Các bước trong quá trình sản xuất tấm silicon là gì?

Quá trình sản xuất tấm silicon thường có các bước sau:
1) Sự phát triển của tinh thể, có thể được chia thành phương pháp Czochralski (CZ) và phương pháp nấu chảy vùng (FZ). Do vật liệu đa tinh thể nóng chảy sẽ tiếp xúc trực tiếp với chén nung thạch anh nên các tạp chất trong chén nung thạch anh sẽ làm nhiễm bẩn đa tinh thể nóng chảy. Phương pháp Czochralski làm thẳng hàm lượng carbon và oxy tinh thể đơn tương đối cao, có nhiều tạp chất và khuyết tật, nhưng chi phí thấp và phù hợp để vẽ các tấm silicon có đường kính lớn (300mm). Nó hiện là vật liệu wafer silicon bán dẫn chính. Tinh thể đơn được tạo ra bằng phương pháp nấu chảy vùng có ít khuyết tật bên trong và hàm lượng carbon và oxy thấp vì nguyên liệu thô đa tinh thể không tiếp xúc với nồi nấu kim loại thạch anh, nhưng đắt tiền và tốn kém, phù hợp với các thiết bị công suất cao và một số Sản phẩm cao cấp.
2) Cắt lát, thanh silicon đơn tinh thể được rút ra cần cắt bỏ vật liệu đầu và đuôi, sau đó cuộn và mài theo đường kính yêu cầu, cắt cạnh phẳng hoặc rãnh chữ V, sau đó cắt thành các tấm silicon mỏng. Hiện nay, công nghệ cắt dây kim cương thường được sử dụng, có hiệu suất cao và độ cong vênh tương đối tốt của tấm silicon. Một số lượng nhỏ các mảnh có hình dạng đặc biệt sẽ được cắt bằng hình tròn bên trong.
3) Mài: Sau khi cắt, cần loại bỏ lớp hư hỏng trên bề mặt cắt bằng cách mài để đảm bảo chất lượng bề mặt wafer silicon, loại bỏ khoảng 50um.
4) Ăn mòn: Ăn mòn là để loại bỏ thêm lớp hư hỏng do cắt và mài gây ra, để chuẩn bị cho quá trình đánh bóng tiếp theo. Ăn mòn thường bao gồm ăn mòn kiềm và ăn mòn axit. Hiện nay, do yếu tố bảo vệ môi trường nên hầu hết đều sử dụng chất ăn mòn kiềm. Lượng loại bỏ ăn mòn sẽ đạt tới 30-40um và độ nhám bề mặt cũng có thể đạt tới mức micron.
5) Đánh bóng: Đánh bóng là một quá trình quan trọng trong sản xuất tấm silicon. Đánh bóng là nhằm nâng cao hơn nữa chất lượng bề mặt của tấm silicon thông qua công nghệ CMP (Chemical Mechanical Polished) để đáp ứng yêu cầu cho sản xuất chip. Độ nhám bề mặt sau khi đánh bóng thường là Ra<5A.
6) Làm sạch và đóng gói: Khi độ rộng đường truyền của mạch tích hợp ngày càng nhỏ hơn, yêu cầu về chỉ số kích thước hạt được cải thiện cũng ngày càng cao hơn. Làm sạch và đóng gói cũng là một quá trình quan trọng trong quá trình sản xuất tấm silicon. Làm sạch siêu âm có thể làm sạch và bám dính vào silicon. Hầu hết các hạt trên 0.3um trên bề mặt của tấm bán dẫn silicon đều được hút chân không và đóng gói trong hộp mứt không sạch hoặc được đóng gói bằng khí trơ, do đó độ sạch của bề mặt wafer silicon đáp ứng yêu cầu của mạch tích hợp.