核心要点:
材料: 最主要的材料是硅。这是因为硅是半导体,导电性可控,并且地壳中储量丰富(沙子的主要成分就是二氧化硅)。其他材料如砷化镓用于特殊的光电芯片。
形状: 圆形薄片。标准的直径尺寸有 6英寸(150mm)、8英寸(200mm)和目前主流的 12英寸(300mm)。更大的晶圆意味着单次生产能切割出更多的芯片,成本效益更高。
制造过程:
---首先,需要将沙子提纯,熔炼成高纯度的多晶硅 ---最后,将这颗硅棒像切香肠一样,用钻石刀片切成一片片薄薄的圆片,这就是晶圆。
晶圆制造是一个从“粗糙”到“极致精密”的过程,不同阶段对表面平整度的要求不同,使用的材料也因此截然不同。
1. 主要应用阶段:晶锭的切割与成型
切片: 将巨大的单晶硅棒切成一片片薄薄的晶圆,这个过程需要使用内圆切割机或线切割机。在线切割中,钢丝会携带碳化硅微粉(通常是绿碳化硅,因为其纯度更高、颗粒更锋利)与油的混合砂浆,通过高速摩擦来研磨切割硅棒。
边缘研磨: 切割后的晶圆边缘非常锋利且易碎,需要用砂轮(其中可能含有绿碳化硅磨料)将其磨成圆角,防止崩边和破裂。
2. 可能涉及的阶段:晶圆的粗磨/研磨
在切片之后,晶圆表面存在严重的锯切损伤层和凹凸不平。在进入抛光前,需要先进行研磨来快速去除损伤层并改善平整度。
这个阶段会使用到氧化铝或碳化硅等硬度更高的磨料制成的研磨盘进行机械磨削。
绿碳化硅微粉因其高硬度,确实可能在这一阶段被使用,用于初步的平坦化。