半导体硅片的品质工艺与产品质量研究

摘 要：近年来，我国的半导体技术获得了飞速的发展，再加上国家给予的有力支持，国内的半导体产业逐渐发展壮大，但与国外相比，还存在较大差距，还需进一步提高产品质量。因此，本文就半导体硅片的品质工艺与产品质量展开研究，希望为我国半导体产业的发展提供一定借鉴。

关键词：半导体硅片；品质工艺；产品质量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.055

随着电子产业的发展，半导体材料获得了大量的应用，有效的促进了国内半导体行业的发展壮大。但随着竞争的加剧，也突显出了生产技术以及产品质量等方面的不足。在今后的发展中，相关企业必须加大创新力度，优化产业结构，提高产品质量。

1 半导体材料概述

1.1 半导体材料

半导体，是一种在导电性上介于金属与绝缘体之间的材料。其中，由一类元素构成的半导体被称作元素半导体，比如 Si 和 Ge。硅是当前电路生产中使用最普遍的一种半导体材料，而且应用前景广阔。

1.2 半导体材料的生长

（1）区熔硅单晶。这是晶体生长的常用方法之一，不需要坩埚，因此也就避免了污染的产生，能够生成杂质含量非常低的单晶，也可用来进行提纯处理。

（2）直拉硅单晶。这种方法是将材料放入坩埚中，经过加热将其熔化，将籽晶加入其中，不断旋转，依靠其中的温度梯度生成单晶。该种方法的效率非常高，且容易实现大直径化。

（3） MCZ 法硅单晶。这种方法也是直拉法的一种，它是在常规方法中添加了一个强磁场，以有效抑制热对流，实现单晶的生长。该种方法可有效的减少氧含量，提高电阻率均衡性。

1.3 半导体的型号

在单晶生产过程中，根据掺杂元素的不同，可以将其分为以下两类：P 型与 N 型。半导体的型号是非常重要的，是生产有关器件的关键依据，在很大程度上影响器件的性质，因此必须划分清楚。

1.4 晶向

在常压下，单晶有着不变的熔点、沸点以及结构。在研究过程中，人们将晶格的排列进行了划分。而在其生长过程中，单晶是沿着一定的晶向生长的，最终实现晶格的规则化排列。

2 半导体硅片的品质工艺

2.1 检验的分类

为确保产品的质量，需要在半导体生产制造的各个环节进行检验，根据加工中形态的不同，可分为晶体检验、晶片检验。

对单晶进行一定的加工处理，得到半成品切片，再通过多个步骤的数据检验后，进行磨片加工，接着是清洗工序，等待出厂，进入到最后的检验环节。

2.2 检验的项目

（1）直径。一般用到的是卡尺，具体方法为：首先进行数据校准，接着将其推紧，使得长脚一侧的两个内平面紧紧贴合，不能留有缝隙，最后读出测定的数值。如果存在误差，则要记得将误差排除在外。

（2）型号。一般用到的是导电类型测试仪，具体方法为：首先开机预热一段时间，接着是进行校对。使用冷热探针轻触硅片表面，观察显示结果为 N 或 P ，即得到了产品的型号。

（3）晶向。一般用到的是X 射線定向仪，具体方法为：首先也是进行数据校对，接着可根据指导文件进行操作，该过程要注意的一点是，避免X射线正对任何人。

（4）厚度。一般用到的是千分表，具体方法为：使用标准样片进行校对，若数值存在误差，则进行转动，使其数值一致，才能进行后续的测量。一般取中心点的厚度为最终的测量值。

2.3 不合格硅片的处理

在产品检验过程中，难免会出现不合格产品，对其要进行专门的归类，并注意保护好表面，不可以用手直接触摸，以用于后续的改档。废品应标明型号、不合格原因等内容，并按其所属类别进行分类，比如：可返修产品、不可返修产品等。经统一整理后，进行封装。

2.4 硅片的出厂封装

经过严格的检验后，确保硅片的有关参数及外形符合标准，按照客户的要求选用泡沫盒或是塑料盒进行封装，每盒也有一定的数量要求，并在相关文件上标明其具体的规格、参数，并记录追溯，以用于后续的查询。

3 质量跟踪与反馈处理

3.1 质量跟踪

从签订订单开始，就由市场部、研发部等部门共同协调跟踪执行，一方面要与客户沟通好，充分了解其需要的产品用途，从而能够最大程度的满足客户的要求，另一方面要将得到信息尽快反映给研发部门，结合产品的具体用途，设计生产方案，并尽快交付生产，最后进行严格的检验，确认产品质量合格后出厂。

其中，在生产方案的设计过程中，还要考虑到现有的生产技术、设施，以进行科学、合理的规划；在产品生产阶段，要安排专门人员进行定期检测；进行最后的检验时，要采取分类测试的方法，最终封装交付。实践表明，不同部门间的协调沟通非常重要，只有做到信息交流的通畅，才能及时发现产品存在的问题，进而提高产品质量。

3.2 反馈处理

在出现反馈情况时，市场部首先得到相关信息，并由其通知品质部按照产品的出厂信息进行追溯，查找有关的生产记录，并联系其他部门共同分析其中的原因，如果判断得出是工艺方面的原因，则由研发部门对生产工艺进行检查，确认问题所在并及时纠正；如果是生产方面的原因，则由制造部门检查生产环节是否存在疏漏，进行认真的分析并提交报告，同客户进行充分的沟通解决。同时，对生产中的产品进行质量评估，提出解决方案，以确保后续产品的质量。

4 结语

总的来说，随着科技的进步，半导体材料的重要性愈加凸显，其已成为社会发展进步的重要物质基础。因此，在生产过程中必须确保半导体硅片的产品质量，而随着硅单晶纯度的提升，缺陷有所减少，精度以及工艺水准不断提高，将进一步推动半导体产业的发展。

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作者简介：杨玉梅（1989-），女，陕西榆林人，学士，助理工程师，研究方向：质量管理。