm) hoʻokahi kilika aniani a hoʻomaʻemaʻe i ka ʻāpana hoʻoheheʻe silika. Hoʻohana nui ʻia kēia mau huahana i ka hana ʻana i nā mana mana discrete.
ʻO ka ʻāpana e hoʻoheheʻe ai i ka umu aniani hoʻokahi i loko o kahi keʻena umu, kahi kumu luna a me kahi kumu haʻahaʻa (mechanical transmission part), kahi pahu koʻokoʻo kristal, kahi pahu aniani hua, kahi coil hoʻomehana (ke kiʻekiʻe frequency generator), nā awa kinoea (vacuum port, ke kinoea puka, puka kinoea luna), etc.
I loko o ke keʻena kapuahi, ua hoʻonohonoho ʻia ke kahe wai anuanu. ʻO ka ʻaoʻao haʻahaʻa o ke kumu o luna o ka umu aniani hoʻokahi he pahu koʻokoʻo aniani, i hoʻohana ʻia e hoʻopili i kahi koʻokoʻo polycrystalline; ʻO ka ʻaoʻao o luna o ke kumu haʻahaʻa he chuck ʻanoʻano, kahi i hoʻohana ʻia e hoʻopaʻa i ke aniani hua.
Hāʻawi ʻia kahi mana mana kiʻekiʻe i ka coil wela, a ua hoʻokumu ʻia kahi wahi hoʻoheheʻe haiki i ke koʻokoʻo polycrystalline e hoʻomaka ana mai ka hopena haʻahaʻa. I ka manawa like, huli a iho nā koʻi luna a me lalo, no laila e hoʻoheheʻe ʻia ka wahi hoʻoheheʻe i hoʻokahi aniani.
ʻO nā mea maikaʻi o ka wahi e hoʻoheheʻe ai i ka umu aniani hoʻokahi, ʻaʻole hiki ke hoʻomaikaʻi wale i ka maʻemaʻe o ka aniani hoʻokahi i hoʻomākaukau ʻia, akā e hoʻonui i ka ulu ʻana o ke koʻokoʻo doping, a hiki ke hoʻomaʻemaʻe ʻia ke koʻokoʻo kristal hoʻokahi ma o nā kaʻina hana.
ʻO nā hemahema o ka ʻāpana hoʻoheheʻe ʻana i ka umu aniani hoʻokahi he mau kumukūʻai kaʻina hana kiʻekiʻe a me ke anawaena liʻiliʻi o ka aniani hoʻokahi i hoʻomākaukau ʻia. I kēia manawa, ʻo ke anawaena kiʻekiʻe o ka aniani hoʻokahi i hiki ke hoʻomākaukau ʻia ʻo 200mm.
ʻO ke kiʻekiʻe o ke kiʻekiʻe o ka ʻāpana e hoʻoheheʻe ai i nā mea hana ipu ahi aniani hoʻokahi, a he lōʻihi ka hahau ʻana o nā koʻi luna a me lalo, no laila hiki ke hoʻonui ʻia nā koʻokoʻo aniani hoʻokahi.
3. ʻO ka hana wafer a me nā mea hana
Pono ke koʻokoʻo aniani e hele i nā kaʻina hana e hana i kahi substrate silicon e hoʻokō i nā koi o ka hana semiconductor, ʻo ia hoʻi he wafer. ʻO ke kaʻina hana maʻamau:
ʻO ka hāʻule, ʻokiʻoki, ʻokiʻoki, wafer annealing, chamfering, wili, polishing, hoʻomaʻemaʻe a me ka hoʻopili ʻana, etc.
3.1 Hoʻohui Wafer
I ke kaʻina hana o ka polycrystalline silicon a me Czochralski silicon, hoʻokahi keleka aniani ka oxygen. Ma kahi mahana, e hāʻawi ka oxygen i loko o ka silika aniani hoʻokahi i nā electrons, a e hoʻololi ʻia ka oxygen i mea hāʻawi oxygen. E hui pū kēia mau electrons me nā haumia i loko o ka wafer silika a pili i ka resistivity o ka wafer silicon.
