矽晶片
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矽晶片

矽片是由高純度單晶矽棒經切割、研磨、蝕刻和拋光等精密加工而成的薄圓形晶片,是半導體晶片製造的基礎基板材料。作為積體電路的載體,矽片表面透過光刻、蝕刻、沉積和離子注入等製程形成數十億個電晶體和互連線。最終,矽片被切割並封裝成晶片。矽片的純度、平整度、表面清潔度和晶體品質直接決定了晶片製造的良率和裝置性能。
本公司生產的矽片採用先進的MCZ法拉技術生產的高純度單晶矽棒,經多線切割、雙面研磨、化學蝕刻和精密拋光等製程製成。產品純度可達99.9999999%以上,平面度(TTV)控制在3微米以下,表面粗糙度低至0.1奈米。產品直徑範圍從2英寸到12英寸,提供拋光片、退火片和外延片等多種類型。此外,我們還可根據客戶需求提供不同導電類型、電阻率範圍和晶體取向的客製化矽片。

產品詳情

a) 產品特性與優勢

超淨高純度,晶體缺陷極少

我們的晶圓採用電子級多晶矽製成。我們拉製的MCZ單晶棒純度超過9N,碳和氧含量嚴格控制在極低水準。我們優化晶體拉製工藝,降低晶圓內部的微缺陷和位錯密度,從而打造出用於先進晶片製造的優質基材。鐵、銅、鋁、鈣、鈉和其他金屬雜質的含量均控制在ppb級,確保晶圓表面潔淨度符合所有半導體生產標準。

精確的平面度和穩定的幾何尺寸

我們採用先進的多絲切割和雙面研磨設備,以實現頂級的平面度。 TTV 小於 3 μm,彎曲小於 20 μm,翹曲小於 25 μm。對這些幾何參數的嚴格控制,確保了光刻和蝕刻過程中焦平面的穩定,從而有效提高了晶片成品率。

多種表面處理方案,適用於不同用途

我們提供經過各種表面處理的晶圓,以配合不同的生產線。

  • 拋光晶圓:經過完整的 CMP 拋光處理,表面粗糙度 Ra 小於 0.1 nm,無損傷層;適用於大多數 IC 製造。
  • 退火晶圓:經過高溫熱處理,以減少氧析出和熱施主問題,提高基板的電均勻性。
  • 外延晶片:在拋光晶片表面生長一層薄薄的單層矽膜。這種晶片缺陷更少,電阻率控制精度更高,是襯底標準要求嚴格的功率晶片和射頻晶片的理想選擇。

完全可自訂的規格

我們會根據您的特定生產需求調整晶圓參數。可自訂的參數包括N/P導電類型、電阻率範圍(0.001至超過10,000歐姆·公分)、晶體取向(100/110/111)、直徑(2吋至12吋)、厚度、表面樣式和邊緣形狀。我們的技術團隊在了解您的產品應用後,可以為您推薦合適的材料解決方案。

嚴格的全流程清潔度管理

晶圓在潔淨度等級從1000級到100級的無塵室中生產。每個工序都嚴格遵循顆粒控制規範。最終的濕式清洗可徹底去除表面顆粒、金屬離子和有機殘留物。每片晶圓都經過表面顆粒和金屬雜質檢測,以符合行業標準。產品在出貨前進行真空密封,以避免運輸和儲存過程中受到污染。

每一批產品品質都保持一致。

我們提供從原料篩選到成品晶圓檢測的全程品質控制。每批產品都經過完整的幾何測量、表面缺陷掃描和電氣性能測試,所有測試數據均可追溯。標準化的生產線和穩定的多晶矽供應確保了批次品質的一致性。這降低了您的進貨檢驗工作量,並避免了因材料品質不穩定而導致的生產波動。

允許提供完整的測試文件和第三方檢驗。

每批產品均附有完整的測試報告,涵蓋所有核心指標:幾何形狀(直徑、厚度、TTV、彎曲度、翹曲度)、表面狀態(顆粒數量、刮痕、凹坑)、電氣性能(摻雜類型、電阻率、載流子壽命)和雜質含量(氧、碳、重金屬)。如有需要,您可以安排第三方實驗室進行複檢,我們的工程師可提供材料驗證和製程配對的技術指導。

b) 產品參數

產品:矽晶片(單晶/多晶可選)

  • 原料:單晶晶片由立方氧化鋯單晶棒切割而成;多晶晶片由多晶錠切割而成。
  • 形狀:圓形薄晶片,邊緣形狀各異;邊緣選項:主平面、副平面、V形缺口
  • 標準直徑:2吋(50毫米)/ 3吋(76毫米)/ 4吋(100毫米)/ 6吋(150毫米)/ 8吋(200毫米)/ 12吋(300毫米);可自訂尺寸
  • 直徑公差:±0.2 毫米
  • 標準厚度及公差:6吋:500–700微米;8吋:600–800微米;12吋:700–850微米;厚度公差:±15微米
  • 幾何指標:TTV ≤3 μm,弓形 ≤20 μm,翹曲 ≤25 μm;12 吋晶圓 SFQR 平面度 ≤0.13 μm,邊緣滾降完全可控
  • 表麵類型:單面拋光、雙面拋光、退火、外延。拋光晶圓表面粗糙度 Ra < 0.1 nm。外延層厚度可客製化:2–10 μm,層電阻率可依需求調整。
  • 表面顆粒標準:對於 8 吋及以上晶圓,粒徑大於 0.13 μm 的顆粒,每片晶圓 ≤50 個。
  • 摻雜類型:N型(P/As/Sb摻雜);P型(B摻雜)
  • 電阻率範圍:低:0.001–0.1 歐姆·公分;中:0.1–100 歐姆·公分;高:100–10,000+ 歐姆·公分;電阻率容差:±10%
  • 少數載子壽命:N型 >1000 μs;P型 >500 μs
  • 晶體取向:標準 100 / 110 / 111,支援自訂取向
  • 雜質限度:氧:1.0×10¹⁷ ~ 1.4×10¹⁸ cm⁻³;碳:<5.0×10¹⁵ cm⁻³
  • 交付:每批產品均附帶完整的測試報告,涵蓋幾何形狀、表面品質、電氣性能和雜質數據。

