Силиконова вафла производство

Sio2+ C → Si + CO2

Си Тали3+ H2

Реакцията на хидрохлорна киселина във FBR прави газообразен продукт, който е около 90%3). Останалите 10% от газа, произведен в тази стъпка, е предимно тетрахлоро-фосфатен, SiCl4, с някои дихлоросилани, SiH2Cl2. Тази газова смес се поставя през поредица от фракционни дестилации, които пречистват трихлоросилан и събират и използват повторно вторичните продукти на тетрахлоросилана и дихлоросиланова. Този процес на пречистване произвежда изключително чист трихлоросилан с основни примеси в ниските части на милиард гама. Пречистен, твърд поликристален силиций се получава от трихлоросилан с висока чистота, като се използва метод, известен като "Siemens Process". В този процес трихлоросиланът се разрежда с водород и се подава до реактор за отлагане на химически пари. Там условията на реакцията се регулират така, че поликристалният силиций да се отлага върху електрически топлоелектрически силиконови пръти на обратната страна на реакцията на образуване на трихлоросилан:

СиАCl3+ H2→ Си + 3HC

Нежелани продукти от реакцията на отлагане (H2, HCl, SiHCl3, SiCl4и SiH2Cl2) се улавят и рециклират чрез процеса на производство и пречистване на трихлоросилан, както е показано на фигура 2. Химията на процесите на производство, пречистване и силиций отлагане, свързани с полупроводников клас силиций е по-сложна от това просто описание. Има и редица алтернативни химия, които могат да бъдат, и са, използвани за производство на полисиликоли.

Силицийът с по-висока чистота може да се произвежда по метод, известен като рафиниране float Zone (FZ). При този метод, поликристална силиконова блокче се монтира вертикално в растежната камера, било под вакуум или инертна атмосфера. Слитъкът не е в контакт с нито един от компонентите на камерата, с изключение на околния газ и кристал от семена с известна ориентация в основата му (фигура 4). Слитъкът се нагрява с неконфлиндирани радиочестотни (РЧ) бобини, които установяват зона от разтопен материал на слитък, обикновено с дебелина около 2 см. В процеса на ФЗ прътътът се движи вертикално надолу, позволявайки на разтопената зона да се движи нагоре по дължината на слитъка, като изтласква примеси преди стопилката и оставя силно пречистен единичен кристален силиций. FZ силициевите пластини имат резистентност до 10 000 ома-см.

Последният етап при производството на силициеви пластини включва химическиОфортда се отстранят повърхностните слоеве, които може да са натрупали повреди от кристалите и замърсяването по време на рязане, смилане и почване; последвано отмеханично полиране(CMP), за да се получи повърхност без покритие с висока степен на отразяване, надраскване и повреда от едната страна на вафлите. Химичната ецва се постига с помощта на ецен разтвор на флуороводородна киселина (HF), смесен с азотни и оцетни киселини, които могат да разтворят силиций. В CMP, силициевите филии се монтират върху носител и се поставят в CMP машина, където се подлагат на комбинирано химическо и механично полиране. Обикновено CMP използва твърд полиуретанов полиращ тампон, комбиниран с суспензия от фино диспергиран двуалуминиев триоксид или абразивен силициев диоксид в алкален разтвор. Крайният продукт от процеса на CMP е силиконовата пластини, с която ние, като потребители, сме запознати. Той има силно отразяваща, драскотина и без повреди от едната страна, от която могат да се изфабрикутират полупроводниковите устройства.

Таблица 1 съдържа списък на елементарните и двоични (два елемента) съставни полупроводници, заедно с естеството на тяхната лента празнина и нейната големина. В допълнение към бинарните съединения полупроводници, трикомпонентни (три елемента) съставни полупроводници също са известни и се използват в производството на устройството. Ternary съединение полупроводници включват материали като алуминиев галиев арсенид, AlGaAs, индиев галиев арсенид, InGaAs и индиев алуминиев арсенид, InAlAs. Четвърти (четири елемента) комбинирани полупроводници са известни и се използват в съвременната микроелектроника.

Уникалната способност за излъчване на светлина на комбинираните полупроводници се дължи на факта, че те са директни ленти полупроводници. Таблица 1 обозначава, че полупроводниците притежават това свойство. Дължината на вълната на светлината, излъчвана от устройства, изградени от полупроводници на прякаталена междина, зависи от енергията от групата. Чрез умело инженерство структурата на лентата на композитни устройства, изградени от различни комбинирани полупроводници с директни обхватови пролуки, инженерите са в състояние да произвеждат твърди светлинно излъчващи устройства, които варират от лазерите, използвани в оптични комуникации до високоефективни LED крушки. Подробна дискусия за последиците от преките и непреките пропуски в групата в полупроводниковите материали е извън обхвата на тази работа.

Обикновените, двоични съединения полупроводници могат да се приготвят в насипно състояние, а единични кристални вафли се произвеждат чрез процеси, подобни на тези, използвани в производството на силициеви вафли. GaAs, InP и други съставни полупроводникови блокове могат да се отглеждат или с помощта на метода Czochralski или Bridgman-Stockbarger с пластини, приготвени по начин, подобен на производството на силициеви вафли. Повърхностната кондициониране на съставни полупроводникови пластини (т.е. ги прави светлоотразителни и плоски) се усложнява от факта, че са налице най-малко два елемента и тези елементи могат да реагират с ецветни и абразивни елементи по различни начини.

Таблица 1. Елементните полупроводници и бинарните полупроводници.