16
CZ法（直拉法）
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17
CZ法工艺过程
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18
直拉法生长出的单晶硅锭
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FZ法（区熔法）
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§2-5硅片加工
1.整形处理 2.切片 3.倒角 4.磨片 5.刻蚀 6.抛光 7.清洗 质量检测
包装
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1.整形处理
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SGS 纯度99.9999999% 多晶 工艺:西门子改良工艺
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二、单晶硅锭的制备
半导体级硅 （多晶）→单晶 生长后的单晶硅称为硅锭
方法：CZ法（直拉法） FZ法（区熔法）
CZ法：85%以上的单晶硅是用CZ法生长的 FZ法：纯度高（氧含量低）
可生长的直径小 掺杂
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原子尺寸上的局部缺陷，会造成晶格畸变
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2.线缺陷
线缺陷：在某方向延伸，其它两个方向延伸 很小
常见的线缺陷：位错 位错有两种基本形式：刃型和螺型
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刃形位错
螺形位错
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3.面缺陷：层错
面缺陷是二维缺陷 原子层错排
4.体缺陷：包裹体
由于杂质硼、磷、砷等在硅晶体中溶解度 有限，在杂质掺入数量超过固溶度时，杂 质在晶体中沉积，形成体缺陷
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第二章 半导体材料
§2-1晶体结构 §2-2晶向与晶面 §2-3晶体缺陷 §2-4单晶硅制备 §2-5硅片加工
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1
§2-1晶体结构
一、非晶材料和晶体材料（原子级别上） 非晶材料（无定形）：
杂乱无章的结构 晶体材料：
有序，规则 从宏观上看：规则的几何外形，固定的熔 点，解理性，各向异性
不同，影响工艺制造和器件性能 密勒指数
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6
晶向指数
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7
常用晶面的密勒指数
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8
§2-3晶体缺陷
理想的晶体：完美的结构 实际的晶体：有缺陷 缺陷：点缺陷 线缺陷 面缺陷 体缺陷 硅中的晶体缺陷会产生于晶体生长和后面
硅锭和硅片加工中
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1.点缺陷
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2
二、晶体材料
晶胞： 晶体结构中最简单，最基本的单元
用晶胞来描述晶体结构 晶胞排列方式：多晶和单晶
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非晶材料（无定形）
晶体材料：单晶 多晶
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4
晶胞
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5
§2-2 晶向和晶面
晶向决定了硅片中晶体结构的物理排列 不同晶向的硅片的化学，电学，机械性质
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径向研磨
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定位面（200mm及以下）
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定位槽（300mm及以上）
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2.切片
硅锭切割方式:外圆、内圆、线切割 200mm以下的硅片
用带有金刚石切割边缘的内圆切割机 300mm及以上硅片 线锯法→更薄的切口损失
机械损伤较小 表面平整度还存在问题 如：300mm 厚 775±25μm
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§2-4单晶硅制备
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一、半导体级硅
加热含碳的硅石来制备冶金级硅
SiO2+C → Si+CO2
沙子
MGS 纯度98%
通过化学反应将冶金级硅提纯生成三氯硅烷
Si+3HCl → SiHCl3+H2 通过三氯硅烷和氢气反应生产半导体级的硅
SiHCl3+H2 → Si+3HCl
编辑课件ppt26 Nhomakorabea内圆切割机
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27
DXQ-601型多线切割机
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3.倒角
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29
4.磨片
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5.化学刻蚀
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6.抛光
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7.清洗、质量检测、包装
清洗 质量检测：
物理尺寸 平整度 微粗糙度 氧含量 晶体缺陷 颗粒 体电阻率 包装