晶圆

高纯度结晶硅的薄片,为芯片的基板
晶圆(Wafer),是指制作硅半导体电路所用的硅晶片,其原始材料是硅。[1]晶圆是由高纯度的多晶硅(纯度高达99.999999999%)制成大单晶,给予正确的取向和适量的N型或P型掺杂,经过晶体生长得到硅锭,在经过研磨,抛光,切片后,形成硅晶圆片,由于形状为圆形,故称为晶圆。[2]这种高纯硅晶片上可以加工制作出各种电路元件,使之成为有特定电性功能的IC产品。[3]
晶圆是制造半导体芯片的基本材料,是以硅为主要原料制成的圆形薄片,具有一定的导电性和半导体特性。[1]晶圆的制造过程非常复杂,需要经过多道工艺流程,包括晶体生长、晶圆切割、表面抛光、光刻、蚀刻等步骤。硅晶圆尺寸最大达12寸,化合物半导体晶圆尺寸最大为6英寸,8寸是常用的成熟制程晶圆。[4][3][5][6][7]
据Siltronic统计,2020年全球前五大硅片制造商为日本信越、SUMCO、环球晶圆、SK Siltron和世创。[8]截至2023年3月,2023年第二季度全球十大晶圆代工厂排名,由高至低分别为:台积电、三星格芯联电中芯国际华虹集团高塔半导体力积电、世界先进以及晶合集成[9]

制备工艺

晶圆是制造半导体芯片的基本材料,半导体集成电路最主要的原料是硅,硅在自然界中以硅酸盐二氧化硅的形式广泛存在于岩石、砂砾中,硅晶圆的制造可以归纳为三个基本步骤:硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆制备。[3][5]