龙8国际头号玩家封直拉单晶炉可用来生长砷化镓晶体。另一种制备单晶常用的设备是区熔单晶炉。 2.2 主要技术性能
单晶晶锭尺寸: Ф3″~Ф12″ 最高加热温度: 1600℃ 炉温控制精度: 优于±0.5℃ 籽晶拉速范围: 0.1~10mm/min 坩埚升速范围: 0.02~2.5mm/min 坩埚转速范围: 1~30r/min 2.3 产品应用范围 直拉单晶炉适用于拉制硅单晶锭。利用不同的热场可以拉制不同直径的单晶锭,其中最 大直径可达 450mm。 2.4 技术发展趋势 目前 200mm 直径的国产单晶炉已基本满足国内市场需要,300mm 直径产品于 2007 年完成 研发并拉制出单晶锭。国外 300 mm 直径的晶圆 1994 年已经投入量产。据国际半导体技术指 南 ITRS2006 预测,直径 450mm 硅单晶抛光片是 300mm 的下一代产品,也是未来 22nm 线宽集成 电路的衬底材料龙8国际头号玩家。研发并完善 450 mm 直径的晶体生长设备是行业发展的必然趋势。
晶锭切片是通过高速旋转的镀有金刚砂的刃具与晶锭径向磨削来实现的。切割设备主要 有内圆切片机、外圆切片机、多刀切割机和线锯。内圆切片机按其结构有卧式和立式之分。 立式内圆切片机(见图 2.4)主要由立式旋转主轴、张刀机构、送料机构、切割进给驱动及自 动控制系统组成。刃具(特制的内圆刀片)被张紧在主轴顶端刀环上,晶锭首先粘结在一个 切割块上用以保证晶体的正确晶向,然后将切割块装卡在送料机构上。主轴以每分钟近两千 转的速度旋转,送料机构按预定的片厚将晶锭送入刀片内圆刃口中,然后横向缓慢进行切割 进给。高速旋转的内圆刃口与缓慢进给的晶锭磨削,将晶锭切割成片。 3.2 主要技术性能
几十年来,随着半导体技术的快速发展,半导体设备也在一代接一代地创新和发展。当 今半导体设备的制造和使用涉及 50 余个学科和近 60 种化学元素等诸多方面的高新技术,具 有极强的技术综合性。不仅如此,半导体设备技术的发展逐步将工艺技术模块化集成到设备 中,使其高度自动化和高度智能化,逐步改变了设备与工艺自然分离的局面,时时走在半导 体制造业发展的前列,发挥着特殊的重要作用。
础之一。在成百上千种电子元器件专用设备中,半导体专用设备集光、机、电、计算机技术 于一体,汇各工业领域尖端技术之大成,是最具先进性和代表性的设备。限于篇幅,本章仅 以半导体设备作为基本内容加以介绍。
在半导体制造中,通常把专用设备分为前道工艺设备(晶圆制造)、后道工艺设备(组 装与封装)、制版设备和材料制备设备,其中都包括检测设备和仪器。如图 2.1 和 2.2 所示, 按照半导体工艺步骤又可将工艺设备分为晶体生长与晶圆制备、掩膜图形设计与制造、外延、 高温氧化、薄膜制备、光刻、刻蚀、掺杂、平坦化、中间测试、组装与封装、成品测试等十 二类,涉及各种用途的具体设备近百种,图中只列出了具有代表性的设备名称。为叙述方便, 不妨对十几种关键设备做具体介绍,力求取得触类旁通的效果。
生长单晶硅,首先将提纯的多晶硅块和少量掺杂材料(B2 或 P2)装入炉室内的石英坩埚 中,待抽真空或充入惰性气体后用加热器加热使多晶硅块和掺杂材料熔化,控制炉温在硅熔 点温度(1420℃)使保持液态熔体,即可将籽 晶安置到刚接触到液面的位置。随着籽晶从熔 体表面旋转并缓慢提升,一层硅原子定向结晶 成籽晶同样的晶体结构,掺杂材料的原子也进 入生长的晶体中。通过引晶、缩颈、放肩、等 径生长、收尾等一系列操作,在外加磁场的作 用下抑制熔体内的热对流,从而拉制出高质量 的 N 型或 P 型单晶锭。
半导体设备的进一步发展,使其应用领域变得越来越广,在其他电子器件制造领域也都 不同程度地采用了半导体设备或由半导体设备演化的设备,成为半导体设备应用的新领域。 尤其是在微/纳电子器件、微/纳光机电系统等极小尺寸和极高精度的产品制造领域的逐步 应用,对军用电子元器件发展具有极其重要的意义。
晶体生长最广泛使用的设备是采用 CZ (Czochralski)法的直拉单晶炉。它主要由主/副 炉室、石英坩埚及驱动、籽晶旋转及提升、真空及充气系统、射频或电阻加热器和控制系统 等部分组成,如图 2.3 所示。
前尚无相应的国产设备。日产 T-SM-300 内圆切片机,其刀片外径达 1180mm。由于刀片直径过