一、硅晶圓的作用
硅晶圓主要用于制造硅半導體集成電路。??
硅晶圓,也稱為晶圓,是制造積體電路的基本材料。它是通過將硅元素加以純化,然后制成單晶硅晶棒,再經(jīng)過照相制版、研磨、拋光、切片等程序,最終形成用于制造集成電路的薄片。這些薄片上可以加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu),從而成為具有特定電性功能的集成電路產(chǎn)品。
二、硅晶圓的制造方法
1、?硅提煉及提純?:首先,從沙石原料開始,將其放入溫度超過兩千攝氏度的電弧熔爐中,通過還原反應得到冶金級硅。然后,將粉碎的冶金級硅與氣態(tài)的氯化氫反應,生成液態(tài)的硅烷,再通過蒸餾和化學還原工藝得到高純度的多晶硅。
2、?單晶硅生長?:采用直拉法,將高純度的多晶硅放入石英坩堝中,通過石墨加熱器加熱至一千多攝氏度,使多晶硅熔化。控制晶體的方向,將籽晶浸入熔化的多晶硅中,緩慢拉出,形成圓柱形的單晶硅晶棒。
3、?晶圓成型?:單晶硅晶棒經(jīng)過研磨、拋光、切片等工藝,制成薄片狀的硅晶圓。這些晶圓片經(jīng)過進一步的處理,如激光刻、倒角、拋光等,最終成為集成電路工廠的基本原料。
三、硅晶圓為什么是圓的
之所以硅晶圓都做成圓形,主要的是考慮單位面積利用率和生產(chǎn)問題.
硅錠被"拉"出來的時候就一定是圓的。幾乎不可能直接獲得方的硅錠,除非將圓的硅錠切削成方的,但這樣無異于浪費。正方形浪費的使用面積比率是比圓型高的。很多晶圓生產(chǎn)設備的工藝原理必然要求選擇圓型晶圓,圓型具有任意軸對稱性,這是晶圓制作工藝必然的要求,可以想象一下,在圓型晶圓表面可以通過旋轉(zhuǎn)涂布法事實上是目前均勻涂布光刻膠的唯一方法,獲得很均勻一致的光刻膠涂層。
四、硅晶圓原料
硅晶圓的原材料是硅,占比高達95%。硅是由石英砂所精煉出來的,經(jīng)過純化(純度高達99.999%),制成硅晶棒,成為制造集成電路的石英半導體的材料。