藍(lán)寶石窗口片研磨拋光階段的工藝流程為：粗磨（一致化）--精磨（平坦化）--拋光（鏡面化）。其中，粗磨和精磨階段都是采取磨料沖擊破碎藍(lán)寶石表面的方式進(jìn)行，為純物理作用，拋光一般采用堿性二氧化硅溶膠，一邊對(duì)藍(lán)寶石表面進(jìn)行輕微腐蝕，一邊通過拋光墊掃除的方式達(dá)到鏡面效果，為CMP拋光，即化學(xué)物理拋光法。由以上流程可知，藍(lán)寶石拋光是一個(gè)腐蝕—掃除的過程，其中，腐蝕的厚度僅僅達(dá)到埃米級(jí)。藍(lán)寶石拋光完結(jié)應(yīng)該是鏡片的所有部分都達(dá)到鏡面效果。在日常加工中，經(jīng)常碰到藍(lán)寶石拋光異常加長(zhǎng)的現(xiàn)象，時(shí)間太長(zhǎng)的表象為以下幾點(diǎn)：1、 長(zhǎng)方形特別是長(zhǎng)條形的四個(gè)角拋不透；2、 表面有坑點(diǎn)；3、 橘皮水紋等缺陷；4、 表面發(fā)蒙，霧化。以上現(xiàn)象，除第三點(diǎn)外，基本都由前道研磨所產(chǎn)生。誠(chéng)如前文所述，拋光是逐漸腐蝕的過程，而腐蝕的深度非常細(xì)微，藍(lán)寶石拋光時(shí)間長(zhǎng)，無非就是腐蝕還沒達(dá)致全局，要想達(dá)致全局，只能延長(zhǎng)拋光時(shí)間。那么造成腐蝕難以短時(shí)間達(dá)致全局的原因是什么呢？毫無疑問是研磨過后的鏡片的平坦度問題造成的。我們來逐步分析以上幾種現(xiàn)象。1、 角不透。雙面研磨是通過行星輪固定鏡片并隨著行星輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方式在研磨機(jī)的研磨盤上運(yùn)動(dòng)，通過研磨盤對(duì)研磨砂的帶動(dòng)來進(jìn)行沖擊破碎表面，達(dá)到研磨目的。但是長(zhǎng)方形特別是長(zhǎng)條形的鏡片在行星輪里是位置相對(duì)固定，無法自轉(zhuǎn)，即使產(chǎn)生表面不平整，也無法像圓片一樣通...
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一、引言（學(xué)習(xí)藍(lán)寶石襯底的用意及用處）近二十年來，氮化鎵基發(fā)光二極管取得了飛躍式發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。氮化鎵基發(fā)光二極管由于其高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)越性能，將取代現(xiàn)有的白熾燈、熒光燈、鹵化燈等而成為主流的固態(tài)照明工具。然而，同質(zhì)外延生長(zhǎng)所需的高質(zhì)量GaN襯底的價(jià)格昂貴且遠(yuǎn)不能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求?，F(xiàn)有的外延襯底大部分仍是藍(lán)寶石，由于藍(lán)寶石與GaN材料存在晶各失配和熱失陪等缺點(diǎn)，這阻礙了GaN晶體質(zhì)量的提高，從而導(dǎo)致了GaN的發(fā)光器件性能的進(jìn)一步提高。大量研究表明，圖形化藍(lán)寶石襯底有利于降低晶體的位錯(cuò)密度和應(yīng)力釋放，從而大大改善GaN晶體的質(zhì)量和GaN的發(fā)光器件性能。二、藍(lán)寶石襯底的常規(guī)清洗方法在正常的室溫下，有機(jī)溶劑超聲清洗，以及加熱條件下，丙酮浸泡。實(shí)施本發(fā)明的藍(lán)寶石襯底清洗方法，取消了傳統(tǒng)清洗方法中使用的三氯乙烯試劑，減少了環(huán)境污染，避免人員中毒，在清洗過程中，使用超聲波和加熱清洗，可節(jié)省清洗時(shí)間，提高清洗效率和質(zhì)量。工藝簡(jiǎn)單、操作方便，滿足環(huán)保要求。然而，使用超聲波清洗機(jī)清洗藍(lán)寶石襯底，是利用了超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對(duì)液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。三、藍(lán)寶石襯底清洗用超聲波設(shè)備類型中的光學(xué)超聲波清洗機(jī)深圳威固特VGT-1403FH為光學(xué)超聲波清洗機(jī)，設(shè)備共有14個(gè)功能槽，配置有循環(huán)過濾系統(tǒng)、有機(jī)溶劑蒸...
