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半导体电子学/分立器件制造/制造硅锭

来自维基教科书,开放世界中的开放书籍

硅锭是制造集成电路所必需的。为了制造硅锭,我们需要接近 100% 的硅,其杂质浓度仅为百万分之几。为了制造单晶硅锭,现代工业采用以下解释的直拉法。

熔化纯硅

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将近 100% 纯度的硅被放入一个可以承受极高温度的石英坩埚中。整个操作在非常干净的环境中进行,因此几乎不会发生污染。石英坩埚中的硅被加热,换句话说,加热到足够高的温度,使硅熔化形成熔融体。

引入晶种

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获得硅熔体后,可以添加五价或三价原子的掺杂剂,使硅成为 N 型或 P 型。一旦杂质被添加,确保混合物是均匀的,这样在制造半导体时就不会出现错误。将熔融体的温度保持在恒定的、最佳的温度,以便晶体易于形成。将一个夹具下降到熔融体中,夹具上有一个单晶硅片。

晶体形成

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操纵夹具,使晶体硅接触熔融体。然后,熔融硅在晶体周围凝固,使其越来越大。夹具旋转,使晶体保持圆柱形。

受控晶体生长

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缓慢而稳定地以恒定速率旋转并向上提起夹具,使晶体以恒定速率生长。通过这个过程,我们可以得到一个完美的单晶圆柱形硅锭,用于制造半导体。

最终输出

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最终的晶体看起来如上所示。圆柱体顶部是一个锥体。这是制造硅片所用的原材料。

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