【正文】 一是稱為？或TEOS的Si(OC2H5)4的熱分解。Silox通過化學(xué)氣相沉積在硅片背面淀積一層5000197。 阻止自動摻雜的最好方法是至少在硅片背面用某種薄膜進行背封。因此如果在較低溫度下進行外延沉積，自動摻雜的效應(yīng)會減弱。自動摻雜的諸多問題，以及怎樣防止或弱化它們將在外延沉積一章中重點討論。這是因為外延沉積的目的就是要以重?fù)焦铻榛A(chǔ)，再在其上部生長一層輕摻雜單晶硅。氧施主經(jīng)觀測，硅進行任何的熱處理，溫度在500℃900℃范圍內(nèi)，新的氧施主開始出現(xiàn)。這個過程結(jié)束后，將硅片從熱的爐子中拉出，暴露在外面的空氣中，溫度會快速經(jīng)過450℃的臨界溫度范圍，足以將氧保持是凍結(jié)狀態(tài)。硅片尺寸150mm時，整根晶棒進行退火是不實際的，因此，將分立的硅片進行熱處理。晶棒或硅片必須加熱到650℃左右，然后進行急冷。硅片進行純水漂洗和甩干時，表面本質(zhì)上已無金屬離子存在并能放入爐子進行熱處理了。這種溶液以劇烈溶劑著稱，能去除硅片表面大部分的有機污物和某些金屬離子。金屬會降低少數(shù)載流子的壽命，影響器件性能。急冷能將沉淀物凍結(jié)在晶格內(nèi)，防止它們再度活躍成為施主。這個效應(yīng)大約在650℃左右時發(fā)生。因為碳有四個電子，所以與四個硅原子結(jié)合后，不會有額外的電子。因為氧有6個外層電子，它的四個電子能與硅原子形成四根鍵，而另兩個電子施與了晶體導(dǎo)帶。曾作了很多嘗試去了解從惰性氧形成施主的機制，以及這種氧與其它原子是怎樣結(jié)合的。即在大部分氧施主不再活動后，磷的濃度。當(dāng)晶體生長時，籽晶末端從熱場中提升，所以，它要在較低的溫度下呆更長時間，在某點上很可能溫度范圍在300℃500℃內(nèi)。在某些情況下，甚至摻雜劑的性質(zhì)會發(fā)生改變，從而使p型晶棒轉(zhuǎn)變?yōu)閚型晶棒。由于熔融物和晶棒的旋轉(zhuǎn)以及隨著時間的推移，熔融物量的減少，氧含量沿著晶棒的長度方向會顯示出一特性。抵抗穩(wěn)定硅中的氧溶解硅單晶棒，作為一個結(jié)果，硅片從晶棒上切割下來，還有一重要參數(shù)—氧含量。兩側(cè)完成后，硅片必須徹底清洗以清除殘留的拋光砂。這個鼓表面貼有一種樹脂拋光襯墊。另一個好處是在后道生產(chǎn)工序—HF清洗硅片時防止膠狀硅粒飛跑形成條紋。有時進行邊緣拋光是為了清除腐蝕過程留下的邊緣腐蝕坑。吸雜的另一重要事項需記住就是盡管氧淀積會吸引金屬雜質(zhì)，但降低了硅片的機械強度，在熱處理時易造成彎曲或翹曲。所以也稱為氧化淀積。在這過程中，氧開始成核，耗盡層仍不受影響，因為氧含量沒有足夠高到成核的程度。在這溫度，氧能從表面逸出因為硅片和外部的氧濃度的不同。第一步是將硅加熱到1100℃，使得在接近硅片表面形成一氧的耗盡層，稱為耗盡層，器件就建立在正表面的這一區(qū)域上。當(dāng)晶棒從硅熔融物中CZ法拉制時，會有大量的氧從融化物中釋放出來。氧原子需有最小濃度，才能產(chǎn)生吸雜。在一些器件制作過程中，大部分會使用這一方法，因此，任何其它的吸雜步驟都不需要了。薄膜沉積多晶硅或氮化硅（Si3N4）的薄膜淀積在硅片背面能移動金屬離子。據(jù)觀測，要能成功吸雜，激光功率需在15J?cm2或更大些。然而，這是一個很慢的過程，因為激光束要掃描硅片表面以達(dá)到一個很好的覆蓋。再制這樣的損傷是很困難的。當(dāng)他們到達(dá)位錯位置，就會被固定不動。外吸雜外吸雜是通過從外界導(dǎo)入一有效方法來完成。所以，吸雜在半導(dǎo)體工藝中是一個重要的過程。