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     太陽(yáng)能硅片/半導(dǎo)體硅片

      硅片又稱硅晶圓片， 是制作集成電路的重要材料，通過(guò)對(duì)硅片進(jìn)行光刻、離子注入等手?段，可以制成集成電路和各種半導(dǎo)體器件。硅片是以硅為材料制造的片狀物體，直徑有 6英寸、 8 英寸、 12 英寸、18英寸等規(guī)格。單晶硅是硅的單晶體，是一種比較活潑的非金屬元素，具有基本完整的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。不同的方向具有不同的性質(zhì)，是一種良好的半導(dǎo)材料。
      純度要求達(dá)到 99.9999%，甚至達(dá)到 99.9999999%，雜質(zhì)的含量降到 10-9的水平。采用西門(mén)子法可以制備高純多晶硅，然后以多晶硅為原料，采用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長(zhǎng)?出棒狀單晶硅。單晶硅圓片按其直徑主要分為 6 英寸、 8 英寸、 12 英寸及 18 英寸等。
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半導(dǎo)體材料分為晶圓制造材料和封裝材料。晶圓制造材料可以進(jìn)一步細(xì) 分為硅片及硅基材料、光掩模板、電子氣體、光刻膠、光刻膠輔助材料、 CMP 拋光材料、工藝化學(xué)品、靶材及其他材料。
     光伏硅片，而封裝材料可以進(jìn)一步 細(xì)分為封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、芯片粘結(jié) 材料和其他封裝材料。


半導(dǎo)體硅片是全球應(yīng)用最廣泛、最重要的半導(dǎo)體基礎(chǔ)材料，是制造芯片的基本襯底材料，也是唯一貫穿各道芯片前道制程的半導(dǎo)體材料，目前全球半導(dǎo)體市場(chǎng)中，90%以上的芯片和傳感器都是基于硅材料制造而成，其在晶圓制造材料中占比最大。


    直拉法和區(qū)熔法的比較


硅片尺寸越大，將來(lái)在制成的每塊晶圓上就能切割出更多的芯片，單位芯片的成本也就更低。在 1960 年時(shí)期就有了 0.75 英寸(約 20mm)左右的單晶硅片。
  在 1965 年左右 GordonMoore 提出摩爾定律時(shí)，還是以分立器件為主的晶體管，然后開(kāi)始使用少量的 1.25 英寸小硅片，進(jìn)而集成電路用的 1.5 英寸硅片更是需求大增，之后，經(jīng)過(guò) 2 英寸， 3 英寸，和4 英寸。接下來(lái) 5 英寸， 6 英寸， 8 英寸，然后進(jìn)入 12 英寸、18英寸。






    半導(dǎo)體硅片尺寸發(fā)展歷程


單晶硅片是制造半導(dǎo)體硅器件的原料，用于制作大功率整流器、 大功率晶體管、二極管、?開(kāi)關(guān)器件等，其后續(xù)產(chǎn)品集成電路和半導(dǎo)體分立器件已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。單晶硅作為一種重要的半導(dǎo)體材料,在光電轉(zhuǎn)換、傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件中其應(yīng)用已十分普遍。以電驅(qū)動(dòng)的發(fā)光光源，如放電燈、熒光燈或陰極射線發(fā)光屏、 發(fā)光二極管等。從信息角度來(lái)看， 可利用光發(fā)射、放大、調(diào)制、加工處理、存儲(chǔ)、測(cè)量、顯示等技術(shù)和元件，構(gòu)成具有特定功能的光電子學(xué)系統(tǒng)。
例如，利用光纖通信可以實(shí)現(xiàn)迅速和大容量信息傳送的目的。? ? ? 它使原來(lái)類(lèi)似的技術(shù)水平得到大幅度的提高。


     半導(dǎo)體單晶硅片的生產(chǎn)工藝流程


單晶硅片是單晶硅棒經(jīng)由一系列工藝切割而成的，制備單晶硅的方法有直拉法（ CZ 法）、區(qū)熔法（ FZ 法）和外延法，其中直拉法和區(qū)熔法用于制備單晶硅棒材。區(qū)熔硅單晶的最大需求來(lái)自于功率半導(dǎo)體器件。


    單晶硅制備流程


直拉法簡(jiǎn)稱 CZ 法。CZ 法的特點(diǎn)是在一個(gè)直筒型的熱系統(tǒng)匯總，用石墨電阻加熱，將裝在高純度石英坩堝中的多晶硅熔化，然后將籽晶插入熔體表面進(jìn)行熔接，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)籽晶， 再反轉(zhuǎn)坩堝，籽晶緩慢向上提升，經(jīng)過(guò)引晶、放大、轉(zhuǎn)肩、等徑生長(zhǎng)、收尾等過(guò)程，得到單晶硅。