什么是半導體晶圓？

半導體晶圓是一種非常薄的平板，通常在半導體制造過程中由單晶硅制成。

硅片是極薄而小的板材，量產的硅片直徑一般為8英寸（200毫米）或12英寸（300毫米）。

順便說一句，4 英寸（100 毫米）或更小的直徑專門用于研究目的。

我們的薄膜成型設備基本上都是4英寸（100毫米）。

半導體晶圓在現代電子設備和信息技術中發揮著至關重要的作用。

這些薄盤狀基板是半導體器件制造的基礎，也是構建先進電子電路的基礎。

為什么我們需要半導體晶圓

半導體集成電路（IC）與晶圓密切相關。

半導體集成電路將許多元件集成到單個芯片上以處理和存儲各種功能。

為此，需要晶圓。

半導體集成電路是通過在薄基板上創建許多相同的電路而完成的。

晶圓是半導體的基礎。

半導體晶圓所用主要原材料

半導體晶圓的原材料有硅、氧化鋁、化合物三種。其中大約90%是硅。

①硅

硅片作為半導體的基礎材料發揮著重要作用。

硅片是由硅石制成的金屬硅制成的。硅石在地球上儲量豐富、稀有、無毒、安全。

它易于加工，并且可以以相對較低的成本制造許多晶圓。

硅片的直徑一般為120毫米、200毫米或300毫米，厚度為數百微米至數毫米。

然而，為了生產更多的半導體芯片，需要制造更薄、更大的硅晶圓。

②氧化鋁

藍寶石晶片是由氧化鋁（氧化鋁）晶體制成的板材。

氧化鋁是寶石藍寶石的主要成分，工業產品是由稱為鋁土礦的礦石制成的。

藍寶石晶圓比硅晶圓更耐高溫且化學穩定性更高。

因此廣泛應用于LED基板、光學元件等精密機械及零件。

另一方面，它也有制造成本較高的缺點。

③復合

化合物半導體晶圓是由多種元件制成的板。

由于它比硅更昂貴并且難以生長成大晶體，因此迄今為止研究進展并不多。

然而，化合物半導體晶片具有硅所不具備的優異特性。

例如，由于電子移動速度快，因此可以實現高速運行和低功耗。

它們還對光和磁敏感，并具有發光等特殊功能。

此外，它可以承受高溫和壓力。

利用這些特性，化合物半導體晶圓廣泛應用于 LED、太陽能電池、激光器和微波等器件。

近年來，它的研究取得了進一步進展，它是先進技術發展的重要材料。

半導體晶圓制造工藝

半導體晶片的制造工序以硅晶片為例進行說明。

工藝流程①硅的提純

首先，從硅石中提純硅。硅石中含有氧、鋁、鎂等，因此需要加工精煉才能提取純硅。

半導體用硅要求純度高達 99.999999999%（十一個九）。

工序②切片

將純化后的硅切成圓盤形狀。該過程決定了晶圓的形狀和厚度。

在這個階段，它被稱為“切割晶圓”。

工序③倒角

將晶圓的外周倒角，使其成為圓形。

這可以保護晶圓免受接觸和震動。

工序④拋光

將晶圓表面拋光至均勻厚度。

這消除了晶圓制造過程中產生的微觀缺陷和不均勻性。在這個階段，它被稱為“包裹晶圓”。

工序 ⑤ 蝕刻

拋光后，使用化學品來準備表面。

這可以去除晶圓表面上的微小劃痕和雜質。這種狀態下的晶片被稱為“蝕刻晶片”。

工序⑥ 熱處理

對晶圓施加熱量以降低其電阻并提高性能。

電子的平穩流動提高了半導體器件的性能。

工序 ⑦拋光

晶圓表面進一步拋光至平坦、有光澤的表面。

這樣就完成了“拋光晶圓”。

工序⑧清洗/干燥

用純凈水或化學藥品清洗晶圓，使其干凈。

這可以去除晶圓表面的雜質和灰塵。此過程在潔凈室中進行，對潔凈度要求很高。

流程⑨質量/特性檢驗

通過目視和檢查設備檢查晶圓表面是否存在缺陷和污垢。

我們還檢查晶圓特性（晶體取向、電阻率等）。