有了之前的介绍，信任咱们对晶圆在半导体工业中的效果有了一个明晰的知道。那么，自可是然地，一个疑问就冒出来了：晶圆是怎么成长的?又是怎么制备的呢?本节小编将为咱们一一道来。
本节的首要内容有：沙子改变为半导体级硅的制备，再将其改变成晶体和晶圆，以及出产抛光晶圆要求的工艺进程。这其间包含了用于制作操作晶圆的不同类型的描绘。成长450mm直径的晶体和450mm晶圆的制备存在的应战性。
更高密度和更大标准芯片的发展需求更大直径的晶圆供给。在20世纪60年代开端运用的1英寸直径的晶圆。在21世纪前期业界转向300mm(12英寸)直径的晶圆而现在正转向450mm(18英寸)范畴。
更大直径的晶圆是由不断下降芯片本钱的要求驱动的。这对晶体制备的应战是巨大的。在晶体成长中，晶体结构和电学功能的共同性及污染问题是一个应战。在晶圆制备、平坦性、直径操控和晶体完整性方面都是问题。更大直径意味着更大的质量，这就需求更巩固的工艺设备，并终究彻底主动化。一个直径300mm的晶圆出产坯质大约是20磅(7.5kg)并会有50万美元以上的产量。
一个450mm的晶圆质量约800kg，长210cm。这些应战和简直每一个参数更高的工艺标准要求共存。与应战并进和供给更大直径晶圆是芯片制作不断进步的要害。可是，转向更大直径的晶圆是贵重和费时的。因此，跟着工业进入更大直径的晶圆，一些公司仍在运用较小直径的晶圆。
半导体硅制备
半导体器材和电路在半导体资料晶圆的表层构成，半导体资料通常是硅。这些晶圆的杂质含量有必要十分低，有必要掺杂到指定的电阻率水平，有必要是拟定的晶体结构，有必要是光学的平面，并到达许多机械及清洁度的标准要求。
制作%&&&&&%级硅晶圆分4个阶段进行：
1. 矿石到高纯度气体的改变;
2. 气体到多晶的改变;
3. 多晶到单晶、掺杂晶棒的改变;
4. 晶棒到晶圆的制备。
半导体制备的第一个阶段是从泥土中选取和提纯半导体资料的质料。提纯从化学反响开端。关于硅，化学反响是从矿石到硅化物气体，例如四氟化硅或三氯硅烷。杂质，例如其他金属，留在矿石残渣里。硅化物再和氢反响生成半导体级的硅。这样的硅纯度达99.9999999%，是地球上最纯的物质之一。它有一种称为多晶或多晶硅的晶体结构。
晶体资料
资料中原子的安排结构是导致资料不同的一种办法。有些资料，例如硅和锗，原子在整个资料里重复摆放成十分固定的结构，这种资料称为晶体。
原子没有固定的周期性摆放的资料被称为非晶体或无定形。塑料便是无定形资料的比如。
晶体成长
半导体晶圆是从大块的半导体资料切开而来的。这种半导体资料，或称为硅锭，是从大块的具有多晶结构和未掺杂本征资料成长得来的。把多晶改变成一个大单晶，给予正确的定向和适量的N型或P型掺杂，叫做晶体成长。
运用三种不同的办法来成长单晶：直拉法、液体掩盖直拉法和区熔法。
晶体和晶圆质量
半导体器材需求高度完美的晶体。可是即便运用了最老练的技能，完美的晶体仍是得不到的。不完美，就称为晶体缺点，会发生不均匀的二氧化硅膜成长、差的外延膜堆积、晶圆里不均匀的掺杂层，以及其他问题而导致工艺问题。在完结的器材中，晶体缺点会引起有害的电流漏出，或许阻挠器材在正常电压下作业。有四类重要的晶体缺点：
1. 点缺点;
2. 位错;
3. 原生缺点;
4. 杂质。
晶圆预备
晶体从单晶炉里出来今后，到终究的晶圆会阅历一系列的进程。第一步是用锯子截掉头尾。
在晶体成长进程中，整个晶体长度中直径是有误差的。晶圆制作进程有各式各样的晶圆固定器和主动设备，需求严厉的直径操控以削减晶圆翘曲和破碎。
直径滚磨是在一个无中心的滚磨机上进行的机械操作。机器滚磨晶体到适宜的直径，无须用一个固定的中心点夹持晶体在车床型的滚磨机上操作。
在晶体提交到下一步晶体预备前，有必要要确认晶体是否到达定向和电阻率的标准要求。
切片
用有金刚石涂层的内圆刀片把晶圆从晶体上切下来。这些刀片是中心有圆孔的薄圆钢片。圆孔的内缘是切开边际，用金刚石涂层。内圆刀片有硬度，但不必十分厚。
这些要素可削减刀口标准，也就削减了必定数量的晶体被切开工艺所糟蹋。
关于较大直径的晶圆(大于300mm)，运用线切开来确保小锥度的平坦外表和最小量的刀口丢失。
晶圆刻号
就像咱们出产好的高铁轨迹相同，每一段上都要刻好工号，以对应相应的出产人，这样来确保产品的可追溯性。
相同的，大面积的晶圆在晶圆制作工艺中有很高的价值，为了坚持准确的可追溯性，差异它们和避免误操作是有必要的。因此运用条形码和数字矩阵码的激光刻号来区别它们。对300mm的晶圆，运用激光点是共同认同的办法。
磨片
半导体晶圆的外表要规矩，且没有切开损害，并要彻底平坦。第一个要求来自于很小的标准制作器材的外表和次外表层。它们的标准在0.5~2um之间。为了取得半导体器材相对标准的概念，幻想下图的剖面和房子相同高，大约8英尺(2.4m)，在该范围内，晶圆的作业层都要在顶部有1~2英寸或更小的区域。
平坦度是小标准图画肯定必要的条件。先进的光刻工艺把所需的图画投影到晶圆外表，假如外表不平，投影将会歪曲，就像电影图像在不平的银幕上无法聚集相同。
平坦和抛光的工艺分两步：磨片和化学机械抛光。磨片是一个传统的磨料研磨工艺，精调到半导体运用的要求。磨片的首要意图是去除切片工艺残留的外表损害。
至此，就出产出了外表平坦的晶圆，可是这不是最终一步，在接下来的工序中，晶圆将会进行哪些工艺加工呢?小编将鄙人节为咱们讲来，敬请重视!
