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1 晶面的選擇 半導(dǎo)體器件一般選用(111)晶面的晶片。原因如下: 1.晶體管和集成電路的生產(chǎn)工藝主要是將雜質(zhì)摻入硅、鍺等單晶片內(nèi)形成pn結(jié)。一般采用高溫?cái)U(kuò)散法，這就需要選用晶面密度大的(111)晶面，因?yàn)殡s質(zhì)原子通過(guò)(111)晶面向內(nèi)擴(kuò)散的速度最慢，較易獲得均勻平整的結(jié)面，且擴(kuò)散深度也便于控制。 2.選用(111)晶面的晶片還有一個(gè)方便之處，即(111)晶面是最好的解理面，易于從單晶棒上切割下來(lái)，因?yàn)楣琛㈡N等單晶的(111)晶面間鍵密度最小。 3.在拉制單晶時(shí)，一般選用[111]晶向，因沿[111]晶向晶體的生長(zhǎng)速度小，易生成單晶。 2 單晶的外形 沿[111]晶向拉制出的硅或鍺單晶外形是具有3條棱線的圓柱體，沿[100]晶向拉制出的硅或鍺單晶處形是具有4條棱線的圓柱體。原因如下: 無(wú)論天然生長(zhǎng)的或人工培育的晶體，其外表面總是趨向于最穩(wěn)定兩晶面，即原子面密度最大的晶面.這種晶面對(duì)硅、鍺單最來(lái)說(shuō)就是(111)晶面，因α(111)最大。 現(xiàn)在，從8個(gè)金剛石型結(jié)構(gòu)的晶胞所形成的立方體中取出一個(gè)由(111)晶面所構(gòu)成的正八面體  根據(jù)上述晶體外表面總是最穩(wěn)定晶面的事實(shí)，可以認(rèn)為從熔融態(tài)的硅或鍺結(jié)晶出來(lái)的單晶，其生長(zhǎng)是正八面體不斷尚外擴(kuò)展的結(jié)果。 在沿[111]晶向拉制單晶時(shí)，由于外界條件的限制，單晶的生長(zhǎng)只沿[111]晶向發(fā)展，例如沿上圖中所示的[111]晶向發(fā)展，形成的單晶外形應(yīng)是橫斷面為正六邊形的棱柱體，下圖就是八面體在(111)晶面ACD上的投影：  但實(shí)際上拉出的單晶外形是側(cè)面具有3個(gè)棱線的圓柱體，這是表面張力的作用所帶來(lái)的影響，表面張力越大，晶體越接近圓柱體。例如：硅的表面張力比鍺大所以硅單晶的棱線沒(méi)有鍺單晶顯著。 3 晶面的切割 1.自[111]晶向的單晶棒切出(111)晶面的晶片，或自[100]晶向的單晶棒切出(100)晶面的晶片都是橫斷切割，即切割方向與晶向垂直。 2.大多數(shù)單晶都是沿[111]晶向拉制出的，如果工藝上需要(110)晶面或(112)晶面，也可從[111]晶向的單晶棒上切出。  上圖中的晶面為(111)晶面，其晶向與單晶軸線的方向一致。當(dāng)切割方向垂直于晶面上正三角形的任一個(gè)邊時(shí)，如圖中(a),切出的晶面便是(110)晶面。因?yàn)檎切稳我贿叾际荹110]晶向的緣故。當(dāng)切割方向平行于晶面上正三角形任一邊時(shí)，如圖中(b),切出的晶面便是(112)晶面。因?yàn)閇112]晶向垂直正三角形任一個(gè)邊。 4 劃片 在單晶片上制成幾十個(gè)到幾百個(gè)管芯或電路后，需要?jiǎng)澠指睢?/span> 如果是(100)晶面的晶片，則光刻對(duì)版時(shí)要注意方位，應(yīng)使圖形的排布平行于下圖中所示的對(duì)角線，以便劃片時(shí)沿對(duì)角線方向平行分割開(kāi)。  上圖中的對(duì)角線是由4個(gè)棱角連成的正方形的對(duì)角線。沿對(duì)角線方向平行分割時(shí)，切出的斷面是(110)晶面，因?yàn)棣?sub>鍵(110)<α鍵(100),所以劃片時(shí)不會(huì)由于出現(xiàn)(100)晶面所形成的斷面而碎裂。 |
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