晶圓和硅片的區別 , 晶圓紅外測溫儀 , 硅片紅外測溫儀
●發(fā)布時(shí)間：2019-10-29 ●
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晶圓的概念
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(chēng)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之IC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。
晶圓的制造過(guò)程
晶圓是制造半導體芯片的基本材料，半導體集成電路最主要的原料是硅，因此對應的就是硅晶圓。
硅在自然界中以硅酸鹽或二氧化硅的形式廣泛存在于巖石、砂礫中，硅晶圓的制造可以歸納為三個(gè)基本步驟：硅提煉及提純、單晶硅生長(cháng)、晶圓成型。
首先是硅提純，將沙石原料放入一個(gè)溫度約為2000℃，并且有碳源存在的電弧熔爐中，在高溫下，碳和沙石中的二氧化硅進(jìn)行化學(xué)反應（碳與氧結合，剩下硅），得到純度約為98%的純硅，又稱(chēng)作冶金級硅，這對微電子器件來(lái)說(shuō)不夠純，因為半導體材料的電學(xué)特性對雜質(zhì)的濃度非常敏感，因此對冶金級硅進(jìn)行進(jìn)一步提純：將粉碎的冶金級硅與氣態(tài)的氯化氫進(jìn)行氯化反應，生成液態(tài)的硅烷，然后通過(guò)蒸餾和化學(xué)還原工藝，得到了高純度的多晶硅，其純度高達99.999999999%，成為電子級硅。
接下來(lái)是單晶硅生長(cháng)，最常用的方法叫直拉法。如下圖所示，高純度的多晶硅放在石英坩堝中，并用外面圍繞著(zhù)的石墨加熱器不斷加熱，溫度維持在大約1400℃，爐中的空氣通常是惰性氣體，使多晶硅熔化，同時(shí)又不會(huì )產(chǎn)生不需要的化學(xué)反應。為了形成單晶硅，還需要控制晶體的方向：坩堝帶著(zhù)多晶硅熔化物在旋轉，把一顆籽晶浸入其中，并且由拉制棒帶著(zhù)籽晶作反方向旋轉，同時(shí)慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。熔化的多晶硅會(huì )粘在籽晶的底端，按籽晶晶格排列的方向不斷地生長(cháng)上去。因此所生長(cháng)的晶體的方向性是由籽晶所決定的，在其被拉出和冷卻后就生長(cháng)成了與籽晶內部晶格方向相同的單晶硅棒。用直拉法生長(cháng)后，單晶棒將按適當的尺寸進(jìn)行切割，然后進(jìn)行研磨，將凹凸的切痕磨掉，再用化學(xué)機械拋光工藝使其至少一面光滑如鏡，晶圓片制造就完成了。
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(lái)說(shuō)，上拉速率越慢，生長(cháng)的單晶硅棒直徑越大。而切出的晶圓片的厚度與直徑有關(guān)，雖然半導體器件的制備只在晶圓的頂部幾微米的范圍內完成，但是晶圓的厚度一般要達到1mm，才能保證足夠的機械應力支撐，因此晶圓的厚度會(huì )隨直徑的增長(cháng)而增長(cháng)。
晶圓制造廠(chǎng)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(guò)程稱(chēng)為“長(cháng)晶”。硅晶棒再經(jīng)過(guò)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(chǎng)的基本原料——硅晶圓片，這就是“晶圓”。
晶圓的基本原料
硅是由石英砂所精練出來(lái)的，晶圓便是硅元素加以純化（ 99.999% ），接著(zhù)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(guò)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。
硅片的定義
硅片是制作晶體管和集成電路的原料。一般是單晶硅的切片。硅片，是制作集成電路的重要材料，通過(guò)對硅片進(jìn)行光刻、離子注入等手段，可以制成各種半導體器件。用硅片制成的芯片有著(zhù)驚人的運算能力�？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷推動(dòng)著(zhù)半導體的發(fā)展。自動(dòng)化和計算機等技術(shù)發(fā)展，使硅片（集成電路）這種高技術(shù)產(chǎn)品的造價(jià)已降到十分低廉的程度。
硅片的規格
硅片規格有多種分類(lèi)方法，可以按照硅片直徑、單晶生長(cháng)方法、摻雜類(lèi)型等參量和用途來(lái)劃分種類(lèi)。
按硅片直徑劃分：
硅片直徑主要有3英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸（300mm），目前已發(fā)展到18英寸（450mm）等規格。直徑越大，在一個(gè)硅片上經(jīng)一次工藝循環(huán)可制作的集成電路芯片數就越多，每個(gè)芯片的成本也就越低。因此，更大直徑硅片是硅片制各技術(shù)的發(fā)展方向。但硅片尺寸越大，對微電子工藝設各、材料和技術(shù)的要求也就越高。
按單晶生長(cháng)方法劃分：
直拉法制各的單晶硅，稱(chēng)為CZ硅（片）;磁控直拉法制各的單晶硅，稱(chēng)為MCZ硅（片）;懸浮區熔法制各的單晶硅，稱(chēng)為FZ硅（片）;用外延法在單晶硅或其他單晶襯底上生長(cháng)硅外延層，稱(chēng)為外延（硅片）。
硅片和晶圓的區別
未切割的單晶硅材料是一種薄型圓片叫晶圓片，是半導體行業(yè)的原材料，割后叫硅片，通過(guò)對硅片進(jìn)行光刻、離子注入等手段，可以制成各種半導體器件。
外延片紅外熱像圖
以上采用的是德國DIAS紅外公司的紅外熱像儀PYROVIEW 320N compact+（250~1200°C） 通過(guò)Veeco爐底開(kāi)孔的玻璃檢測的爐內外延片的溫度熱圖像。
半導體行業(yè)常用的德國DIAS紅外測溫儀和紅外熱像儀
1、低價(jià)格單色紅外測溫儀DG42N(250~1800°C)
2、低價(jià)格雙色紅外測溫儀DSR44N(700~3000°C）
3、半導體硅片紅外測溫儀DY10P(300~1300°C ，3.43μm)
4、低價(jià)格半導體硅片紅外測溫儀DT40P(300~1400°C ，3.43μm）
5、雙色紅外測溫儀DSR56N及DSR56NV(500~3000°C)
6、雙色紅外測溫儀DSR55N或DSR55NV(500~3000°C)
7、短波低溫紅外熱像儀PYROVIEW 320N compact+(250~1200°C)
8、短波高溫紅外熱像儀PYROVIEW 768N compact+ (600~3000°C)
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