单晶硅棒、单晶硅片加工工艺

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单晶硅棒、单晶硅片加工工艺

  
     单质硅有无定形及晶体两种。无定形硅为灰黑色或栗色粉末，更常见的是无定形块状，它们是热和电的不良导体、质硬，主要用于冶金工业（例如铁合金及铝合金的生产）及制造硅化物。晶体硅是银灰色，有金属光泽的晶体，能导电（但导电率不及金属）故又称为金属硅。高纯度的金属硅（≥99．99％）是生产半导体的材料，也是电子工业的基础材料。掺杂有微量硼、磷等元素的单晶硅可用于制造二极管、晶体管及其他半导体器件。
　　由于半导体技术不断向高集成度，高性能，低成本和系统化方向发展，半导体在国民经济各领域中的应用更加广泛。单晶硅片按使用性质可分为两大类：生产用硅片；测试用硅片。
　　半导体元件所使用的单晶硅片系采用多晶硅原料再经由单晶生长技术所生产出来的。多晶硅所使用的原材料来自硅砂（二氧化硅）。目前商业化的多晶硅依外观可分为块状多晶与粒状多晶。
　　多晶硅的品质规格：
　　多晶硅按外形可分为块状多晶硅和棒状多晶硅；等级分为一、二、三级免洗料。
　　多晶硅的检测：
　　主要检测参数为电阻率、碳浓度、N型少数载流子寿命；外形主要是块状的大小程度；结构方面要求无氧化夹层；表面需要经过酸腐蚀，结构需致密、平整，多晶硅的外观应无色斑、变色，无可见的污染物。对于特殊要求的，还需要进行体内金属杂质含量的检测。　
　　单晶硅棒品质规格：
单晶硅棒的主要技术参数
型号        P型或A型
晶向        <111><100>
电阻率        0.0001ohm.cm-100ohm.cm
电阻率均匀性        <25%
位错密度        无位错
OISF密度        <500cm２
氧含量        根据客户要求
碳含量        <1ppma
主要考面取向密度        根据客户要求
　　其中电阻率、OISF密度、以及碳含量是衡量单晶硅棒等级的关键参数。这些参数在单晶成型后即定型，无法在此后的加工中进行改变。
　　测试方法：
　　电阻率：用四探针法。
　　OISF密度：利用氧化诱生法在高温、高洁净的炉管中氧化，再经过腐蚀后观察其密度进行报数。
　　碳含量：利用红外分光光度计进行检测。
　　单晶硅抛光片品质规格：
单晶硅抛光片的物理性能参数同硅单晶技术参数
厚度（T）        200-1200um
总厚度变化（TTV）        ＜10um
弯曲度（BOW）        ＜35um
翘曲度（WARP）        ＜35um
单晶硅抛光片的表面质量：正面要求无划道、无蚀坑、无雾、无区域沾污、无崩边、无裂缝、无凹坑、无沟、无小丘、无刀痕等。背面要求无区域沾污、无崩边、无裂缝、无刀痕。
　　（2）加工工艺知识
　　多晶硅加工成单晶硅棒：
　　多晶硅长晶法即长成单晶硅棒法有二种：
　　CZ（Czochralski）法
　　FZ（Float-Zone Technique）法