Wat zijn de stappen bij de productie van siliciumwafels?

De productie van siliciumwafels kent doorgaans de volgende stappen:
1) Kristalgroei, die kan worden onderverdeeld in de Czochralski-methode (CZ) en de zone-smeltmethode (FZ). Omdat het gesmolten polykristallijne materiaal rechtstreeks in contact zal komen met de kwartskroes, zullen de onzuiverheden in de kwartskroes het gesmolten polykristal verontreinigen. De Czochralski-methode maakt de enkele kristallijne koolstof recht en het zuurstofgehalte is relatief hoog, en er zijn veel onzuiverheden en defecten, maar de kosten zijn laag en het is geschikt voor het tekenen van siliciumwafels met een grote diameter (300 mm). Het is momenteel het belangrijkste siliciumwafelmateriaal voor halfgeleiders. Het door de zone-smeltmethode getrokken enkele kristal heeft weinig interne defecten en een laag koolstof- en zuurstofgehalte omdat de polykristallijne grondstof niet in contact staat met de kwartskroes, maar het is duur en kostbaar en geschikt voor apparaten met hoog vermogen en sommige hoogwaardige producten.
2) Bij het snijden moet de getrokken monokristallijne siliciumstaaf het kop- en staartmateriaal afsnijden, vervolgens rollen en slijpen tot de vereiste diameter, de platte rand of V-groef afsnijden en vervolgens in dunne siliciumwafels snijden. Momenteel wordt meestal diamantdraadsnijtechnologie gebruikt, die een hoog rendement en een relatief goede kromming en kromming van siliciumwafels heeft. Een klein aantal speciaal gevormde stukken wordt uitgesneden met een binnencirkel.
3) Slijpen: Na het snijden is het noodzakelijk om de beschadigde laag op het snijoppervlak te verwijderen door te slijpen om de kwaliteit van het siliciumwafeloppervlak te garanderen, ongeveer 50 µm verwijderd.
4) Corrosie: Corrosie is bedoeld om de schadelaag veroorzaakt door snijden en slijpen verder te verwijderen, ter voorbereiding op het volgende polijstproces. Corrosie omvat gewoonlijk alkalicorrosie en zuurcorrosie. Momenteel gebruiken de meeste van hen vanwege milieubeschermingsfactoren alkalicorrosie. De hoeveelheid corrosieverwijdering zal 30-40um bereiken, en de oppervlakteruwheid kan ook het micronniveau bereiken.
5) Polijsten: Polijsten is een belangrijk proces bij de productie van siliciumwafels. Polijsten is bedoeld om de oppervlaktekwaliteit van siliciumwafels verder te verbeteren door middel van CMP-technologie (Chemical Mechanical Polished) om te voldoen aan de eisen voor chipproductie. De oppervlakteruwheid na het polijsten is doorgaans Ra<5A.
6) Reiniging en verpakking: Naarmate de lijnbreedte van geïntegreerde schakelingen steeds kleiner wordt, worden de eisen voor verbeterde deeltjesgrootte-indicatoren ook steeds hoger. Ook het reinigen en verpakken is een belangrijk proces bij de productie van siliciumwafels. Megasonische reiniging kan silicium reinigen en eraan hechten. De meeste deeltjes boven 0.3um op het oppervlak van de siliciumwafel zijn vacuüm verzegeld en verpakt in een niet-schone jamdoos of verpakt met een inert gas, zodat de reinheid van het siliciumwafeloppervlak voldoet aan de eisen van geïntegreerde schakelingen.