陆芯精密切割机分析:晶圆和硅片的区别

晶圆是当代重要的设备之一，通常熟悉晶圆、电子等相关专业的朋友。为了提高大家对晶圆的理解，本文将介绍晶圆和硅片的区别。如果你对晶圆感兴趣，你可以继续阅读。

 

一、晶圆

(一)概念

晶圆是指由硅半导体集成电路制成的硅晶片，由于其形状为圆形，称为晶圆；它可以加工成各种电路元件结构，并成为具有特定电气功能的IC产品。晶圆的原料是硅，地壳表面有用的二氧化硅。

(二)晶圆的制造过程

晶圆是制造半导体芯片的基本材料，半导体集成电路的主要原料是硅，因此对应硅晶圆。

硅在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式广泛存在于岩石和砾石中。硅晶圆的制造可分为三个基本步骤：硅提炼和净化、单晶硅生长和晶圆形成。

首先是硅净化，将砂石原料放入温度约2000℃在有碳源的电弧熔炉中，碳与砂石中的二氧化硅在高温下发生化学反应(碳与氧结合，剩余硅)，纯度约为98%纯硅，又称冶金硅，对微电子设备不够纯，由于半导体材料的电气特性对杂质浓度非常敏感，因此冶金硅进一步净化：破碎冶金硅与气体氯化氢氯化反应，产生液体硅烷，然后通过蒸馏和化学还原工艺，获得高纯度多晶硅，纯度高达99.999999999%，成为电子级硅。

接下来是单晶硅的生长，最常用的方法是直拉法。石英坩埚中放置高纯度多晶硅，周围的石墨加热器不断加热，温度保持在1400左右℃炉内的空气通常是惰性气体，熔化多晶硅，不会产生不必要的化学反应。为了形成单晶硅，还需要控制晶体的方向：坩埚与多晶硅熔化物旋转，浸泡一个籽晶体，用拉杆与籽晶反向旋转，并慢慢、垂直地从硅熔化物中拉出。熔化的多晶硅会粘在籽晶体的底部，并根据籽晶体的排列方向继续生长。因此，晶体的方向是由籽晶体决定的，拉出冷却后，生长成与籽晶内晶格方向相同的单晶硅棒。直拉生长后，单晶棒按适当尺寸切割，然后研磨，磨掉凹凸痕迹，然后用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜，完成晶片制造。

单晶硅棒的直径由籽晶拉出的速度和旋转速度决定。一般来说，上拉速度越慢，单晶硅棒的直径就越大。切割晶片的厚度与直径有关。虽然半导体设备的制备仅在晶片顶部几微米范围内完成，但晶片的厚度一般为1mm，为了保证足够的机械应力支撑，晶圆的厚度会随着直径的增加而增加。

晶圆制造商将这些多晶硅熔化，然后在溶液中种植籽晶，然后慢慢拉出形成圆柱形单晶硅晶棒，因为硅晶棒是在熔融硅原料中逐渐生成的晶体表面确定的籽晶体，这个过程被称为长晶体。硅晶棒经过切割、研磨、切割、倒角、抛光、激光雕刻、包装后，成为集成电路工厂的基本原料——硅晶片，即晶片。

(三)晶圆的基本原料

硅是由石英砂所精练出来的，晶圆是纯化硅元素(99.999%)，然后将这些纯硅制成硅晶棒，成为制造集成电路的石英半导体材料。经过摄影制版、研磨、抛光、切片等程序，将多晶硅融解拉出单晶硅晶棒，切成薄晶圆。

 

二、硅片

(一)定义

硅片是制造晶体管和集成电路的原材料。它通常是一个单晶硅片。硅片是制造集成电路的重要材料，通过光刻、离子注入等方式制造各种半导体设备。由硅片制成的芯片具有惊人的计算能力。科学技术的发展不断促进了半导体的发展。自动化和计算机技术的发展降低了硅片（集成电路）的成本。

(二)硅片的规格

硅片规格有多种分类方法，可以按照硅片直径、单晶生长方法、掺杂类型等参量和用途来划分种类。

1.按硅片直径划分

硅片直径主要为3寸、4寸、6寸、8寸、12寸(300寸)mm)，目前已发展到18英寸(450英寸)mm)和其他规格。直径越大，通过一次工艺循环可以在硅片上生产的集成电路芯片越多，每个芯片的成本越低。因此，大直径硅片是硅片制造技术的发展方向。但硅片尺寸越大，对微电子工艺、材料和技术的要求就越高。

2.按单晶生长方法划分

直拉法制的单晶硅称为CZ硅(片);磁控直拉法制的单晶硅称为MCZ硅(片);悬浮区熔融法制的单晶硅称为FZ硅(片);硅外延层生长在单晶硅或其它单晶衬底上，称为外延(硅片)。

三、那么硅片与晶圆的到底有什么区别

未切割的单晶硅材料是一种叫做晶片的薄片，是半导体工业的原材料，切割后称为硅片，通过光刻、离子注入等方式，可制成各种半导体设备。