硅片是(shi)一種重要(yao)(yao)的半導體材(cai)料,被廣泛應用(yong)于(yu)電路制造、太陽能電池板等領域。加熱是(shi)硅片制備過(guo)程中的重要(yao)(yao)步驟,它可(ke)以(yi)去除有機物和(he)氣泡,激活(huo)材(cai)料,調整形(xing)狀,增強材(cai)料結構等,保證硅片的表(biao)面純度和(he)質量(liang),使(shi)其可(ke)以(yi)在各種應用(yong)領域發揮(hui)出更好的效果。
硅片到晶圓的制備過程中,加熱是至關重(zhong)要的步驟(zou)(zou)之(zhi)一,其(qi)涉(she)及的工藝步驟(zou)(zou)較多,一般包括以下幾個方(fang)面:
生長晶體:在生(sheng)長(chang)晶體的過程中,需要將硅材料熔化并加熱(re)至一定溫(wen)度,通過控(kong)制溫(wen)度和時間,使得硅材料結晶并逐漸生(sheng)長(chang)成晶體。
切割(ge)硅片:在生(sheng)長出(chu)的晶體中,需要通過(guo)切(qie)割(ge)(ge)(ge)的方式將其分割(ge)(ge)(ge)成薄(bo)片,切(qie)割(ge)(ge)(ge)過(guo)程(cheng)中需要對硅(gui)片進行加熱,以保證切(qie)割(ge)(ge)(ge)質(zhi)量和硅(gui)片的完整(zheng)性。
半(ban)導體加工(gong):硅片切割成(cheng)晶(jing)圓后,需要(yao)進行半導體加工(gong),包括清洗、沉(chen)積、光刻、蝕(shi)刻、離子注入等多個工(gong)藝步驟,其中不同的(de)工(gong)藝步驟需要(yao)不同的(de)加熱(re)溫度和(he)時間,以(yi)完成(cheng)各(ge)自的(de)作(zuo)用。
退(tui)火(huo):在(zai)半導體加工過程中(zhong),為了(le)消(xiao)除晶(jing)格(ge)缺(que)陷和改(gai)善晶(jing)體質量,需要進(jin)行(xing)退火處(chu)理,即(ji)將(jiang)晶(jing)圓加熱(re)至一(yi)定溫度并(bing)保持一(yi)定時間(jian),使得(de)(de)晶(jing)體中(zhong)的缺(que)陷得(de)(de)以消(xiao)除。
如果硅片加(jia)熱不均勻,可能會導致一系列(lie)問題(ti):
晶格變形:硅(gui)片(pian)加熱不均勻(yun)會(hui)導(dao)致(zhi)不同(tong)區(qu)域(yu)的(de)晶格受到不同(tong)的(de)應力,這可能(neng)(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)晶格發生變(bian)形(xing)或(huo)失序。晶格變(bian)形(xing)會(hui)影(ying)響硅(gui)片(pian)的(de)晶體結(jie)構,可能(neng)(neng)會(hui)使其電學特性(xing)發生變(bian)化,最終(zhong)可能(neng)(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)硅(gui)片(pian)失效。
結(jie)構變(bian)化:硅(gui)片(pian)(pian)在不(bu)同的溫度下膨脹(zhang)和收縮,如果硅(gui)片(pian)(pian)加熱不(bu)均勻,就會導致硅(gui)片(pian)(pian)表面的厚度和形(xing)狀(zhuang)不(bu)均勻,不(bu)符(fu)合設計要求。此(ci)外,熱應力(li)可能會導致硅(gui)片(pian)(pian)表面出現裂(lie)紋(wen)或(huo)毛刺等(deng)缺陷。
產品質(zhi)量下降:如(ru)果硅(gui)(gui)片(pian)加(jia)熱不均勻,就會導致制造出(chu)的硅(gui)(gui)片(pian)具有不規(gui)則的形狀、大小和厚度,這將降低硅(gui)(gui)片(pian)的產(chan)品質量(liang)。在生產(chan)過程中,加(jia)熱不均勻的硅(gui)(gui)片(pian)需要被棄用,這將導致成(cheng)本的增加(jia)。
故障率增加:熱不均(jun)勻會導(dao)致硅(gui)片(pian)在某些區域受到高溫(wen)熱量,加速了(le)硅(gui)片(pian)中(zhong)元件的老化和失(shi)效,甚至出現(xian)硅(gui)片(pian)整體性能下降到某種程(cheng)度無(wu)法繼續使用的情況(kuang)。
如何解決(jue)半導體硅片(晶(jing)圓(yuan))加(jia)熱不均問題(ti)?
LONGPRO紅外線輻射加熱器(qi)
紅外線輻射加熱器經過朗普紅外線加熱數據庫以及光學運算,優化了熱源燈絲內(nei)部發光體結(jie)構(gou)、反(fan)光板結(jie)構(gou)以及陣(zhen)列布燈,使被加熱表面接受均值的紅線輻射能量,有效降低了溫度不均帶來的不良工藝質量問題。因此,在電池制造業,半導體制造、電子元器件制造、陶瓷加工等行業中,紅外線輻射加熱器被廣泛應用。
1、通過優(you)化燈(deng)絲熱能分布結(jie)構(gou),做到類矩形加熱(常規為雙尖形),減少中間聚熱,兩頭冷的不均勻熱場現象;
2、并通過朗普數據庫+光學運算,得出陣列布燈距高比;
3、通過背面拋光底板,進一步修正輻照場的均勻度;
4、通過電控系統和非接觸式測溫探頭,進行閉環(huan)控制,進一步減少溫度過沖或者加熱不足導致的工藝問題。