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单晶硅棒加工成单晶硅抛光硅片工艺流程

作者:河南华茂 发布时间:2015-10-27 浏览次数:1530
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    加工流程
  单晶生长→切断→外径滚磨→平边或V型槽处理→切片
  倒角→研磨    腐蚀--抛光→清洗→包装
  切断:目的是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分,将单晶硅棒分段成切片设备可以处理的长度,切取试片测量单晶硅棒的电阻率含氧量。
  切断的设备:内园切割机或外园切割机
  切断用主要进口材料:刀片
  外径磨削:由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比***终抛光晶片所规定的直径规格大,通过外径滚磨可以获得较为精确的直径。
  外径滚磨的设备:磨床
  平边或V型槽处理:指方位及指定加工,用以单晶硅捧上的特定结晶方向平边或V型。
  处理的设备:磨床及X-RAY绕射仪。
  切片:指将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶片。
  切片的设备:内园切割机或线切割机
  倒角:指将切割成的晶片税利边修整成圆弧形,防止晶片边缘破裂及晶格缺陷产生,增加磊晶层及光阻层的平坦度。
  倒角的主要设备:倒角机
  研磨:指通过研磨能除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层,有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度,达到一个抛光过程可以处理的规格。
  研磨的设备:研磨机(双面研磨)
  主要原料:研磨浆料(主要成份为氧化铝,铬砂,水),滑浮液。
  腐蚀:指经切片及研磨等机械加工后,晶片表面受加工应力而形成的损伤层,通常采用化学腐蚀去除。
  腐蚀的方式:(A)酸性腐蚀,是***普遍被采用的。酸性腐蚀液由硝酸(HNO3),氢氟酸(HF),及一些缓冲酸(CH3COCH,H3PO4)组成。
       (B)碱性腐蚀,碱性腐蚀液由KOH或NaOH加纯水组成。
  抛光:指单晶硅片表面需要改善微缺陷,从而获得高平坦度晶片的抛光。
  抛光的设备:多片式抛光机,单片式抛光机。
  抛光的方式:粗抛:主要作用去除损伤层,一般去除量约在10-20um;
        精抛:主要作用改善晶片表面的微粗糙程度,一般去除量1um以下
  主要原料:抛光液由具有SiO2的微细悬硅酸胶及NaOH(或KOH或NH4OH)组成,分为粗抛浆和精抛浆。
  清洗:在单晶硅片加工过程中很多步骤需要用到清洗,这里的清洗主要是抛光后的***终清洗。清洗的目的在于清除晶片表面所有的污染源。
  清洗的方式:主要是传统的RCA湿式化学洗净技术。
  主要原料:H2SO4,H2O2,HF,NH4HOH,HCL
  损耗产生的原因
  A.多晶硅--单晶硅棒
  多晶硅加工成单晶硅棒过程中:如产生损耗是重掺埚底料、头尾料则无法再利用,只能当成冶金行业如炼铁、炼铝等用作添加剂;如产生损耗是非重掺埚底料、头尾料可利用制成低档次的硅产品,此部分应按边角料征税。
  重掺料是指将多晶硅原料及接近饱和量的杂质(种类有硼,磷,锑,砷。杂质的种类依电阻的N或P型)放入石英坩埚内溶化而成的料。
  重掺料主要用于生产低电阻率(电阻率<0.011欧姆/厘米)的硅片。
  损耗:单晶拉制完毕后的埚底料约15%。
  单晶硅棒整形过程中的头尾料约20%。
  单晶整形过程中(外径磨削工序)由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比***终抛光晶片所规定的直径规格大,通过外径磨削可以获得较为精确的直径。损耗约10%-13%。

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