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矽製程

矽製程,即矽材料的製造工藝流程,主要包括以下幾個步驟:

矽的純化。矽的純化是製造高純度矽的關鍵步驟,常用的方法有西門子法區熔法。西門子法(SiCL4鋅還原法)涉及將矽粉與HCL在液態化床上反應形成三氯氫矽(TCS),然後通過分餾達到超純狀態,再用H2通過化學沉澱(CVD)法還原成多晶矽。區熔法則是利用矽中的雜質分凝現象,通過高頻線圈環繞矽單晶棒加熱,使局部熔化後重新結晶,從而提高矽的純度。

多晶矽基片的製備。多晶矽基片的生產方法主要有鑄造型矽帶型。鑄錠多晶矽是通過將熔化的矽錠經過定向凝結獲得,而矽帶型則通過特定方法減少切割損失。

單晶矽的生長。單晶矽的生長包括直拉法CZ法)和區熔法(FZ法)。直拉法是在高溫下將多晶矽熔化,然後插入籽晶進行熔接,同時轉動籽晶並緩慢向上提升,經過引晶、放大、轉肩、等徑生長、收尾等過程得到單晶矽。區熔法則是在半導體棒的一端產生一熔區,然後調節溫度使熔區緩慢地向另一端移動,通過整根棒料,生長成一根單晶。

這些步驟共同構成了矽製程的核心,是製造半導體器件如積體電路太陽能電池等的基礎。