堿腐蝕 酸腐蝕 優(yōu)先腐蝕 沒有優(yōu)先腐蝕表面有腐蝕坑 無腐蝕坑同一批腐蝕速率不變（化學(xué)量固定） 變化的腐蝕速率自限制，易于控制 非自限制，難控制有一平整表面 會引起“枕頭”形不會對環(huán)境釋放有害氣體 會釋放有害氣體，必須凈化 堿腐蝕與酸腐蝕的比較吸雜簡介吸雜是一個將雜質(zhì)和一些會延伸的點缺陷從硅片的器件制作區(qū)域移走的過程。酸腐蝕（HNO3和HF）的基礎(chǔ)反應(yīng)如下：Si(s) + 4HNO3(l) → SiO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O(l)SiO2(s) + 6HF(l) → H2SiF6(aq) + 2H2O(l)這個反應(yīng)的一個產(chǎn)物是NO2，是一種氣體，所以，必須采取預(yù)防措施控制它的釋放。可以看出，只要兩者接觸，酸腐蝕就一直維持在較高速率。因為硅片的周圍都在競爭酸液，硅片中心有腐蝕劑不充足的趨向，這會使供給硅片中心的酸液損耗，反應(yīng)稍微降低。用于酸腐蝕的一般混合物是HNO3和HF。KOH很快侵蝕這些區(qū)域，隨著倒角邊緣的連接，導(dǎo)致許多不同形狀的腐蝕坑的出現(xiàn)。因為腐蝕劑對暴露的損傷區(qū)域侵蝕速度快，所以有很多損傷的區(qū)域形成的腐蝕坑最深。KOH只會腐蝕暴露在蝕刻劑下，有晶格損傷的區(qū)域，掩埋在里面的損傷不會被侵蝕到。由于這個原因，KOH更適合腐蝕（100）向的硅片。自限制過程這個過程稱為相當(dāng)自限制過程是因為KOH能到達(dá)的硅片任何損傷區(qū)域會快速腐蝕，然后當(dāng)達(dá)到無損傷表面時，反應(yīng)幾乎停止。因為大量的硅片在生產(chǎn)過程中是平行于（100）面的，所以用KOH腐蝕很適合硅片。堿腐蝕硅片腐蝕的一種方法是使用堿性氫氧化物如氫氧化鉀（KOH）。當(dāng)進行酸腐蝕時，酸先與表面的顆粒接觸，將其慢慢腐蝕去除，因此就象一張面具影響了酸與硅快速接觸。腐蝕的方法有兩種：堿腐蝕和酸腐蝕。然而，這也有一些問題如這種方法的一致性，以及它的產(chǎn)出率很低。然后，磨砂尺寸減小，研磨率也降低，幾乎不會引起表面損傷。所以，硅片必須保持濕潤，直至表面顆粒被清除。整個過程會磨去75100μm的表層。典型的研磨砂是由9μm大小的經(jīng)煅燒的氧化鋁顆粒組成。另一種方法是使用旋渦電流傳感器，磨盤之間的距離能通過位于上磨盤上的傳感器測量到。這是因為每一輪的磨片條件并不相同，所以，為了更精確地控制磨片厚度，希望在磨片機上裝一個厚度測試系統(tǒng)。有幾種控制硅片最終厚度的方法，如控制磨片時間，有一壓電裝置同硅片一起研磨，或者旋渦電流測試。另一個功能是上磨盤提供壓力給硅片，上磨盤通過氣壓下降壓下，在磨片的第一個循環(huán)中，壓力比較小，使硅片上高起的點先被磨去，使磨液均勻分配在機內(nèi)。所以沒有大的壓力向一個方向移動硅片或另一個方向。這樣防止在磨盤最終分開時，硅片粘在上磨盤上。如果磨盤上沒有齒輪，磨液可能會流到磨盤上，如果磨盤與硅片間有太多的磨液，磨盤會浮在硅片表面的液體上。為了保持硅片和磨盤的平整度，磨盤和載體的轉(zhuǎn)速需要很好地控制。這些刮傷在后面的工序中很難去除，鑄鐵的磨盤也不能太硬，如果磨盤太硬，它會壓迫研磨顆粒進入硅片，使硅片增加額外的損傷。無論是中心齒輪還是外部的齒輪都能旋轉(zhuǎn)，為載體的旋轉(zhuǎn)提供了寬闊的范圍。雙面行星磨片的應(yīng)用使硅片的兩面能同時進行磨片。磨片的應(yīng)用是因為它能磨去應(yīng)去除的材料并留下小量的損傷。任何工藝要去除這些損傷就至少要去除這樣厚度的材料。目的磨片的主要目的是將硅片的切片微損傷去除。