Várias etapas de produção de wafers de silício

A produção de wafers de silício geralmente tem as seguintes etapas:
1) Crescimento de cristal: Existem dois tipos de crescimento de cristal: Czochralski (CZ) e fusão por zona (FZ). Como o material policristalino fundido estará em contato direto com o cadinho de quartzo, as impurezas no cadinho de quartzo contaminarão o policristalino fundido. O método Czochralski endireita o cristal único. O teor de carbono e oxigênio cristalino é relativamente alto, e há muitos defeitos de impurezas, mas o custo é baixo e é adequado para trefilar wafers de silício de grande diâmetro (300 mm). Atualmente, é o principal material de wafer de silício semicondutor. Os cristais únicos trefilados pelo método de fusão por zona têm menos defeitos internos e baixo teor de carbono e oxigênio porque as matérias-primas policristalinas não estão em contato com o cadinho de quartzo. No entanto, eles são caros e econômicos, por isso são adequados para dispositivos de alta potência e alguns produtos de ponta.
2) Fatiamento: A haste de silício monocristal trefilada precisa ser cortada dos materiais da cabeça e da cauda, ​​e então laminada e moída até o diâmetro necessário. Após o corte de bordas planas ou ranhuras em V, ela é então cortada em finas pastilhas de silício. Atualmente, a tecnologia de corte de fio diamantado é geralmente usada, que é altamente eficiente e tem melhor empenamento e curvatura das pastilhas de silício. Um pequeno número de peças de formato especial será cortado usando círculos internos.
3) Moagem: Após o corte, a camada danificada na superfície de corte precisa ser removida por moagem para garantir a qualidade da superfície do wafer de silício. Cerca de 50um são removidos.
4) Corrosão: A corrosão é para remover ainda mais a camada danificada causada pelo corte e retificação, a fim de preparar para o próximo processo de polimento. A corrosão geralmente inclui corrosão alcalina e corrosão ácida. Atualmente, devido a fatores de proteção ambiental, a maioria deles usa corrosão alcalina. A quantidade de remoção de corrosão atingirá 30-40um, e a rugosidade da superfície também pode atingir o nível de mícron.
5) Polimento: O polimento é um processo importante na produção de wafers de silício. O polimento usa a tecnologia CMP (Chemical Mechanical Polished) para melhorar ainda mais a qualidade da superfície do wafer de silício para atender aos requisitos de produção de chips. A rugosidade da superfície após o polimento é geralmente Ra<5A.
6) Limpeza e embalagem: À medida que a largura da linha dos circuitos integrados se torna cada vez menor, os requisitos para indicadores de granularidade aprimorados também estão ficando cada vez maiores. A limpeza e a embalagem também são processos importantes na produção de wafers de silício. A limpeza megassônica pode limpar as partículas presas ao silício. A maioria das partículas acima de 0.3um na superfície do wafer de silício são então seladas a vácuo e embaladas em uma caixa de atolamento sem limpeza ou embaladas com gás inerte, de modo que a limpeza da superfície do wafer de silício atenda aos requisitos dos circuitos integrados.