晶圆为什么是圆形?

Issuing time:2020-07-20 08:47

总会有人问“为什么晶圆是晶圆不是晶方?“

简单的来说硅晶片是这样的:精挑细选且提纯过后的高纯度多晶硅是在一个籽晶(seed)上旋转生长出来后切成的片子。简化的流程如下所述:首先是硅提纯,将沙石原料放入一个温度约为2000,并且有碳源存在的电弧熔炉中,在高温下,碳和沙石中的二氧化碳进行化学反应(碳与氧结合,剩下硅),得到纯度约为98%的纯硅,又称作冶金级硅,这对微电子器件来说不够纯,因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感,因此对冶金级硅进行进一步提纯:将粉粹的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应,生成液态的硅烷,然后通过蒸馏和化学还原工艺,得到了高纯度的多晶硅,其纯度高达99.999999999%,成为电子级硅,我想这大概是地球上最纯的物质之一。

硅烷粉.png

多晶硅被融入后放入一个坩锅(Quartz Crucible)中,再将子晶放入坩锅中匀速转动并且向上提拉,则熔融的硅会沿着子晶向长成一个圆柱体的硅锭(ingot),这种方法就是现在一直在用的CZ法(Czochralski),也叫单晶直拉法。1.jpg

然后硅锭经过金刚线切割成硅片:

硅片.jpeg

为什么后来又不圆了呢?


我们可以仔细看下面的图片,其实晶圆并不是很圆,它是可以切边或弄成V槽,这个中间有个过程,那就是:Flat/Notch Grinning。

平边1.jpeg

V槽.jpeg




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