실리콘 웨이퍼를 만드는 방법

실리콘 웨이퍼를 만드는 방법

A 웨이퍼기술적으로 매우 까다로운 공정 덕분에 매우 평평한 표면을 가진 약 1mm 두께의 실리콘 슬라이스입니다. 이후 사용에 따라 어떤 결정 성장 공정을 사용해야 하는지 결정됩니다. 예를 들어, 초크랄스키 공정에서는 다결정 실리콘을 녹이고 연필처럼 얇은 종자 결정을 녹은 실리콘에 담급니다. 그런 다음 종자 결정을 회전시키고 천천히 위로 당깁니다. 매우 무거운 거상, 즉 단결정이 생성됩니다. 고순도 도펀트를 소량 첨가하여 단결정의 전기적 특성을 선택할 수 있습니다. 결정은 고객 사양에 따라 도핑된 후 연마되어 슬라이스로 절단됩니다. 여러 추가 생산 단계를 거친 후 고객은 특수 포장된 지정된 웨이퍼를 받아 생산 라인에서 즉시 사용할 수 있습니다.

초크랄스키 공정

오늘날 실리콘 단결정의 상당 부분은 초크랄스키 공정을 통해 성장되는데, 이 공정은 다결정 고순도 실리콘을 초순수 석영 도가니에서 용융하고 도펀트(보통 붕소, 인, 비소, 안티몬)를 첨가하는 것을 포함합니다. 얇은 단결정 시드 결정을 용융된 실리콘에 담급니다. 그러면 이 얇은 결정에서 큰 CZ 결정이 형성됩니다. 용융 실리콘의 온도와 유량, 결정과 도가니의 회전, 그리고 결정 인상 속도의 정밀한 조절을 통해 매우 고품질의 단결정 실리콘 잉곳이 생성됩니다.

플로트 존 방식

플로트 존(float zone) 방식으로 제조된 단결정은 IGBT와 같은 전력 반도체 부품에 사용하기에 이상적입니다. 원통형 다결정 실리콘 잉곳을 유도 코일 위에 놓습니다. 고주파 전자기장은 막대 아랫부분의 실리콘을 용융시키는 데 도움을 줍니다. 전자기장은 유도 코일의 작은 구멍을 통해 실리콘의 흐름을 조절하여 그 아래에 있는 단결정으로 흘러가게 합니다(플로트 존 방식). 일반적으로 붕소(B) 또는 인(P)을 이용한 도핑은 기체 물질을 첨가하여 이루어집니다.