ما هي خطوات إنتاج رقائق السيليكون؟

عادة ما يتم إنتاج رقائق السيليكون بالخطوات التالية:
1) نمو البلورات، والذي يمكن تقسيمه إلى طريقة Czochralski (CZ) وطريقة ذوبان المنطقة (FZ). نظرًا لأن المادة متعددة البلورات المنصهرة ستتصل مباشرة ببوتقة الكوارتز، فإن الشوائب الموجودة في بوتقة الكوارتز سوف تلوث البلورات المنصهرة. تعمل طريقة Czochralski على تسوية محتوى الكربون والأكسجين البلوري الفردي بنسبة عالية نسبيًا، وهناك العديد من الشوائب والعيوب، لكن التكلفة منخفضة، وهي مناسبة لسحب رقائق السيليكون ذات القطر الكبير (300 مم). وهي حاليًا المادة الرئيسية لرقائق السيليكون شبه الموصلة. البلورة المفردة المسحوبة بطريقة الذوبان النطاقي بها عيوب داخلية قليلة ومحتوى منخفض من الكربون والأكسجين لأن المادة الخام متعددة البلورات لا تتلامس مع بوتقة الكوارتز، ولكنها باهظة الثمن ومكلفة، ومناسبة للأجهزة عالية الطاقة وبعض المنتجات الراقية.
2) التقطيع، يحتاج قضيب السيليكون أحادي البلورية المرسوم إلى قطع مادة الرأس والذيل، ثم لفها وطحنها إلى القطر المطلوب، وقطع الحافة المسطحة أو الأخدود V، ثم تقطيعها إلى رقائق سيليكون رقيقة. في الوقت الحاضر، عادة ما يتم استخدام تكنولوجيا قطع الأسلاك الماسية، والتي تتميز بكفاءة عالية وتشوه وانحناء جيد نسبيًا لرقائق السيليكون. سيتم قطع عدد صغير من القطع ذات الشكل الخاص بدائرة داخلية.
3) الطحن: بعد التقطيع، من الضروري إزالة الطبقة التالفة على السطح المقطوع عن طريق الطحن لضمان جودة سطح رقاقة السيليكون، بعد إزالة حوالي 50 ميكرومتر.
4) التآكل: التآكل هو إزالة طبقة الضرر الناتجة عن القطع والطحن، وذلك للتحضير لعملية التلميع التالية. يشمل التآكل عادة التآكل القلوي والتآكل الحمضي. في الوقت الحاضر، بسبب عوامل حماية البيئة، يستخدم معظمهم التآكل القلوي. ستصل كمية إزالة التآكل إلى 30-40um، ويمكن أن تصل خشونة السطح أيضًا إلى مستوى الميكرون.
5) التلميع: يعتبر التلميع عملية مهمة في إنتاج رقائق السيليكون. يهدف التلميع إلى تحسين جودة سطح رقائق السيليكون من خلال تقنية CMP (الكيميائية الميكانيكية المصقولة) لتلبية متطلبات إنتاج الرقائق. عادة ما تكون خشونة السطح بعد التلميع Ra<5A.
6) التنظيف والتعبئة: نظرًا لأن عرض خط الدوائر المتكاملة أصبح أصغر فأصغر، فإن متطلبات تحسين مؤشرات حجم الجسيمات تزداد أيضًا. يعد التنظيف والتعبئة أيضًا عملية مهمة في إنتاج رقائق السيليكون. يمكن للتنظيف Megasonic أن ينظف ويلتصق بالسيليكون. معظم الجسيمات الموجودة فوق 0.3um الموجودة على سطح رقاقة السيليكون تكون مختومة بالفراغ ومعبأة في صندوق مربى غير نظيف أو معبأة بغاز خامل، بحيث نظافة سطح رقاقة السيليكون تلبي متطلبات الدوائر المتكاملة.