在磨片過程中，在雙面行星運動中硅片兩面會被同時研磨，一定量的材料將被從兩面磨去。背封工藝能隨意采用，通過沉積在重?fù)诫s硅片的背面以防止摻雜劑通常是硼在后面的熱處理過程中的逸出。接下來，硅片需要腐蝕，以去除磨片造成的損傷。磨片、熱處理和相關(guān)工藝目的：通過本章的學(xué)習(xí)，能夠： 能描述磨片的意義； 能描述雙面行星式磨片機； 知道兩種類型的腐蝕，比較它們的優(yōu)缺點； 了解硅片的三種外吸雜工藝； 了解內(nèi)吸雜的三個熱處理步驟； 描述熱處理對抵抗穩(wěn)定所起的作用； 了解進行背封的原因并列出兩種背封工藝過程。27．硅片需進行激光標(biāo)識的主要原因是（ ）a. 為吸雜工藝提供損傷；b. 清除硅片表面的不完整物；c. 提供了一種能追溯硅片的手段；d. 為接下來的硅片分選提供幫助。d. 低的切片損失，較低的損傷，而且經(jīng)濟。d. 證明切片完成的好方法。d. 碎片率，沾污，后來的拋光砂的使用。yield point？指材料在沒有永久變形情況下，能承受的最大壓力。應(yīng)力應(yīng)力是指材料單位面積承受的力量。在切片過程中，由于刀片的小小振動產(chǎn)生了這樣的損傷，在沿著切口的方向留下小的脊?fàn)詈圹E。在硅片晶向檢查時，要用到xray，因為有射線的，特別是大部分的射線會降低操作者的機能再生能力。在以前，邊緣小珠子在接觸印刷時是一個問題，但現(xiàn)在的工藝已使其不再成為麻煩。然而，即使是這樣仍然會在邊緣有很小的生長，只是不會在硅片正面的外延層上形成皇冠頂，因為邊緣是錐形的。因為在未進行倒角之前，這兩種情況存在于硅片邊緣，外延層就會趨向于在邊緣生長的更快。已經(jīng)證明在進行硅片處理時，經(jīng)過倒角的硅片與未經(jīng)過倒角的硅片相比，順利通過流程而沒有崩邊的要多的多。一個普遍的因素是，與所有的改進一樣，這樣的邊緣能使硅片生產(chǎn)和器件制造階段都有更高的產(chǎn)率。當(dāng)從屏幕上查看倒角輪廓時，需啟用一控制模板，重疊在硅片圖象上。倒角磨輪倒角磨輪是用來進行邊緣倒角的一個金屬圓盤，直徑約為24英寸左右。既然硅片的參考面也同時倒角，就有一些問題發(fā)生。硅片緩慢旋轉(zhuǎn)，磨輪則以高速旋轉(zhuǎn)并以一定力量壓在硅片邊緣。邊緣倒角另外的好處是能清除切片過程中一些淺小的碎片。將與標(biāo)準(zhǔn)不一致的硅片從中分離出來。因此，保持標(biāo)識有最小的深度但能通過最后的過程是很值得的。？標(biāo)識可以是希臘字母或條形碼。如果硅片中發(fā)現(xiàn)一問題，知道硅片經(jīng)過了哪些過程，在晶棒的哪一位置是很重要的。激光刻字經(jīng)切片及清洗之后，硅片需用激光刻上標(biāo)識。因此硅片的特性也就不同，確定硅片在晶棒中的位置是很必要的。硅片的原始順序必須被保持直至激光刻字。 Xray衍射碳板清除切片完成之后，粘在硅片上的碳板需要清除。這個過程類似于單晶生長模式中的描述，除了衍射是針對硅片表面而不是邊緣。硅片晶向發(fā)生任何問題都會引起器件制造問題。所有的客戶都希望硅片有一特定的晶向，無論是在一單晶平面還是如果特定的，與平面有特定數(shù)值的方向。如線性電氣加工EDM，配置研磨線，電氣化學(xué)，和電氣光化學(xué)。鋼線也可能因張力太大，達(dá)到它所能承受的極限，導(dǎo)致鋼線斷裂。鋼線有任何一點的松動，都會使其在對晶棒進行切割時發(fā)生搖擺，引起切割損失，并對硅片造成損傷。另一方面，線切割機對于更大直徑的硅片，不需要改變線的粗細(xì)。通過鋼線的帶動，砂漿會對晶棒緩慢研磨，帶走晶棒表面少許材料，形成凹槽。這都由一個線張緊裝置來自己控制并調(diào)整系統(tǒng)。