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硅片的制作过程
1. 硅片的制作过程
硅片的制作过程通常包括以下几个主要步骤:
 
1.1 硅棒生长(Crystal Growth)
 
方法:常用直拉法(Czochralski法)或区熔法(Float Zone法)。
 
过程:将高纯度多晶硅放入石英坩埚中加热熔化,然后通过籽晶(seed crystal)旋转并缓慢拉出单晶硅棒。
 
结果:形成圆柱形单晶硅棒(ingot)。
 
1.2 硅棒加工(Ingot Processing)
步骤:
 
截断(Cropping):切除硅棒的头尾不规则部分。
滚磨(Grinding):将硅棒外圆磨削至标准直径。
定位面切割(Notching):在硅棒上切割定位面(flat or notch),用于后续工艺中的晶向定位。
 
1.3 切片(Slicing)
将硅棒切成薄片,形成厚度均匀的切片。
 
1.4 倒角(Edge Rounding)
目的:磨掉切片后硅片边缘的锐角,防止后续工艺中产生碎片或裂纹。
 
1.5 研磨(Lapping/Grinding)
目的:去除切片后硅片表面的损伤层,并改善厚度均匀性。
 
1.6 腐蚀(Etching)
目的:通过化学腐蚀去除研磨过程中产生的表面损伤和杂质。
 
1.7 抛光(Polishing)
目的:使硅片表面达到镜面光滑。

1.8氧化(Oxidation)(如果客户有要求氧化厚度)
 
1.9 清洗(Cleaning)
目的:去除抛光后硅片表面的颗粒和污染物。
 
1.10 检测与包装(Inspection & Packaging)
检测:对硅片的表面质量、厚度、电阻率等参数进行检测。
包装:将合格硅片包装并贴标签,准备发货。

(二)硅片参数
 
2. 硅片参数在不同阶段的确定
 
2.1 硅棒生长(Crystal Growth)时确定的参数

氧含量Oxygen Concentration :氧含量主要来自硅棒生长过程中石英坩埚的溶解,直拉法硅棒的氧含量通常较高。
碳含量Carbon Concentration :碳含量主要来源于多晶硅原料或生长环境中的污染,硅棒生长过程中会引入碳杂质。
EPD 位错密度(Etch Pit Density)
OSF 氧化层错(Oxidation-Induced Stacking Faults):OSF 主要与硅棒生长过程中的晶体缺陷有关,后续热处理(如氧化工艺)可能会进一步影响 OSF 。
晶向(Crystal Orientation):如(100)、(111)等,由籽晶的晶向决定。
电阻率(Resistivity):由掺杂浓度决定,在硅棒生长过程中确定。
导电类型(Conductivity Type):P型或N型,由掺杂元素(如硼或磷)决定。
 
2.2 切片形态时确定的参数
厚度(Thickness):切片时初步确定硅片的厚度。
总厚度偏差(TTV, Total Thickness Variation):切片后初步确定,但后续研磨和抛光会进一步优化。
Bow/Warp 基本切片时确定
 
2.3倒角后确定的参数
直径、倒角形状(R22、R150、R130 22Deg等)
 
2.3 研磨工艺确定的参数
 
表面粗糙度(Roughness):研磨后初步改善,但最终由抛光决定。
厚度均匀性(TTV):研磨后得到修正,但最终由抛光决定。
 
2.4 抛光工艺确定的参数
表面粗糙度(Roughness)
总厚度变化  TTV
表面质量(Surface Quality):如表面缺陷(如橘皮纹、鸡爪印、掺杂环)、颗粒污染、表面金属杂质含量等,由抛光和清洗决定。
局部平整度:如SFQR、STIR,由抛光决定。
TIR 平整度:由抛光决定

2.5氧化工艺(Oxidation)确定的参数
氧化层厚度由氧化工艺决定,通常在硅片抛光后进行。



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