聊一聊半导体行业应用案例分享

五连环画

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什么是半导体





生活中所有的物体按照导电性大致可分为类：导体、半导体、绝缘体。





按照导电性便分为：





导体：电导率较高，介于104S～106S，如铝、银等金属。





半导体：电导率则介于绝缘体及导体之间。





绝缘体: 电导率很低，约介于20－18S～10－8S,如熔融石英及玻璃；





自然界中常见的元素半导体有硅、锗，据说锗基半导体比硅基半导体还要更早发现和应用，但是硅的天然优势就是便宜！自然界中常见的沙石就含有大量的硅元素。











半导体生产简易流程

















常见的硅晶圆生产流程





硅在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式广泛存在于岩石、砂砾中，硅晶圆的制造有大步骤：硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。











一、 硅提炼及提纯





硅的提纯是第一道工序，需将沙石原料放入一个温度超过两千摄氏度的并有碳源的电弧熔炉中，在高温下发生还原反应得到冶金级硅，然后将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢反应，生成液态的硅烷，然后通过蒸馏和化学还原工艺，得到了高纯度的多晶硅。





二、 单晶硅生长





晶圆企业常用的是直拉法，高纯度的多晶硅放在石英坩埚中，并用外面围绕着的石墨加热器不断加热，温度维持在大约一千多摄氏度，炉中的空气通常是惰性气体，使多晶硅熔化，同时又不会产生不需要的化学反应。





坩埚带着多晶硅熔化物在旋转，把一颗籽晶浸入其中，并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转，同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。





熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端，按籽晶晶格排列的方向不断地生长上去。用直拉法生长后，单晶棒将按适当的尺寸进行切割，然后进行研磨，再用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜，这时候晶圆片就制造完成了。





晶圆制造厂把这些多晶硅融解，再在融液里种入籽晶，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗晶面取向确定的籽晶在熔融态的硅原料中逐渐生成。





、晶圆成型





完成了上述两道工艺， 硅晶棒再经过切段，滚磨，切片，倒角，抛光，激光刻，包装后，即成为集成电路工厂的基本原料——硅晶圆片，这就是“晶圆”。

















适用于硅晶圆加工设备的应用案例





半导体生产工序中的很多机械设备都用到了义文提供的工业五金解决方案，例如双面水检测系统，自动湿制程清洗机，微型集成电路分选机，频解决方案集成分选机，超大规模集成测试系统，自动光学检测设备，激光打标机等。

















适用于晶圆针测制程的应用案例





晶圆针测工序：经过上一道工序后，晶圆上就形成了一个个的小格，即晶粒，一般情况下，为了便于测试，提高效率，同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品；但也可根据需要制作几种不同的品种、规格的产品。再用针测（P）仪对每个晶粒检测其电气特性，并将不合格的晶粒标上记号后，将晶圆切开，分割成一颗颗单独的晶粒，再按其电气特性分类，装入不同的托盘中，不合格的晶粒则舍弃。

















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