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　　硅拋光片的幾何參數(shù)及一些參數(shù)定義

　　硅拋光片的基本幾何參數(shù)

　　集成電路硅片的規(guī)格要求比較嚴(yán)格，必須有一系列參數(shù)來(lái)表示和限制。主要包括：硅片的直徑或邊長(zhǎng)，硅片的厚度、平整度、翹曲度及晶向的測(cè)定，下面分別一一討論。

　　1. 硅片的直徑（邊長(zhǎng)），硅片的厚度是硅片的重要參數(shù)。如果硅片的直徑（邊長(zhǎng)）太大，基于硅片的脆性，要求厚度增厚，這樣就浪費(fèi)昂貴的硅材料，而且平整度難于保證，對(duì)后續(xù)加工及電池的穩(wěn)定性影響較大，再說(shuō)單晶硅的硅錠直徑也很難產(chǎn)生很大；直徑或邊長(zhǎng)太小，厚度減小，用材少，平整度相對(duì)較好，電池的穩(wěn)定性較好，但是硅片的后續(xù)加工會(huì)增加電極等方面的成本。一般情況下，太陽(yáng)能電池的硅片是根據(jù)硅錠的大小設(shè)置直徑或邊長(zhǎng)的大小，一般的圓形單晶、多晶硅硅片的直徑為（76.2 mm ）或（101.6 mm ），而單晶正方形硅片的邊長(zhǎng)為100mm、125mm、150mm；多晶正方形硅片的邊長(zhǎng)為100mm、150mm、210mm。

　　2. 硅片的平整度是硅片的最重要參數(shù)，它直接影響到可以達(dá)到的特征線寬和器件的成品率。對(duì)于太陽(yáng)能硅片則影響轉(zhuǎn)換效率和壽命，不同級(jí)別集成電路的制造需要不同的平整度參數(shù)，平整度目前分為直接投影和間接投影，直接投影的系統(tǒng)需要考慮的是整個(gè)硅片的平整度，而分步進(jìn)行投影的系統(tǒng)需要考慮的是投影區(qū)域的局部的平整度。太陽(yáng)能硅片要求較低，硅片的平整度一般用TIR 和FPD 這兩個(gè)參數(shù)來(lái)表示。

　　3. 硅片的翹曲度是衡量硅片的參數(shù)之一，它也影響到可以達(dá)到的光刻的效果和器件的成品率。不同級(jí)別集成電路的制造需要不同的翹曲度參數(shù)，硅片的翹曲度一般用BOW、TTV 和WARP 這三個(gè)參數(shù)來(lái)表示。

　　4.晶向的測(cè)定也是一個(gè)重要的參數(shù)晶向是指晶列組的方向，它用晶向指數(shù)表示。半導(dǎo)體集成電路是在低指數(shù)面的半導(dǎo)體襯底上制作的。硅MOS 集成電路硅片通常為（100）晶面的硅片，硅雙極集成電路硅片通常為（111）晶面或（100）晶面的硅片。硅片表面的晶體取向?qū)τ谄骷�制造較為重要［21］，在單晶切割，定位面研磨和切片操作之前都要進(jìn)行晶向定向，使晶向及其偏差范圍符合工藝規(guī)范的要求。晶向測(cè)定的方法主要X射線法。X 射線法的精度較高，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。但是，對(duì)太陽(yáng)電池所用硅片通常不進(jìn)行晶向的檢查，只是對(duì)硅片的厚度進(jìn)行控制。但是，晶向念頭過(guò)大，會(huì)影響光電轉(zhuǎn)換效率。

　　割斷

　　割斷是指在晶體生長(zhǎng)完成取出后，沿垂直于晶體生長(zhǎng)的方向切去晶體硅頭和硅尾無(wú)用的部分，即頭部的籽晶和放肩部分以及尾部的收尾部分。一般利用外圓切割機(jī)進(jìn)行切斷，而大直徑的單晶硅，一般使用帶式切割機(jī)來(lái)割斷。切斷后所形成的是圓柱體，其截面是圓形；對(duì)于正方形硅片加工的硅棒，一樣進(jìn)行割斷后所形成的是圓柱體，其截面是圓形。

　　滾圓和切方塊

　　無(wú)論是直拉單晶硅還是區(qū)熔單晶硅，由于晶體生長(zhǎng)時(shí)的熱振動(dòng)，熱沖擊等一些原因，晶體表面都不是非常平滑的，整根單晶硅的直徑有一定偏差起伏；而且晶體生長(zhǎng)完成后的單晶硅棒表面存在扁平棱線，所以需要進(jìn)一步加工，使得整根單晶硅棒的直徑達(dá)到一個(gè)統(tǒng)一，以便今后的材料和器件加工工藝中操作。一般是利用金剛石砂輪磨削晶體硅的表面，可以使得整根單晶硅的直徑統(tǒng)一，并且能達(dá)到所需直徑。而切方塊也就不需要進(jìn)行滾圓這個(gè)工序，只需先進(jìn)行切方塊處理，沿著晶體棒的縱向方向，也就是晶體的生長(zhǎng)方向，利用外圓切割機(jī)將晶體硅錠切成一定尺寸的長(zhǎng)方體硅片，其截面為正方形。滾圓或切方塊會(huì)在晶體硅的表面造成嚴(yán)重的機(jī)械損傷，因此磨削加工所達(dá)到的尺寸與所要求的硅片尺寸相比要留出一定的余量。對(duì)于輕微裂紋，會(huì)在其后的切片過(guò)程中引起硅片的微裂紋和崩邊，所以在滾圓或切方塊后一般要進(jìn)行化學(xué)腐蝕等工序，去除滾圓或切方塊的機(jī)械損傷。