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你知道硅片加工工艺:直拉法 、区熔法制备硅锭

2025-4-2
你知道硅片加工工艺:直拉法 、区熔法制备硅锭
硅片加工工艺:直拉法 、区熔法制备硅锭• 直 拉 法 ( CZ 法 ) : 将 高 纯 多 晶 硅 料 放 入 石 英 坩 埚 中 加 热 至 约1410°C融化,然后用一根小的单晶籽晶接触熔融硅液并缓慢提拉,使熔体在籽晶引导下凝固成长出大尺寸单晶硅锭。Dash(缩颈)以消除位错,然后放宽肩部、转为等径晶体坩埚和晶体同时旋转以均匀成分分布,最终长成圆柱状硅单晶棒(晶锭).典型直拉生长包括引晶、缩颈、等径生长,最后收尾完成晶锭。通过精确控制提拉速度决定晶体直径,控制籽晶/坩埚转速和热场实现无位错单晶生长。• 主要设备:直拉单晶炉由加热炉腔、石英坩埚及其升降旋转机构、籽晶杆提拉系统和过程控制系统等组成,在真空或惰性气氛下运行。现代直拉炉可生长直径200–300mm的大晶锭(棒)• 关键控制:精确控制温度梯度和提拉速率以避免热应力和缺陷产生,同时通过坩埚和晶体旋转以及可选的磁场控制(MCZ技术)影响熔体对流和固液界面形状,从而调节晶体缺陷分布和氧杂质含量。由于直拉法在石英坩埚中生长,硅中会固溶一定浓度的氧;需通过控制冷却速率和后续热处理来管理氧沉淀。直拉工艺需全程严格控制热场和拉速,以获得高纯度、低缺陷的大尺寸单晶硅。图:直拉法工艺流程数据来源:《芯片用硅晶片的加工技术》,金元证券研究所