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什么是半導(dǎo)體晶圓？

2024-11-2　　閱讀(2593)

什么是半導(dǎo)體晶圓？

半導(dǎo)體晶圓是一種非常薄的平板，通常在半導(dǎo)體制造過程中由單晶硅制成。

硅片是極薄而小的板材，量產(chǎn)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(shè)備基本上都是4英寸（100毫米）。

半導(dǎo)體晶圓在現(xiàn)代電子設(shè)備和信息技術(shù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

這些薄盤狀基板是半導(dǎo)體器件制造的基礎(chǔ)，也是構(gòu)建先進(jìn)電子電路的基礎(chǔ)。

為什么我們需要半導(dǎo)體晶圓

半導(dǎo)體集成電路（IC）與晶圓密切相關(guān)。

半導(dǎo)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(dǎo)體集成電路是通過在薄基板上創(chuàng)建許多相同的電路而完成的。

晶圓是半導(dǎo)體的基礎(chǔ)。

半導(dǎo)體晶圓所用主要原材料

半導(dǎo)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(dǎo)體的基礎(chǔ)材料發(fā)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(shù)百微米至數(shù)毫米。

然而，為了生產(chǎn)更多的半導(dǎo)體芯片，需要制造更薄、更大的硅晶圓。

②氧化鋁

藍(lán)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(lán)寶石的主要成分，工業(yè)產(chǎn)品是由稱為鋁土礦的礦石制成的。

藍(lán)寶石晶圓比硅晶圓更耐高溫且化學(xué)穩(wěn)定性更高。

因此廣泛應(yīng)用于LED基板、光學(xué)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(fù)合

化合物半導(dǎo)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(jìn)展并不多。

然而，化合物半導(dǎo)體晶片具有硅所不具備的優(yōu)異特性。

例如，由于電子移動速度快，因此可以實現(xiàn)高速運行和低功耗。

它們還對光和磁敏感，并具有發(fā)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(dǎo)體晶圓廣泛應(yīng)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(jìn)一步進(jìn)展，它是先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的重要材料。

半導(dǎo)體晶圓制造工藝

半導(dǎo)體晶片的制造工序以硅晶片為例進(jìn)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(dǎo)體用硅要求純度高達(dá) 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(hù)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(chǎn)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(xué)品來準(zhǔn)備表面。

這可以去除晶圓表面上的微小劃痕和雜質(zhì)。這種狀態(tài)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(wěn)流動提高了半導(dǎo)體器件的性能。

工序 ⑦拋光

晶圓表面進(jìn)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(xué)藥品清洗晶圓，使其干凈。

這可以去除晶圓表面的雜質(zhì)和灰塵。此過程在潔凈室中進(jìn)行，對潔凈度要求很高。

流程⑨質(zhì)量/特性檢驗

通過目視和檢查設(shè)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）。

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