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1、表面清洗2、初次氧化3、CVD(Chemical Vapor deposition) 法沉積一層Si3N4 (Hot CVD 或LPCVD) 。（1）常壓CVD (Normal Pressure CVD) （2）低壓CVD (Low Pressure CVD) （3）熱CVD (Hot CVD)/(thermal CVD) （4）電漿增強(qiáng)CVD (Plasma Enhanced CVD) （5）MOCVD (Metal Organic CVD) & 分子磊晶成長(zhǎng)(Molecular Beam Epitaxy) （6）外延生長(zhǎng)法 (LPE) 4、涂敷光刻膠 （1）光刻膠的涂敷 （2）預(yù)烘(pre bake) （3）曝光（4）顯影（5）后烘(post bake) （6）腐蝕(etching) （7）光刻膠的去除5、此處用干法氧化法將氮化硅去除6 、...
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一、單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長(zhǎng)出棒狀單晶硅。熔融的單質(zhì)硅在凝固時(shí)硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長(zhǎng)成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結(jié)合起來便結(jié)晶成單晶硅。 單晶硅棒是生產(chǎn)單晶硅片的原材料，隨著國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)對(duì)單晶硅片需求量的快速增加，單晶硅棒的市場(chǎng)需求也呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。 單晶硅圓片按其直徑分為6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。直徑越大的圓片，所能刻制的集成電路越多，芯片的成本也就越 低。但大尺寸晶片對(duì)材料和技術(shù)的要求也越高。單晶硅按晶體生長(zhǎng)方法的不同，分為直拉法（CZ）、區(qū)熔法（FZ）和外延法。直拉法、區(qū)熔法生長(zhǎng)單晶硅棒材， 外延法生長(zhǎng)單晶硅薄膜。直拉法生長(zhǎng)的單晶硅主要用于半導(dǎo)體集成電路、二極管、外延片襯底、太陽能電池。目前晶體直徑可控制在Φ3~8英寸。區(qū)熔法單晶主要 用于高壓大功率可控整流器件領(lǐng)域，廣泛用于大功率輸變電、電力機(jī)車、整流、變頻、機(jī)電一體化、節(jié)能燈、電視機(jī)等系列產(chǎn)品。目前晶體直徑可控制在Φ3~6英 寸。外延片主要用于集成電路領(lǐng)域。 由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）單晶硅材料應(yīng)用最廣。在IC工業(yè)中所用的材料主要是CZ拋光片和外延片。存儲(chǔ)器電路通常使用CZ拋光片，因成...
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簡(jiǎn)介硅片的準(zhǔn)備過程從硅單晶棒開始，到清潔的拋光片結(jié)束，以能夠在絕好的環(huán)境中使用。期間，從一單晶硅棒到加工成數(shù)片能滿足特殊要求的硅片要經(jīng)過很多流程和清洗步驟。除了有許多工藝步驟之外，整個(gè)過程幾乎都要在無塵的環(huán)境中進(jìn)行。硅片的加工從一相對(duì)較臟的環(huán)境開始，最終在10級(jí)凈空房?jī)?nèi)完成。工藝過程綜述硅片加工過程包括許多步驟。所有的步驟概括為三個(gè)主要種類：能修正物理性能如尺寸、形狀、平整度、或一些體材料的性能；能減少不期望的表面損傷的數(shù)量；或能消除表面沾污和顆粒。硅片加工的主要的步驟如表1.1的典型流程所示。工藝步驟的順序是很重要的，因?yàn)檫@些步驟的決定能使硅片受到盡可能少的損傷并且可以減少硅片的沾污。在以下的章節(jié)中，每一步驟都會(huì)得到詳細(xì)介紹。硅片加工過程步驟1. 切片2. 激光標(biāo)識(shí)3. 倒角4. 磨片5. 腐蝕6. 背損傷7. ...
