半导体硅片的分类
半导体硅片的分类 – 光刻胶涂胶机 – 驰飞超声波喷涂
半导体硅晶圆是制造硅半导体产品的基础,可根据不同参数进行分类。
根据尺寸(直径)不同,半导体硅片可分为 2 英寸(50 mm)、3 英寸(75 mm)、4英寸(100 mm)、5 英寸(125 mm)、6 英寸(150 mm)、8 英寸(200 mm)、12英寸(300 mm),在摩尔定律影响下,半导体硅片正在不断向大尺寸的方向发展,目前8 英寸和12 英寸是主流产品,合计出货面积占比超过90%。
根据掺杂程度不同,半导体硅片可分为轻掺和重掺。重掺硅片的掺杂元素掺入量大,电阻率低,一般用于功率器件等产品;轻掺硅片掺杂浓度低,一般用于集成电路领域,技术难度和产品质量要求更高。由于集成电路在全球半导体市场中占比超过 80%,全球对轻掺硅片需求更大。
根据工艺,半导体硅片可分为研磨片、抛光片及基于抛光片制造的特殊硅片外延片、SOI 等。研磨片可用于制造分立器件;轻掺抛光片可用于制造大规模集成电路或作为外延片的衬底材料,重掺抛光片一般用作外延片的衬底材料。相比研磨片,抛光片具有更优的表面平整度和洁净度。
在抛光片的基础上,可以制造出退火片、外延片、SOI 硅片和结隔离硅片等。退火片在氢气或氩气环境下对抛光片进行高温热处理,以去除晶圆表面附近的氧气,可以提高表面晶体的完整性。外延片是在抛光片表面形成一层气相生长的单晶硅,可 满 足 需 要 晶 体 完 整 性 或 不 同 电 阻 率 的 多层结构的需求。SOI硅片(Silicon-On-Insulator)是在两个抛光片之间插入高电绝缘氧化膜层,可以实现器件的高集成度、低功耗、高速和高可靠性,在活性层表面也可以形成砷或砷的扩散层。结隔离硅片是根据客户的设计,利用曝光、离子注入和热扩散技术在晶圆表面预形成 IC 嵌入层,然后再在上面生长一层外延层。
根据应用场景不同,半导体硅片可分为正片、假(陪)片。正片(PrimeWafer)用于半导体产品的制造,假片(Dummy Wafer)用来暖机、填充空缺、测试生产设备的工艺状态或某一工艺的质量状况。假片一般由晶棒两侧品质较差部分切割而来,由于用量巨大,在符合条件的情况下部分产品会回收再利用,回收重复利用的硅片称为可再生硅片(Reclaimed Wafer)。据观研网数据,65 nm 制程的晶圆代工厂每 10 片正片需要加 6 片假片,28 nm 及以下制程每10 片正片则需要加15-20片假片。
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