半导体行业入门学习笔记分享

硅片的制备：

生产半导体级的硅（SGS）

1.     用碳加热硅石制备冶金级的硅

   SiC(s)+SiO2(s)——Si(l)+SiO(g)+CO(g)

2.     将硅提纯生成三氯硅烷

   Si(s)+3HCI(g)——SiHCI3(g)+H2(g)+加热

3.     利用西门子方法，通过三氯硅烷和氢气反应生成SGS

   2SiHCI3(g)+2H2(g)——2Si(s)+6HCI(g)

生长单晶硅

CZ法：把融化了的半导体级硅液体变为有正确晶向的固体硅锭。

区熔法：纯度高，直径小。

更大的晶圆——更高的生产效率和更高的生产成品率

成品率=好芯片/总芯片

硅片中的晶体缺陷

点缺陷：空位缺陷、间隙原子缺陷、Frenkel缺陷（受生长速率和温度梯度影响）

位  错：不均匀的受冷或者受热以及超过硅片承受范围的应力

层  错：生产过程中的热影响或机械振动

整形

去掉两端，四探针测量电阻确定杂质均匀度

径向研磨，控制直径

硅片定位边（槽），主定位边标明晶向，次定位边表明晶向和导电类型

切片

磨片和倒角

磨片：使用垫片和带有磨料的浆料利用旋转的压力来完成。典型的浆料包括氧化铝或硅的碳化物和甘油。

倒角：边缘研磨，硅片边缘的裂痕会在硅片上产生机械应力并会产生位错。

刻蚀：为了消除硅片表面的损伤及沾污。

抛光：化学机械平坦化(CMP)

清洗

硅片评估

包装

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。

沾污的控制：

沾污分为5类：颗粒；金属杂质；有机物沾污；自然氧化层；静电释放（ESD）

1.       颗粒：颗粒能引起电路开路和短路。

          可以接受的颗粒尺寸的粗略法则是它必须小于最小器件特征尺寸的一半。

2.       金属杂质：典型的金属杂质是碱金属。