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1. 引言目前半導(dǎo)體IC產(chǎn)業(yè)進(jìn)入大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路時(shí)代，集成電路的特征向著納米尺寸發(fā)展，這就要求集成電路用表面質(zhì)量越來越高的單晶硅片或者外延硅片，表面如有加工過程的機(jī)械損傷等，會(huì)造成外延表面的缺陷或者層錯(cuò)，這也會(huì)給后續(xù)器件加工帶來良率損失。根據(jù)目前硅片加工技術(shù)看，拋光襯底或者外延襯底表面粗糙度基本在納米級(jí)別，微電子技術(shù)從微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)，甚至到14或者7 nm級(jí)別，對(duì)硅片表面的微粗糙度或者顆粒的特征粒徑尺寸要求越來越小 ，150 mm或者200 mm重?fù)絾尉L(zhǎng)外延后，需要嚴(yán)格管控表面顆粒和缺陷水平，如果顆粒過多，會(huì)造成外延缺陷，影響產(chǎn)品成品率和表層質(zhì)量，一般要求硅片顆粒小于特征線寬的三分之一。通常情況下，由于襯底原因或者外延原因造成的外延層霧狀缺陷，通過清洗的方式是去除不掉的，所以一般會(huì)考慮襯底或者外延工藝改進(jìn)。有些學(xué)者也利用原子力顯微鏡進(jìn)行微觀分析霧狀微觀形態(tài)，霧狀區(qū)域起伏較大 。對(duì)于影響外延片表面顆粒質(zhì)量的，我們需要從襯底片表面和外延反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行探討，襯底表面粗糙度增大，會(huì)嚴(yán)重影響外延片的表面質(zhì)量 ，同時(shí)外延工藝中合適氣體的選擇使用也會(huì)進(jìn)一步提高外延片表面的質(zhì)量。 本文發(fā)現(xiàn)部分拋光硅片在外延后出現(xiàn)0.12 um顆粒聚集分布現(xiàn)象，外延爐同爐其他批次外延后均未發(fā)現(xiàn)有類似現(xiàn)象。為解決此類問題，我們對(duì)拋光片襯底微粗糙度進(jìn)行分析，并外延驗(yàn)證。 2. 實(shí)驗(yàn)部分...
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高純多晶硅是電子工業(yè)和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)原料，在未來的50年里，還不可能有其他材料能夠替代硅材料而成為電子和光伏產(chǎn)業(yè)主要原材料。近年來，全球太陽能電池產(chǎn)量快速增加，直接拉動(dòng)了多晶硅需求的迅猛增長(zhǎng)。多晶硅市場(chǎng)需求經(jīng)歷了由“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)”向“光伏產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)”的轉(zhuǎn)變。光伏行業(yè)很快出現(xiàn)高速發(fā)展的局面，硅材料生產(chǎn)過程中必需的清洗設(shè)備的市場(chǎng)需求仍然非常大。這些設(shè)備分別用于半導(dǎo)體材料行業(yè)中多晶硅塊料、棒料和硅芯的清洗。我公司結(jié)合多年電子行業(yè)清洗機(jī)制造經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)該工藝的生產(chǎn)特點(diǎn)，開發(fā)出針對(duì)以上產(chǎn)品的專用全自動(dòng)清洗設(shè)備，并已在多家硅材料生產(chǎn)廠家得以成功應(yīng)用。1、工藝研究在多晶硅生產(chǎn)過程中，清洗的作用是在盡量減小材料損失的前提下，有效去除晶片表面的有機(jī)物、顆粒、金屬雜質(zhì)、自然氧化層及石英器Ⅲ的污染物。采用酸液剝離表面沾污層，再通過純水進(jìn)行沖洗的方法達(dá)到洗凈效果。在規(guī)模生產(chǎn)中，一般采用HF+HNO3,作為腐蝕液與硅材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。為了降低剝離層厚度，對(duì)于反應(yīng)溫度、時(shí)間的控制非常關(guān)鍵。對(duì)于塊狀料，由于其形狀不規(guī)則且處理過程互相堆疊，增加了清洗及干燥的難度，我們?cè)诮?jīng)過多次試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)：對(duì)腐蝕槽溶液降溫能有效控制反應(yīng)速度、降低材料損失并可以獲得更好的表面質(zhì)量。通過QDR、階梯溢流、加熱超聲的依次水洗，可以將殘留酸液去除。熱氮吹掃去除水滴，真空加熱干燥對(duì)于堆疊工件（塊狀料）的干燥效果良好。2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于上述...
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本文主要介紹在鍍膜以前，快速清洗各種形狀和尺寸的單個(gè)基片的方法。對(duì)表面的清洗基本上可以分成清洗和干燥兩個(gè)階段：清洗的目的是清除零件表面嚴(yán)重污染，如水汽、油污、微粒等，進(jìn)一步清除零件表面殘留物；最后是對(duì)零件進(jìn)行干燥。在清洗和干燥階段，需盡量避免對(duì)零件造成重新污染。各種清洗方法介紹基片的清潔度對(duì)薄膜性能有很大影響。在鍍膜以前，最理想的情況是使用剛拋光完的基片，否則基片表面會(huì)變質(zhì)。特別是當(dāng)基片經(jīng)受了不正確處理和貯存后，其情況變得更加嚴(yán)重。但是，即使是對(duì)剛拋光完的基片來說，有時(shí)也會(huì)由于存在氧化篩拋光粉的污染而使這種基片在鍍膜以后在某些地方出現(xiàn)較大的散射。只有在拋光以后，立即清洗基片表面，并且在鍍膜以前再次清洗才能消除這種影響。通常，只對(duì)基片重要表面進(jìn)行拋光，共余表面，如基片邊綠部份保持研磨后狀態(tài)。清洗基片表面時(shí)，只需清洗基片拋光面就行了。清洗粗糙面的污染往往比較困難，有時(shí)會(huì)因?yàn)橄肭逑催@些表面而影響到拋光面的清潔。1.清洗清洗方法的適用性取決于基片材料和基片原始表面狀態(tài)。通常是用一種陰離子介面活性劑的稀釋溶液來清洗基片表面。清洗時(shí)，用浸有這種溶液的脫脂棉輕輕擦洗基片表面。在清洗后，再將基片放在含有這種洗滌劑的稀釋溶液的超聲波槽里繼續(xù)進(jìn)行清洗。1976年Mathewson介紹了先用全氯乙稀蒸汽脫脂，然后用堿性洗滌劑超聲波清洗的方法。上述預(yù)清洗方法，雖然能為基片進(jìn)一步清洗打下良好的基礎(chǔ)。但是處理...
