硅片相关知识简介

装炉：将备好的料装在单晶炉的坩埚中，应将料堆放成 馒头型，以免挂料。 熔化炉：将炉温加热到1600-1800熔化坩埚中的原料。 引晶：沿着籽晶方向生长 缩颈：缩颈的主要目的是消除位错。将直径缩至4-5mm。 放肩：扩大直径，将硅棒直径放大至要求值。 转肩：
6载流子浓度：单位体积的载流子数目。 7多数载流子：大于载流子总浓度一半的那类载流子。例如：p 型半导体中的空穴。
8少数载流子：小于载流子总浓度一半的那类载流子。例如：p 型半导体中的电子。
9 N型半导体：多数载流子为电子的半导体。 P型半导体：多数载流子为空穴的半导体。
10我们公司用X射线衍射定向法测定晶向。在粘接时主 要用到的设备是定向仪、粘接仪、复检仪。
高纯多晶硅的制备方法很多，据不完全统计目前就有十 几种，但所有的方法都是从工业硅（或称硅铁，因为含铁较 多）开始，首先制取既易提纯又易分解（或还原）的含硅的 中间化合物如SiCL4 、SiHCL3、 SiH4等，再使这些中间化合 物提纯、分解或还原成高纯度的多晶硅，其工艺流程大致如 下：
工业硅 95—99% 提纯
半导体材料分为：1、元素半导体：如硅，锗，硒等；2、二 元化合物半导体：如GaAs(主要用于制作超高速电路，微波器件 等)，InSb（主要用于制作红外器件）,PbS（主要用于制作热敏 器件），β-SiC(主要用于制作发光管) ；3、三元化合物半导体： 如GaAsAl(主要用于制作发光管)；4、固容体半导体：如GaAsGaP(主要用于制作发光二极管)。固容体半导体是元素半导体或 无机化合物半导体相互溶解而成的半导体材料。
Si的介绍
元素符号Si，原子序数14，原子量28.086，位于第三周 期第ⅣA族，共价半径117皮米，离子半径42皮米。有晶体和 无定形两种同素异形体。晶体硅呈银灰色，有明显的金属光 泽、晶格和金刚石相同，硬而脆，能导电，但导电率不如金 属且随温度的升高而增加，属半导体。密度2.33克/厘米3，熔 点1420℃，沸点2355℃，硬度7。低温时单质硅不活泼，不 跟空气、水和酸反应。室温下表面被氧化形成1000皮米二氧 化硅保护膜。高温时能跟所有卤素反应，生成四卤化硅，跟 氧气在700℃以上时燃烧生成二氧化硅。跟氯化氢气在500℃ 时反应，生成三氯氢硅SiHCl3和氢气。高温下能跟某些金属 (镁、钙、铁、铂等)反应，生成硅化物。
它是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转 换成高频机械振荡而传播到介质，清洗溶剂中超声波在清洗液 中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气 泡，存在于液体中的微小气泡（空化核）在声场的作用下振动， 当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡 闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏不溶 性污物而使它们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而粘 附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子即脱离，从而达到清 洗件表面净化的目的。
工业粗硅是用硅石（SiO2）和焦碳以一定比例混合，在电炉中 加热至1600-1800℃而制得纯度为95-99％的粗硅。其反应如下： SiO2+2C=Si+2CO
粗硅中一般含有铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质，这些杂质 多以硅化合物或硅酸盐的形式存在，为了进一步提高工业粗硅的 纯度，可采用酸浸法，使杂质大部分溶解（有少数的碳化硅不 溶），而硅不溶于酸，其生产工艺是：将粗硅粉碎后，依次用盐 酸、王水、HF+H2SO4混合酸处理，最后用蒸馏水洗之中性，烘干后 可得含量为99.9%的工业粗硅。
11解理面：晶体受到机械力作用时，沿晶体结构所确 定的某一晶面劈裂，这种劈裂面称为解理面。
12总厚度变化（TTV）：在厚度扫描或一系列点的厚 度测量中，所测晶片的最大厚度与最小厚度的绝对差值。
13中心面：与晶片的正面和背面等距离的点的轨迹。
14弯曲度(Bow)：晶片中心面凹凸形变的一种度量， 它与晶片可能存在的任何厚度变化无关。弯曲度是晶片 的一种体性质而不是表面特性。
清洗主要去除硅片表面的有机物、金属离子、灰尘、颗粒 的沾污。
中检所用设备：千分表 中检主要对硅片进行大致的分类，将切片工序产生的废
片去除。 对所有硅片进行目视检验（料头、崩边、裂纹、气孔）。 对所有硅片用千分表测量厚度，并将一根硅棒的切片以
5um为范围进行分档。
倒角所用设备：倒角机 晶片边缘通过研磨或腐蚀整形加工成一定角度，以消除
同一晶体中不同平面上符号相 反的两根刃位错的二维模型
刃型位错模型
位错的检测方法 腐蚀坑法 <111>晶面上的位错腐蚀坑呈现三 角形，<100>晶面上的位错腐蚀坑 呈四方形。
螺型位错模型
