漫谈晶圆---讲述沙子转变成晶体及晶圆和用于芯片制造级的抛光片的生产步骤 介绍 高密度和大尺寸芯片的发展需要大直径的晶圆。在上世纪 60 年代开始使用的是 1&su p2;直径的晶圆，而现在业界根据 90 年代的工艺要求生产200 毫米直径的晶圆。300 毫米直径的晶圆也已经投入生产线了，而根据 SIA 的技术路线图，到 2007 年，300 毫米将成为标准尺寸。以后预期会是 400 毫米或 450 毫米直径的晶圆。大直径的晶圆是由不断降低芯片成本的要求驱动的。然而，这对晶圆制备的挑战是巨大的。大直径意味着高重量，这就需要更多坚固的工艺设备。在晶体生长中，晶体结构上和电学性能一致性及污染的问题是一个挑战，这些挑战和几乎每一个参数更紧的工艺规格要求共存。与挑战并进和提供更大直径晶圆是芯片制造不断进步的关键。 半导体硅制备 半导体器件和电路在半导体材料晶圆的表层形成，半导体材料通常是硅。这些晶圆的杂质含量水平必须非常低，必须掺杂到指定的电阻率水平，必须是指定的晶体结构，必须是光学的平面，并达到许多机械及清洁度的规格要求。制造IC 级的硅晶圆分四个阶段进行： 晶圆制备阶段 **矿石到高纯气体的转变 **气体到多晶的转变 **多晶到单晶，掺杂晶棒的转变 **晶棒到晶圆的制备 半导体制造的第一个阶段是从泥土里选取和提纯半导体材料的原料。提纯从化学反应开始。对于硅，化学反应是从矿石到硅化物气体，例如四氯化硅或三氯硅烷。杂质，例如其他金属，留在矿石残渣里。硅化物再和氢反应（图 3.1）生成半导体级的硅。这样的硅的纯度达99.9999999%，是地球上最纯的物质之一。1 它有一种称为多晶或多晶硅（poly silicon）的晶体结构。 晶体材料 材料中原子的组织结构是导致材料不同的一种方式。有些材料，例如硅和锗，原子在整个材料里重复排列成非常固定的结构，这种材料称为晶体（cry stals）。 原子没有固定的周期性排列的材料称为非晶或无定形（amorphou s）。塑料是无定形材料的例子。 晶胞 对于晶体材料实际上可能有两个级别的原子组织结构。第一个是单个原子的组织结构。晶体里的原子排列在称为晶胞（u nit cell）的结构的特定点。晶胞是晶体结构的第一个级别。晶胞结构在晶体里到处重复。 另一个涉及晶胞结构的术语是晶格（lattice）。晶体材料具有特定的晶格结构，并且原子位于晶格结构的特定点。 在晶胞里原子的数量、相对位置及原子间的结合能会引发材料的许多特性。每个晶体材料具有...
