晶圆是什么 晶圆是什么?晶圆8寸指的是什么?如何制造单晶的晶圆?

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发布时间: 2021-01-29 13:02:37
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在与半导体相关的报告中,总是提到标有尺寸的晶圆厂,如8英寸或12英寸晶圆厂。但是,所谓的晶圆是什么呢?8寸指的是哪个部位?

晶圆是制造各种计算机芯片的基础。我们可以把芯片制造比作用乐高积木盖房子,通过一个接一个的堆叠,就可以完成我们想要的形状(也就是各种各样的芯片)。但是,如果没有好的地基,建成的房子就会歪,这不是你想要的。为了做一个完美的房子,你需要一个稳定的基板。对于芯片制造,该衬底是接下来要描述的晶片。

首先回忆一下,我们小时候玩高大积木的时候,积木表面有小的圆形突起。有了这种结构,我们就可以不用胶水把两个积木牢固地叠在一起。芯片制造,以类似的方式,将后来加入的原子和衬底固定在一起。因此,我们需要寻找表面整洁的基底,以满足后续制造的要求。

在固体材料中,有一种特殊的晶体结构——单晶。它具有原子一个个排列紧密的特点,可以形成平坦的原子表面。因此,使用单晶作为晶片可以满足上述要求。但是,如何生产这样的材料,主要有两个步骤,即提纯和拉晶,之后才能完成这样的材料。

如何制作单晶晶圆?

净化可以分为两个阶段。第一步是冶金级提纯,主要是通过氧化还原的方式,加入碳将氧化硅转化为纯度大于98%的硅。大多数金属,如铁或铜,都是用这种方法提取的,以获得足够纯度的金属。但是98%对于芯片制造来说还是不够的,还需要进一步提高。因此,西门子工艺将进一步用于提纯,以获得半导体工艺所需的高纯度多晶硅。

然后,还有拉晶的步骤。首先,熔化上述获得的高纯度多晶硅以形成液态硅。然后,单晶硅籽晶与液面接触,一边旋转一边缓慢提拉。至于为什么需要单晶硅物种,是因为硅原子的排列就像人排队一样,以后的人要正确排列。硅物种是让后来的原子知道如何排队的重要领导者。最后,离开液面的硅原子固化后,有序排列的单晶硅柱完成。

但是,8寸和12寸代表什么呢?他指的是我们生产的水晶柱的直径,它看起来像铅笔夹的一部分,经过表面处理并切成薄的圆形碎片。制造大尺寸晶圆的难度是什么?

如前所述,水晶柱的制作过程就像制作棉花糖一样,边旋转边成型。如果你做过棉花糖的话,你应该知道,做大而坚实的棉花糖是非常困难的,拉晶的过程也是一样的。旋转和提拉的速度以及温度的控制都会影响晶体柱的质量。因此,尺寸越大,拉晶的速度和温度要求越高,所以制作高质量的12英寸晶圆比8英寸晶圆更困难。

然而,整个硅柱不能制成用于芯片制造的衬底。为了生产一个接一个的硅片,需要用DIA刀将硅柱横向切割成硅片,并对硅片进行抛光,形成芯片制造所需的硅片。经过这么多步骤,就完成了芯片基板的制造,下一步就是堆叠房屋的步骤,也就是芯片制造。

以上是关于晶圆以及如何制造单晶晶圆问题的答案。可以参考一下。

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