4本征半导体：晶格完整且不含杂质的单晶半导体，其中参与 导电的电子和空穴数目相等。
5载流子：固体中一种能传输电荷的载体，又称荷电载流子。 例如：半导体中的导电空穴和导电电子。
硅 粉 合成 99.9%
中间化合物 SiCL4、SiHCL3、SiH4
纯的 中间化合物
高纯 多晶硅
高纯多晶硅制备简单流程图
目前我国制备高纯多晶硅主要采用四氯化硅还原法、三氯氢硅 氢还原法和硅烷热分解法。一般来说，由于三氯氢硅氢还原法具有 一定优点，目前比较广泛的被使用。此外，由于SiH4容易提纯的特点， 因此硅烷热分解法是制备高纯硅的很有发展前途的方法。
硅片相关知识简介
硅片相关知识简介（制 造工艺、用途） 公司设备简介 公司产品简介及主要用 途说明
一、硅片相关知识简介（制造工艺、用途）
固体材料 半导体材料概论 名词解释 硅单晶制备 硅片制造
固体材料
原子排列的方式称为固体的结构。 固体材料分为三大类：晶体、非晶体和准晶体。 理想晶体中原子排列是十分有规则的，主要体现是原子排列 具有周期性，或者称为是长程有序的。
硅片厚度：硅片正反面中心点的垂直距离为硅片的厚度， 以δ 来表示。表示厚度的常用单位是um，1mm=
10 3um。
名词解释
1晶体缺陷：原子偏离理想晶格中有规则的排列，这种偏离， 严重影响晶体的力学、电学和其他特性。
2晶体缺陷种类：点缺陷、 线缺陷、 面缺陷、 体缺陷 3线缺陷又叫位错，有两种基本类型，刃型位错、螺型位错， 实际晶体中的位错既不是单纯的螺位错，也不是刃型位错， 是他们的混合形式，故称之为混合位错。
硅单晶制备
直拉法：将多晶硅和掺杂物在石英坩埚中 熔融，将晶粒引入，由于晶粒较冷熔融硅在晶 粒处沿晶粒方向生长成晶，成晶先从硅表面然 后向内进行，由于成晶顺序不同进而引起电阻 率外高内低。由于石英坩埚在拉制过程中不断 溶解引起氧含量不断增加，所以单晶棒头部和 尾部的氧含量是不同的。
炉前准备 装炉 熔化炉 引晶 缩颈 放肩 转肩 等直径和收尾
包装、入库： 按要求包装、注意细心、数量准确，帐、物、卡相符。
公司产品简介及主要用途说明
公司主要产品：按公司工艺划分主要有硅切片、研磨片、 扩散片三大系列。按尺寸划分主要有3”，4”，6”片子。按等 级划分可分为太阳能级、二极管级、晶体管级。
炉前准备：也叫备料，即按照电阻率等要求计算出参杂 浓度及重量。
晶体：Cu、Ag、Ge、Si、金属、C 非晶体：玻璃、石蜡、沥青、塑料等，内部原子的排列则是 杂乱无章、长程无序的。 准晶体是最近发现的一类新物质，其内部原子排列既不同于 晶体，也不同于非晶体。
半导体材料概论
物质就其导电性质来说，可分为绝缘体，半导体和导体。电 阻率大于1010欧姆鼠厘米者为绝缘体，小于10-3欧姆鼠厘米者为导体 电阻率介于10-3---1010欧姆鼠厘米的称为半导体。半导体材料电阻 率不同于导体和绝缘体外，它还具有在光和热的作用下，能使电 子激发，从而使导电性显著增加的热敏性，光敏性以及对杂质的 敏感性等特点。
方棒制备 喷砂 检测
画线
切方
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滚磨
硅片制造
公司硅片制造工艺流程：
单晶硅棒 验棒 喷砂 粘料
切片
冲片
倒角
3寸
去胶 中检
磨片
清洗 检测 包装
热处理
6寸
二、公司设备简介
公司设备包括： 多线切割机 10台、磨片机 4台、倒角机4台 、超声波清
洗线3套 、纯水系统3套 、电阻率测试仪4台 、空气压缩机6 台 、高温扩散炉 1台、冷水系统2套 、六工位甩干机2台 、 沙浆搅拌桶4台、砂浆泵2个 、全自动硅片分选测试仪
25缺口：上下贯穿晶片边缘的缺损。
26刀痕: 晶锭切割时，在晶片表面留下的圆弧装痕迹。
27亮点：硅片研磨或抛光后，表面上残留下来一些孤 立的机械损伤点，呈现为由可观察到的孤立的小亮点。
硅单晶制造
高纯硅制备
高纯硅的制备一般首先由硅石（SiO2）制得工业硅（粗硅）， 再制成高纯的多晶硅，最后拉制成半导体材料单晶硅。
晶园边缘尖锐状态，避免在后续加工中造成边缘损伤。
热处理所用设备：高温扩散炉、纯水设备
磨片所用设备：磨片机
磨片工序主要磨去晶片表面 上的切割刀痕和切割损伤层， 提高晶片表面的平整度和两 面的平行度以及同一批次晶 片厚度的一致性。
检测中心主要用设备：千分表、电阻率测试仪
检测中心是公司的最终检验，主要按照顾客的要求挑选出外 观质量、电阻率档位符合要求的片子。
15翘曲度(Warp)：晶片中心面与基准平面之间的最大 与最小距离的差值。翘曲度是晶片的体性质而不是其表 面特性。
16平整度：晶片表面与基准平面之间最高点和最低点 的差值。
中心面
正面
背面
24崩边：晶片边缘或表面未贯穿晶片的局部缺损区域， 当崩边在晶片边缘产生时，其尺寸由径向深度和周边旋 长给出。
各工序所用设备及用法
切片所用设备：多线切割机 、砂浆泵 、砂浆搅拌桶、冷 水机、空气压缩机
线切割机是利用金刚线的高速运转带着研磨剂摩擦硅片达 到切割硅片的目的的设备。
砂浆泵用来抽取砂浆用。
砂浆搅拌桶用来以一定比例混合SiC和乙二醇搅拌制成 砂浆（线切机里用研磨剂）
冷水机用于控制线切机温度。
清洗所用设备：超声波清洗机、六工位甩干机