晶圓制造業(yè)到底有什么特點

晶圓的重要性不言而喻，因此我們需要對晶圓具備一定的認識。前兩篇文章中，小編對晶圓到CPU的轉換過程、晶圓和硅片的區(qū)別有所探討。為增進大家對晶圓的了解程度，本文將對晶圓制造業(yè)的特點予以闡述。如果你對晶圓具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

晶圓是指硅半導體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓;在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結構，而成為有特定電性功能的集成電路產(chǎn)品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達99.999999999%。

一、基本原料

硅是由石英砂所精練出來的，晶圓便是硅元素加以純化（99.999%），接著是將這些純硅制成硅晶棒，成為制造集成電路的石英半導體的材料，經(jīng)過照相制版，研磨，拋光，切片等程序，將多晶硅融解拉出單晶硅晶棒，然后切割成一片一片薄薄的晶圓。硅片廣泛用于集成電路（IC）基板、半導體封裝襯底材料，硅片劃切質(zhì)量直接影響芯片的良品率及制造成本。硅片劃片方法主要有金剛石砂輪劃片、激光劃片。激光劃片是利用高能激光束聚焦產(chǎn)生的高溫使照射局部范圍內(nèi)的硅材料瞬間氣化，完成硅片分離，但高溫會使切縫周圍產(chǎn)生熱應力，導致硅片邊緣崩裂，且只適合薄晶圓的劃片。超薄金剛石砂輪劃片，由于劃切產(chǎn)生的切削力小，且劃切成本低，是應用最廣泛的劃片工藝。由于硅片的脆硬特性，劃片過程容易產(chǎn)生崩邊、微裂紋、分層等缺陷，直接影響硅片的機械性能。同時，由于硅片硬度高、韌性低、導熱系數(shù)低，劃片過程產(chǎn)生的摩擦熱難于快速傳導出去，易造成刀片中的金剛石顆粒碳化及熱破裂，使刀具磨損嚴重，嚴重影響劃切質(zhì)量。

二、 晶圓制造

單晶硅棒的直徑是由籽晶拉出的速度和旋轉速度決定的，一般來說，上拉速率越慢，生長的單晶硅棒直徑越大。而切出的晶圓片的厚度與直徑有關，雖然半導體器件的制備只在晶圓的頂部幾微米的范圍內(nèi)完成，但是晶圓的厚度一般要達到1 mm，才能保證足夠的機械應力支撐，因此晶圓的厚度會隨直徑的增長而增長。

晶圓制造廠把這些多晶硅融解，再在融液里種入籽晶，然后將其慢慢拉出，以形成圓柱狀的單晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一顆晶面取向確定的籽晶在熔融態(tài)的硅原料中逐漸生成，此過程稱為“長晶”。硅晶棒再經(jīng)過切段，滾磨，切片，倒角，拋光，激光刻，包裝后，即成為集成電路工廠的基本原料——硅晶圓片，這就是“晶圓”。

三、晶圓制造業(yè)的特點

晶圓及芯片制造業(yè)是一個高度技術密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)、其生產(chǎn)對環(huán)境要求非常嚴格，例如對電力、水源、燃氣的供應，不僅有很高質(zhì)量要求，還必須采用雙回路，甚至三回路，從而保證在任何時候都能充足、及時供給。另外對空氣環(huán)境、地表微震、廠址地質(zhì)條件也都有嚴格要求。至于其廠區(qū)內(nèi)部，由于工藝條件所決定，許多工序必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠房內(nèi)完成，室內(nèi)環(huán)境的各項參數(shù)均自動調(diào)節(jié)，以保證隨時處于最佳狀況，因此，?不僅廠房造價相當高，生產(chǎn)、控制設備也異常先進、昂貴。因此，一般興建一個兩線（即有兩條生產(chǎn)線）8時晶圓廠（指生產(chǎn)的晶圓直徑為8時，即約203mm），需投入人民幣十幾億至數(shù)十億，其占地面積也有十幾萬平方米，員工可以達數(shù)千人。另外，要保證其正常生產(chǎn)還需要很多相關的原材料和配套產(chǎn)品生產(chǎn)廠。所以一個晶圓廠建成后，不僅其生產(chǎn)值能達到幾十甚至幾百億，同時還能帶動一大批相關企業(yè)、產(chǎn)業(yè)。并且由于其工廠擁有眾多的員工（其中高級技術、管理人員占很大比重）。在廠區(qū)周過還能形成一個完整的社區(qū)，其對第三產(chǎn)業(yè)的需求也將帶來許多就業(yè)機會，因此，其對當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展具有相當大的推動作用。