En simpel forståelse af halvleder silicium wafers
en， Introduktion til Semiconductor Wafers
- Forskningen af halvleder stammer fra forskningen af faststoffysik og elektronisk videnskab. I 1938, Shaws papir “Retificering ved metal-halvledergrænsefladen” var den første til at forbinde grundforskningen af faststoffysik med ydeevnen af halvlederkomponenter.
- Ved udgangen af 1947, den første transistor blev født på Bell Labs. Tidlig forskning i faststoffysik var baseret på germaniumkrystaller som transistorer, men den største fordel ved siliciumtransistorer er, at de kan bruges i et højtemperaturmiljø af 100 grader, mens germanium transistorer ikke har nogen funktion ved 70 grader, hvilket i høj grad begrænser anvendelsesområdet.
- I 1954, Thiel dyrkede krystaller ved hjælp af Czochralski enkeltkrystalmetoden hos Texas Instruments, og lavede verdens første siliciumtransistor, indvarslende æraen med siliciumbaseret solid-state elektronik.
Fordele ved silicium som halvledermateriale:
1. Siliciumreserver 26.8% på jorden, næst efter ilt
2. Silicium har et stort energigab (1.13V), som muliggør højere driftstemperatur og lavere lækstrøm
3. SiO2-laget på overfladen af siliciumwaferen kan modstå høje temperaturer og beskytte siliciumwaferen
- Silicium wafer, også kendt som silicium wafer, er det vigtigste grundmateriale til fremstilling af halvlederchips, og dets vigtigste råmateriale er monokrystallinsk silicium.
- En siliciumwafer er en arklignende genstand lavet af silicium, generelt lavet af højrent krystallinsk silicium. Sammenlignet med andre materialer, den molekylære struktur af krystallinsk silicium er meget stabil, med få frie elektroner.
- En halvlederenhed er et produkt med en specifik ledningsevne, som endelig opnås ved at ændre siliciums molekylære struktur ved hjælp af fotolitografi, ionimplantation og andre midler til at forbedre dens ledningsevne.
to， Klassificering af halvlederwafer
- Halvleder silicium wafers står for ca 37% af markedet for halvlederfremstillingsmaterialer, førstepladsen blandt de tre kernematerialer til halvlederfremstilling. .
- Kernevanskeligheden ved siliciumwafers ligger i de høje krav til renhed, som normalt kræver mere end 9N.
- De wafere, der bruges til IC-fremstilling, er alle monokrystallinske siliciumwafers, og de specifikke siliciumwaferspecifikationer kan opdeles i tre kategorier: polerede wafers PW/AW, epitaksiale wafers EW og silicium-på-isolator SOI.
tre， Silicium wafer produktionsproces
- Set fra produktionsprocesstrømmens perspektiv, fremstilling af polysilicium, det barre af siliciummateriale, trækstangen og skæring af silicium wafers er de fire kerneteknologier i den nuværende produktionsproces for siliciumwafer.
- Processen påvirker hovedsageligt renheden, indhold af urenheder, kompakthed, kornstørrelse og størrelsesfordeling, krystalorientering og strukturens ensartethed af siliciumwaferen, og tykkelsen af siliciumwaferen.
