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半导体工艺设备之单晶炉

2022-03

半导体工艺设备为半导体大规模制造提供制造基础。摩尔定律,给电子业描绘的前景,必将是未来半导体器件的集成化、微型化程度更高,功能更强大。这里先介绍半导体工艺的头道工序——单晶体拉胚的单晶炉。

单晶炉

单晶炉,全自动直拉单晶生长炉,是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。

单晶硅炉型号有两种命名方式,一种为投料量,一种为炉室直径。比如 120、150 等型号是由投料量决定, 85 炉则是指主炉筒的直径大小。

单晶硅炉的主体构成由主机、加热电源和计算机控制系统三大部分组成。

单晶硅片工艺流程

硅,Si,地球上含硅的东西很多,好像90%以上都是晶硅的,也就是单晶硅。太阳能级别的硅纯度6N以上就可以了。

开始是石头,(石头都含硅),把石头加热,变成液态,再加热变成气态,把气体通过一个密封的大箱子,箱子里有N多的子晶加热,两头用石墨夹住,气体通过这个箱子,子晶会把气体中的一种吸符到子晶上,子晶慢慢就变粗了,因为是气体变固体,所以很慢,一个月左右,箱子里有就了很多长长的原生多晶硅。

单晶硅片由此进入生产流程:

1、酸洗

2、清洗

3、单晶硅料烘干

4、挑料

5、配料

6、单晶炉拉晶

7、硅棒检测

8、开断

9、包装

10、磨圆

11、多线切割

12、清洗

13、单晶硅片检测

单晶炉的结构

单晶炉炉体(包括炉底板、主炉室、炉盖、隔离阀室、副炉室、籽晶提升旋转机构和坩埚提升旋转机构)由304L不锈钢制造。所有腔体都经过缺陷炉室检查和探伤检验,并且经过0.6MPa水压试验和氦质谱检漏仪检漏。

单晶炉生产工艺

单晶硅的制备工艺不同,所得到产品的纯度和性能差异很大,因此其下游应用领域也有所区别。单晶硅在日常生活中是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。电视、电脑、手机、汽车,处处都离不开单晶硅材料,单晶硅作为科技应用普及材料之一,已经渗透到人们生活中的各个角落。