2015-04-01
1012
Включает в себя отчистку кремнием и выращивание монокристалла кремния.
Метод зонной очистки: слиток кремния помещается в графитовую лодочку; с помощью кварцевого электронагревателя создается расплавленная зона, которая перемещается через весь слиток со скоростью 0.1–0.2 мм в минуту.
Жидкостная зона сосредотачивается в конце пластины, и затем отрезается. На 1 атом примесей приходится 109 атомов кремния.
Выращивание монокристалла кремния. Затравка кремния устанавливается в держатель, и окунается в емкость с жидким кремнием, одновременно вращаясь вокруг своей оси. В результате образуются диски диаметром от 80 до 250 мм.
Регулированием температуры расплава и скоростью вытягивания добиваются одинакового диаметра кристалла по длине.
| Рис. 33. Схема выращивания монокристалла способом Чохральского: 1 – механизм вращения и вытягивания; 2 – затравка; 3 – растущий остывающий монокристалл; 4 – тигель; 5 – расплав (стрелки показывают направления вращения кристалла и тигля и направление вытягивания) |
Далее следует шлифовка и полировка — пластина разрезается на диски толщиной 0.5—1 мм с помощью алмазных дисков. Затем они шлифуются и полируются.
2. Получение пластин
Резка слитка является важной операцией в маршруте изготовления пластин.Основным методом резки кремниевых слитков на пластины является резка диском с внутренней режущей алмазосодержащей кромкой. Отрезаемые пластины в зависимости от устройства станков переносятся вакуумным съемником или остаются на оправке.
Пластины после резки подвергаются очистке от клеющих, смазочных материалов, частиц пыли.
Преимущества резки диском с внутренней режущей кромкой: высокая скорость резания (до 40 мм/мин); хорошее качество обработки поверхности (8-ой класс шероховатости); малый разброс по толщине пластин (±20 мкм); небольшие отходы материала.
Недостатки резки диском с внутренней режущей кромкой: сложность установки алмазного диска, его натяжения и центровки, зависимость качества и точности обработки от точности и качества инструмента.
3.Шлифование пластин кремния. Под шлифованием понимают процесс обработки поверхностей заготовок на твердых дисках - шлифовальниках из чугуна, стали, латуни, стекла и других материалов с помощью инструментов – шлифовальников и абразивной суспензии (обработка свободным абразивом) или с помощью алмазных шлифовальных кругов (обработка связанным абразивом).
5.Полирование пластин. Полировка обеспечивает минимизацию микронеровностей поверхности пластин и наименьшую толщину нарушенного слоя.Её производят на мягких доводочных полировальниках (круги обтянутые замшей, фетром, батистом, велюром) с помощью использования алмазной пасты, суспензии.
6.Физическая очистка. Далее производится очистка. Она заключается в обезжиривании, травлении и промывке. Обезжиривание осуществляется в бензине или перекиси водорода, спирте. Использую также ультрозвуковое обезжиривание. Травление осуществляется в кислотных или щелочных растворах. В результате удаляется приповерхностный слой.
7.Отмывка водой применяется для очистки полярных растворителей после обезжиривания, от остатков травителей, флюсов, кислот, щелочей, солей и других соединений. Также как и в органических растворителях, отмывка в воде сопровождается растворением загрязнений или механическим смыванием пылинок ворсинок и других частиц. Отмывку выполняют в подогретой до 50 … 60 °С деионизованной воде.[7]
II.Формирование слоев
1. Оксидирование — окисление кремния.
Оксид кремния — стеклообразный оксид, используемый для формирования рисунка, служащий для изоляции отдельных элементов. Он легко удаляется с поверхности. Выращивается в атмосфере кислорода или водяного пара.
Реакция протекает в кварцевой трубе при температуре 925—1250 градусов по Цельсию.
