晶圆是什么?

晶圆是什么?,第1张

晶圆(Wafer)是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片,由于其形状为圆形,故称为晶圆。

晶圆简介

晶圆是生产集成电路所用的载体,一般意义晶圆多指单晶硅圆片。晶圆是最常用的半导体材料,按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格,近来发展出12英寸甚至研发更大规格。

晶圆越大,同一圆片上可生产的IC就越多,可降低成本;但对材料技术和生产技术的要求更高,例如均匀度等等的问题。一般认为硅晶圆的直径越大,代表着这座晶圆厂有更好的技术,在生产晶圆的过程当中,良品率是很重要的条件。

基本原料

硅是由石英砂所精练出来的,晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%),接着是将些纯硅制成硅晶棒,成为制造集成电路的石英半导体的材料,经过照相制版,研磨,抛光,切片等程序,将多晶硅融解拉出单晶硅晶棒,然后切割成一片一片薄薄的晶圆。

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片,其原始材料是硅。

高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种,然后慢慢拉出,形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨,抛光,切片后,形成硅晶圆片,也就是晶圆。国内晶圆生产线以 8英寸和 12 英寸为主。

晶圆的主要加工方式为片加工和批加工,即同时加工1 片或多片晶圆。随着半导体特征尺寸越来越小,加工及测量设备越来越先进,使得晶圆加工出现了新的数据特点。

同时,特征尺寸的减小,使得晶圆加工时,空气中的颗粒数对晶圆加工后质量及可靠性的影响增大,而随着洁净的提高,颗粒数也出现了新的数据特点。

性能参数:

硅晶圆和硅太阳能电池分别是半导体材料和半导体器件的典型代表。半导体特性参数衡量和表征材料及其器件的性能。

由于载流子是半导体材料及器件的功能载体,载流子移动形成电流及电场,同时载流子具有发光、热辐射等特性,因此载流子参数是表征半导体材料及器件载流子输运特性的基础,即载流子参数是硅晶圆和硅太阳能电池特性参数的重要组成部分。

当硅晶圆经过加工、制造形成硅太阳能电池后,由于 pn 结和费米能级的差异,导致载流子分离形成电压,进而有饱和电流、填充因子和光电转化效率等电性能参数直观反映并影响太阳能电池伏安特性。综上分析,硅晶圆的主要特性参数包括载流子参数。


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