什么是半导体晶圆？

半导体晶圆是一种非常薄的平板，通常在半导体制造过程中由单晶硅制成。

硅片是极薄而小的板材，量产的硅片直径一般为8英寸（200毫米）或12英寸（300毫米）。

顺便说一句，4 英寸（100 毫米）或更小的直径专门用于研究目的。

我们的薄膜成型设备基本上都是4英寸（100毫米）。

半导体晶圆在现代电子设备和信息技术中发挥着至关重要的作用。

这些薄盘状基板是半导体器件制造的基础，也是构建先进电子电路的基础。

为什么我们需要半导体晶圆

半导体集成电路（IC）与晶圆密切相关。

半导体集成电路将许多元件集成到单个芯片上以处理和存储各种功能。

为此，需要晶圆。

半导体集成电路是通过在薄基板上创建许多相同的电路而完成的。

晶圆是半导体的基础。

半导体晶圆所用主要原材料

半导体晶圆的原材料有硅、氧化铝、化合物三种。其中大约90%是硅。

①硅

硅片作为半导体的基础材料发挥着重要作用。

硅片是由硅石制成的金属硅制成的。硅石在地球上储量丰富、稀有、无毒、安全。

它易于加工，并且可以以相对较低的成本制造许多晶圆。

硅片的直径一般为120毫米、200毫米或300毫米，厚度为数百微米至数毫米。

然而，为了生产更多的半导体芯片，需要制造更薄、更大的硅晶圆。

②氧化铝

蓝宝石晶片是由氧化铝（氧化铝）晶体制成的板材。

氧化铝是宝石蓝宝石的主要成分，工业产品是由称为铝土矿的矿石制成的。

蓝宝石晶圆比硅晶圆更耐高温且化学稳定性更高。

因此广泛应用于LED基板、光学元件等精密机械及零件。

另一方面，它也有制造成本较高的缺点。

③复合

化合物半导体晶圆是由多种元件制成的板。

由于它比硅更昂贵并且难以生长成大晶体，因此迄今为止研究进展并不多。

然而，化合物半导体晶片具有硅所不具备的优异特性。

例如，由于电子移动速度快，因此可以实现高速运行和低功耗。

它们还对光和磁敏感，并具有发光等特殊功能。

此外，它可以承受高温和压力。

利用这些特性，化合物半导体晶圆广泛应用于 LED、太阳能电池、激光器和微波等器件。

近年来，它的研究取得了进一步进展，它是先进技术发展的重要材料。

半导体晶圆制造工艺

半导体晶片的制造工序以硅晶片为例进行说明。

工艺流程①硅的提纯

首先，从硅石中提纯硅。硅石中含有氧、铝、镁等，因此需要加工精炼才能提取纯硅。

半导体用硅要求纯度高达 99.999999999%（十一个九）。

工序②切片

将纯化后的硅切成圆盘形状。该过程决定了晶圆的形状和厚度。

在这个阶段，它被称为“切割晶圆”。

工序③倒角

将晶圆的外周倒角，使其成为圆形。

这可以保护晶圆免受接触和震动。

工序④抛光

将晶圆表面抛光至均匀厚度。

这消除了晶圆制造过程中产生的微观缺陷和不均匀性。在这个阶段，它被称为“包裹晶圆”。

工序 ⑤ 蚀刻

抛光后，使用化学品来准备表面。

这可以去除晶圆表面上的微小划痕和杂质。这种状态下的晶片被称为“蚀刻晶片”。

工序⑥ 热处理

对晶圆施加热量以降低其电阻并提高性能。

电子的平稳流动提高了半导体器件的性能。

工序 ⑦抛光

晶圆表面进一步抛光至平坦、有光泽的表面。

这样就完成了“抛光晶圆”。

工序⑧清洗/干燥

用纯净水或化学药品清洗晶圆，使其干净。

这可以去除晶圆表面的杂质和灰尘。此过程在洁净室中进行，对洁净度要求很高。

流程⑨质量/特性检验

通过目视和检查设备检查晶圆表面是否存在缺陷和污垢。

我们还检查晶圆特性（晶体取向、电阻率等）。