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1 介紹 化合物半導(dǎo)體材料的研究可以追溯到上世紀(jì)初，最早報(bào)導(dǎo)的是1910年由Thiel等人研究的InP材料。1952年，德國(guó)科學(xué)家Welker首次把Ⅲ-Ⅴ族化合物作為一種新的半導(dǎo)體族來研究，并指出它們具有Ge、Si等元素半導(dǎo)體材料所不具備的優(yōu)越特性。五十多年來，化合物半導(dǎo)體材料的研究取得了巨大進(jìn)展，在微電子和光電子領(lǐng)域也得到了日益廣泛的應(yīng)用。 砷化鎵（GaAs）材料是目前生產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛，因而也是最重要的化合物半導(dǎo)體材料，是僅次于硅的最重要的半導(dǎo)體材料。由于其優(yōu)越的性能和能帶結(jié)構(gòu)，使砷化鎵材料在微波器件和發(fā)光器件等方面具有很大發(fā)展?jié)摿?。目前砷化鎵材料的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)仍掌握在日本、德國(guó)以及美國(guó)等國(guó)際大公司手中，與國(guó)外公司相比國(guó)內(nèi)企業(yè)在砷化鎵材料生產(chǎn)技術(shù)方面還有較大差距。2 砷化鎵材料的性質(zhì)及用途 砷化鎵是典型的直接躍遷型能帶結(jié)構(gòu)，導(dǎo)帶極小值與價(jià)帶極大值均處于布里淵區(qū)中心，即K=0處，這使其具有較高的電光轉(zhuǎn)換效率，是制備光電器件的優(yōu)良材料。 在300 K時(shí)，砷化鎵材料禁帶寬度為1.42 eV，遠(yuǎn)大于鍺的0.67 eV和硅的1.12 eV，因此，砷化鎵器件可以工作在較高的溫度下和承受較大的功率。...
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1介紹半導(dǎo)體IC制程主要以20世紀(jì)50年代以后發(fā)明的四項(xiàng)基礎(chǔ)工藝（離子注入、擴(kuò)散、外延生長(zhǎng)及光刻）為基礎(chǔ)逐漸發(fā)展起來，由于集成電路內(nèi)各元件及連線相當(dāng)微細(xì)，因此制造過程中，如果遭到塵粒、金屬的污染，很容易造成晶片內(nèi)電路功能的損壞，形成短路或斷路等，導(dǎo)致集成電路的失效以及影響幾何特征的形成。因此在制作過程中除了要排除外界的污染源外，集成電路制造步驟如高溫?cái)U(kuò)散、離子植入前等均需要進(jìn)行濕法清洗或干法清洗工作。干、濕法清洗工作是在不破壞晶圓表面特性及電特性的前提下，有效地使用化學(xué)溶液或氣體清除殘留在晶圓上之微塵、金屬離子及有機(jī)物之雜質(zhì)。華林科納（江蘇）半導(dǎo)體設(shè)備有限公司是國(guó)內(nèi)比較早的從事晶圓濕法清洗設(shè)備的廠家?！?#39; O( O& o6 r7 [$ o6 S3 R! X2污染物雜質(zhì)的分類8 ?. X8 k$ Y1 y+ [' F5 ^) \% f' dIC制程中需要一些有機(jī)物和無機(jī)物參與完成，另外，制作過程總是在人的參與下在凈化室中進(jìn)行，這樣就不可避免的產(chǎn)生各種環(huán)境對(duì)硅片污染的情況發(fā)生。根據(jù)污染物發(fā)生的情況，大致可將污染物分為顆粒、有機(jī)物、金屬污染物及氧化物。 C$ a: E& t5 [6 B3 v- ~2.1顆粒,@/e&~,I/|#C$R& @# R' H+ X8 n& l6 U4 D& ...
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