Ke kapuahi Annealing: pili i ka umu e hoʻokiʻekiʻe i ka mahana o ka umu i 1000-1200 ° C i loko o kahi hydrogen a i ʻole argon. Ma ka mālama ʻana i ka mahana a me ka ʻoluʻolu, ua hoʻokaʻawale ʻia ka oxygen ma kahi kokoke i ka ʻili o ka wafer silikoni i hoʻomaʻamaʻa ʻia a hoʻoneʻe ʻia mai kona ʻili, e hoʻoheheʻe ʻia ka oxygen a hoʻopaʻa.
Kaʻina hana e hoʻoheheʻe i nā pōʻino liʻiliʻi ma luna o ka ʻili o nā wafer silika, e hoʻemi i ka nui o nā haumia kokoke i ka ʻili o nā wafer silika, e hōʻemi i nā hemahema, a hana i kahi wahi maʻemaʻe ma ka ʻili o nā wafer silika.
Ua kapa ʻia ka umu annealing he umu wela wela ma muli o kona wela kiʻekiʻe. Kāhea ʻia ka ʻoihana i ke kaʻina hana hoʻoheheʻe silika.
Hoʻokaʻawale ʻia ʻo Silicon wafer annealing furnace i:
-Uhi hoʻoheheʻe hoʻomoe;
-Uhi hoʻoheheʻe ʻia;
-Ke kapuahi hoopili wikiwiki.
ʻO ka ʻokoʻa nui ma waena o kahi umu annealing ākea a me kahi umu annealing vertical ʻo ia ke kuhikuhi hoʻonohonoho o ke keʻena pane.
ʻO ke keʻena hopena o ka umu annealing horizontal i hoʻonohonoho ʻia, a hiki ke hoʻouka ʻia kahi pūʻulu o nā wafer silika i loko o ke keʻena pane o ka umu annealing no ka annealing i ka manawa like. ʻO ka manawa annealing maʻamau he 20 a 30 mau minuke, akā pono ke keʻena pane i kahi manawa hoʻomehana lōʻihi e hiki ai i ka mahana i koi ʻia e ka hana annealing.
Hoʻohana pū ke kaʻina hana o ka umu annealing kū i ke ʻano o ka hoʻouka ʻana i kahi pūʻulu o nā wafer silika i loko o ke keʻena pane o ka umu annealing no ka mālama ʻana. ʻO ke keʻena pane he hoʻonohonoho hoʻonohonoho kūpaʻa, e hiki ai i nā wafers silicon ke hoʻokomo i loko o kahi moku quartz ma kahi kūlana ākea.
I ka manawa like, no ka mea hiki i ka waʻa quartz ke hoʻololi holoʻokoʻa i loko o ke keʻena pane, ʻokoʻa ka mahana annealing o ke keʻena pane, ʻokoʻa ka hāʻawi ʻana o ka mahana ma ka wafer silicon, a he mau hiʻohiʻona kūlike annealing. Eia naʻe, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ke kumukūʻai o ka umu annealing vertical ma mua o ka umu annealing horizontal.
Hoʻohana ka umu hoʻoheheʻe wikiwiki i kahi kukui tungsten halogen e hoʻomaʻamaʻa pololei i ka wafer silicon, hiki ke hoʻokō i ka hoʻomehana wikiwiki a i ʻole ka hoʻoluʻu ma kahi ākea o 1 a 250 ° C / s. ʻOi aku ka wikiwiki o ka wela a i ʻole ka hoʻoluʻu ʻana ma mua o ka umu annealing maʻamau. He mau kekona wale no ka wela o ke keena pane i luna o 1100°C.
——————————————————————————————————————————————— ——
Hiki iā Semicera ke hāʻawiʻāpana graphite,palupalu/oolea manao,ʻāpana kalapona silika, ʻO nā ʻāpana carbide silika CVD, aʻāpana i uhi ʻia ʻo SiC/TaCme ke kaʻina hana semiconductor piha i nā lā 30.
Inā makemake ʻoe i nā huahana semiconductor i luna, mai hoʻokaʻulua e hoʻokaʻaʻike mai iā mākou i ka manawa mua.
Kelepona: +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Ka manawa hoʻouna: ʻAukake-26-2024