来源:时间: 2025-01-17新闻中心
工艺控制需要一套复杂的反馈系统,德州仪器TI晶体生长与硅晶圆制备结构
William Shockley和贝尔实验室对半导体技术的广泛应用有不可磨灭的功绩,Shockley在1955年离开了贝尔实验室并在加利福尼亚的Palo Alto创建了Shockley实验室,虽然他的实验室未能幸存下来,但是它在西海岸建立了半导体制造业并为后来著名的硅谷奠定了基础,贝尔实验室对它的半导体技术授予许可证并转给制造公司,这促进了半导体工业的腾飞,早期的半导体器件是用锗材料来制造的。德州仪器TI直拉法(CZ)大部分的单晶是通过直拉法生长的,设备有一个石英(氧化硅)坩埚,由带有射频(RF)波的线圈环绕在其周围来加热,或由电流加热器来加热。坩埚装载半导体材料多晶块和少量掺杂物。选择掺杂材料来产生N型或P型材料。首先,在I415℃把多晶和搀杂物加热到液体状态,接下来,籽晶安置到刚接触到液面(称为熔融物)。籽晶是具有和所需晶体相同晶向的小晶体,籽晶可由化学气相的技术制造。在实际应用中,它们是一片片以前生长的单晶并重复使用,当籽晶从熔融物中慢慢上升时,晶体生长开始了。籽晶和熔融物间的表面张力致使一层熔融物的薄膜附着到籽晶上然后冷却,德州仪器TI在冷却过程中,在熔化的半导体材料的原子定向到籽晶一样的晶体,晶体生长与硅晶圆制备结构,实际结果是籽晶的定向在生长的晶体中传播。在熔融物中的搀杂原子进入生长的晶体中,生成N型或P型晶体,为了实现均匀掺杂、完美晶体和直径控制,籽晶和坩埚(伴随着拉速)在整个晶体生长过程中以相反的方向旋转,工艺控制需要一套复杂的反馈系统,综合转速、拉速及熔融物温度参数,拉晶分为三个段,开始放肩形成一薄层头部,接着是等径生长,最后是收尾,直拉法能够生成几英尺长和直径大到12英寸或更多的晶体,德州仪器TI200mm晶圆的晶体将会重达450磅(168kg),需要花费三天时间来生长。