wafer的制造
Wafer的制造涉及到一系列的机械工艺。Ingot两头的锥形末端会被切掉。剩下的就被磨成圆柱体,它的直径就决定了最后的wafers的尺寸。研磨后就没有看得见的晶体方向标志了。晶体的方向是由实验确定的,沿着ingot的某个边会磨出一个平面。每个从它上面切下来的wafer就会有一个刻面,或flat,这样就明白无误的指出了晶体的方向。 研磨出flat后,制造商就用带钻石嘴的锯子把ingot切成wafers。这道工艺中,有大于三分之一的宝贵的硅晶体就这样变成了没用的粉尘。由于要经过切割工艺,wafers的表面都是刮痕。由于集成电路的微小的尺寸要求特别光滑的表面,因此wafer的一面必须被抛光。这道 晶圆(wafer)是半导体制造中的核心材料,主要用于制作集成电路。其制造过程是一门精细且复杂的工艺,涉及多个步骤,下面将详细解释这个过程。 晶圆制造的起点是硅锭(ingot),一个高纯度的硅柱。硅锭的两端锥形部分会被切除,留下的是一个圆柱形的硅块。这个圆柱的直径直接影响最终晶圆的尺寸,常见的尺寸包括125mm、200mm和300mm等。为了确保晶圆的品质,研磨是必不可少的步骤,通过研磨,硅锭表面的不规则形状被去除,同时也消除了原有的晶体方向标识。 接下来,确定晶体方向的过程至关重要。晶体的方向会影响硅片上的晶格结构,进而影响到集成电路的性能。通常,会在硅锭的一侧磨出一个平面,即“flat”,作为晶体方向的标记。每个从这个平面上切下的晶圆都会带有相同的平面,便于后续的工艺定位。 然后,使用带钻石切割刀的锯子将硅锭切割成薄片,即晶圆。这个过程损失了大量的硅材料,因为大约有超过三分之一的硅被转化为粉尘。切割后,晶圆的表面不可避免地留下了切割痕迹,这些刮痕对微小的集成电路来说是不可接受的。 为了解决这个问题,晶圆需要进行抛光处理,以获得极其光滑的表面。抛光分为机械抛光和化学抛光两步,先通过机械研磨去除大部分划痕,再利用化学溶液进行精细抛光。这一过程结束后,晶圆的表面会呈现出镜面般的光泽,虽然看起来是暗灰色的,但能反射出硅的金属特性,表明其表面已经达到极高的平滑度。 晶圆的制造过程包括硅锭的预处理、晶体定向、切割和抛光等多个环节,每一个步骤都需要精确控制,以确保最终产品的质量和性能。这个过程中,材料的浪费、精度的控制以及表面处理的复杂性都是挑战,而这些都直接影响到半导体行业的成本和效率。