這樣就使鋼線通過系統(tǒng)的時間延長，或者剛在一個方向經(jīng)過系統(tǒng)，反過來又要經(jīng)過了。這種與砂漿接觸時間的減少有利于延長鋼線的壽命。如150mm硅片，整根晶棒的切割完成只需約58小時。一根連續(xù)的鋼線集中繞導(dǎo)輪的一個個凹槽上，形成許多相同間隔的切割表面。它們最初需要昂貴的投資，但因在切片損失上的減少能使其很快收回成本。單晶硅的裂紋大多沿著（111）面。應(yīng)指出的是，碎片大多發(fā)生在(100)晶向的硅片上，原因是（100）的硅片，切割垂直于（110）和其它（100）晶面。有一防止碎片的系統(tǒng)可供選擇，可以消除任何碎片的發(fā)生。在最后，可以通過降低刀片進給速率來減小壓力。當(dāng)持續(xù)施加相同大小的壓力在越來越薄的材料上，材料就無法再承受這樣的壓力。這是因為刀片在切片時會發(fā)生抖動。經(jīng)常發(fā)生的問題是刀片變形。要檢查修刀是否成功，唯一的方法就是再進行硅棒的切割。當(dāng)?shù)镀驗榕K而開始出現(xiàn)偏差時，就應(yīng)進行修刀了。這個系統(tǒng)使硅片切片時，有更少的翹曲度。這個位置一般接近刀片的內(nèi)圓處，并接近刀片切入晶棒的入口或刀片退出時的出口（）。如果刀片在切片時發(fā)生振動，那么很有可能在刀片所在一側(cè)的損傷層會比另一側(cè)更深。為了防止損傷層的延伸擴展，必須小心仔細(xì)地操作，盡可能消除刀片振動。這一過程會造成硅片產(chǎn)生許多細(xì)微破裂和裂紋，這種損傷層的平均厚度約為2530μm。另一問題是它會導(dǎo)致碎裂并使硅片中心產(chǎn)生缺陷。內(nèi)徑也相對較大，因為有了大的洞，刀片才能變得更硬。這種液體能控制硅沫并使溫度下降。含鉆石的研磨層在硅體內(nèi)不斷地研磨，造成硅的微觀斷裂而產(chǎn)生細(xì)微碎片。這一等級圖范圍從撲面粉—最軟的材料之一，到鉆石—最硬的材料都包括在內(nèi)了。研磨劑（鉆石）混合在鎳金屬內(nèi)，鉆石是非常硬的物質(zhì)，能刮去任何其它物質(zhì)的表面，還有兩種相近硬度的材料見莫氏硬度等級。如果刀片有其十倍厚，那么每切一刀，硅片的500%厚度都損失了。從所畫的圖上可以看出，壓力張力曲線最終成了線性關(guān)系。壓力是描述單位能承受的重量；張力是指改變后的長度與原始長度之比。在硅片進行高溫?zé)崽幚碇?，必須將金屬從表面清除。不銹鋼有高的延展性能允許刀片有很大的張力，這種強的張力能使刀片繃的很緊很直，從而在切割時能保持刀片平直。很明顯，這一厚度越小，刀片損失也就越少。對于150mm的硅片，每刀用時3分鐘。內(nèi)圓切割內(nèi)圓切割正如它的名字一樣，切割的位置在刀片的表面。如果在切片過程中損失更少的量，那就意味著從同根晶棒上能切下更多的硅片，也就是降低了每一硅片的成本。有一個速度快、安全可靠、經(jīng)濟的切割方法是很值得的。一般地，環(huán)氧能很容易在熱的乙酸溶液中溶解，或用其他的方法解決。碳板不僅在切片時為硅片提供支持，而且也在刀片切完硅片后行經(jīng)提供了材料，保護了刀片。當(dāng)然，碳板也可以和晶棒的其它部位粘接，但同樣應(yīng)與該部位形狀一致。其它粘板材料還有陶瓷和環(huán)氧。碳板當(dāng)硅片從晶棒上切割下來時，需要有某樣?xùn)|西能防止硅片松散地掉落下來。在進行內(nèi)圓切片的工場內(nèi)，切片可能會引用許多標(biāo)準(zhǔn)。簡介本章主要討論多種切片工藝和它們的特征，對硅片的激光掃描，及硅片的邊緣的contour。總厚度超差（TTV）總厚度超差（TTV）是指硅片最厚處與最薄處的差值。Piranha是一種清洗液，由硫酸（H2SO4）