硅片有哪幾種晶向？有幾種定位邊？定位邊是如何定位的？

硅片是大多數芯片的載體。但是一塊硅片中卻隱藏了很多不為人知的細節，比如：硅片有哪幾種晶向？有幾種定位邊？定位邊是如何定位的？定位邊與定位槽有什么區別？等等。今天就來詳細講解一下。



什么是定位邊/槽？

8inch以上（含）硅片用來定位的是定位槽（notch），8inch以下的硅片用來定位的是定位邊（flat）。 硅片定位邊是硅晶圓的一個短邊，而定位槽是邊緣部分的一個半圓或V形的缺口。

定位槽/邊是如何制作的？

當用CZ法拉出晶錠后，需要切掉兩端，然后將硅柱徑向研磨得到合適的直徑，之后再對硅柱的某一部分進行研磨，得到定位邊，最后用線鋸或內圓切割機將硅柱切為一片一片的硅片。

與晶向&摻雜的關系

一般只有定位邊具有指示晶向和摻雜類型的作用，根據定位邊的位置與數量來確定硅片的晶向和摻雜類型。而定位槽會在硅片的底部，一般無法通過定位槽直觀地看出晶向與摻雜類型。常見的晶向為<100>,<110>,<111>,而摻雜類型則為N型與P型。

一塊硅片定位邊的數量為一條或兩條。只有一條定位邊的硅片類型為P型<111>。如果硅片有兩條定位邊，那么一條長的定位邊為主定位邊，短一點的為次定位邊。主定位邊主要便于硅片在半導體工序中對位，而次定位邊則標明晶向和摻雜類型。主定位邊在硅片的下部，而次定位邊的位置則不固定，隨著晶圓的晶向和摻雜類型的變化而變化。

一般2inch的主定位邊長度為15.8mm，4inch硅片主定位邊長度為32.5mm，6inch硅片主定位邊為57.5mm。 當主定位邊與次定位邊夾角為45°時，硅片類型為n型<111>;當主定位邊與次定位邊夾角為90°時，硅片類型為p型<100>;當主定位邊與次定位邊夾角為180°時，硅片類型為n型<100>。由于<110>晶向不是主流的硅片晶向，因此沒有一個標準來表示，可以根據硅片供應商自己的標準來表示<110>晶向。



晶向對半導體工藝的影響

在(100)晶面上，硅原子的排列是四方的，而在(111)晶面上，硅原子的排列是六方的。由于(111)晶面的硅原子更為緊密，其化學反應性相對較低，而(100)晶面則相反，其化學反應性較高。 因此，(100)晶面的硅比(111)晶面的硅刻蝕得更快，而(111)晶面的氧化速率通常低于(100)晶面。



硅片的摻雜濃度對半導體工藝的影響

在刻蝕工序中，摻雜劑增加了硅的導電性，使其更容易受到電化學刻蝕的影響。不同的摻雜濃度會導致不同的刻蝕速率，高摻雜的硅通?？涛g得更快。 在擴散工序中，硅片的摻雜濃度也會影響摻雜劑在硅中的擴散速率。高摻雜的硅會導致摻雜劑擴散得更深。

審核編輯：劉清