應用領域

  1. 邏輯晶片生產晶圓是CPU、GPU、行動處理器和MCU的核心基板。 3nm和5nm等先進製程節點需要超平整、潔淨、低缺陷的晶圓。我們拋光和退火的晶圓適用於成熟和前沿的邏輯晶片生產線。
  2. DRAM 和 3D NAND 記憶體晶片的製造需要在晶圓表面整合數十億個儲存單元。幾何穩定性和表面品質至關重要,尤其對於堆疊式 3D NAND 而言,晶圓的平整度直接影響多層薄膜沉積的均勻性。我們的晶圓符合嚴格的海量記憶體生產標準。
  3. 功率半導體元件,如二極體、MOSFET、IGBT 和碳化矽模組,大多採用重摻雜基板,並覆以薄的輕摻雜外延層。由於外延晶片具有精確的電阻率和低缺陷率,因此是主流選擇。我們供應適用於 600V 至 1200V+ 功率元件的外延晶片。
  4. 類比和混合訊號晶片:這類晶片需要晶圓具有均勻的電阻率和較長的少數載子壽命,以確保匹配精度和低雜訊。我們高品質的立方氧化鋅(CZ)和浮區熔煉晶圓能夠滿足這些生產要求。
  5. MEMS及感測器製造 MEMS裝置,例如壓力感測器和加速度計,依賴特定的晶面(111晶面應用廣泛)。我們可依獨特的MEMS製程要求客製化晶圓晶體取向。
  6. 光電探測器和太陽能電池晶圓也用於光學檢測和光伏生產。太陽能級晶圓放寬了純度和幾何形狀標準,從而提高了成本效益。我們提供多種純度等級,以滿足不同的預算和性能目標。

常見問題解答

Q:拋光晶片、退火晶片和外延晶片之間有什麼區別?如何選擇?

答:拋光晶圓經過切割、研磨和全面拋光處理,表面無損傷層,表面極其光滑,是常規積體電路生產中最通用的選擇。退火晶圓是在拋光晶圓上進行高溫處理,可減少氧析出和熱施主效應,從而穩定電氣性能,適用於對基板均勻性要求嚴格的生產線。外延晶圓是在拋光基板上生長一層薄薄的單層矽膜,缺陷密度較低,電阻率可精確控制。功能元件層位於外延膜內,基板提供機械支撐。外延晶圓廣泛應用於功率元件、射頻元件和分離式半導體元件。建議:標準積體電路使用拋光晶圓;對於對電性能均勻性要求嚴格的應用,選擇退火晶圓;對於功率元件和射頻元件,建議使用外延晶圓。

Q:為什麼晶圓平整度如此重要?

答:晶圓平整度直接影響微影聚焦控制。先進製程的聚焦窗口極窄,僅有數百奈米。晶圓表面不平整會導致圖案失焦,進而造成成品晶片開路或短路。 TTV(厚度方向偏差)衡量整體厚度一致性;弧度反映中心與邊緣之間的高度差;翹曲反映整體扭曲程度。我們嚴格控制這三項指標,以滿足光刻設備聚焦穩定性的要求。

Q:N型和P型晶圓在積體電路製造中分別扮演什麼角色?

答:兩種類型的襯底材料均可用作襯底,具體選擇取決於裝置設計和工藝流程。由於製造流程成熟且成本較低,P 型晶圓在傳統 CMOS 生產線中佔據主導地位。 N 型基板在某些功率晶片和射頻晶片中性能更佳。標準 CMOS 電路使用 P 型晶圓,其中 N 阱區和 P 阱區分別用於 NMOS 和 PMOS 電晶體。我們可以根據您的製程要求提供相應的摻雜類型。

Q:如何選擇合適的晶圓電阻率?

答:電阻率的選擇完全取決於您的目標元件類型。低電阻率(0.001–0.1 ohm·cm):重摻雜基區,適用於功率元件和外延襯底。中電阻率(0.1–100 ohm·cm):邏輯、記憶體和類比積體電路的標準配置。高電阻率(100–10,000+ ohm·cm):適用於射頻、高壓設備和感測器,可降低寄生電容和訊號損耗。區熔法晶片可實現超過 10,000 ohm·cm 的超高電阻率。請根據您的裝置規格選擇合適的電阻率範圍;我們的技術團隊可提供專業指導。

Q:8吋晶圓和12吋晶圓分別有哪些優勢?

答:12吋晶圓的面積約為8吋晶圓的2.25倍,因此每片晶圓可以生產更多晶片,從而降低單晶片製造成本。它主要用於大規模生產先進的邏輯晶片和儲存晶片。 8吋晶圓由於製程成熟,設備折舊成本較低,更適合類比晶片、功率半導體、MEMS感測器以及小批量多型號晶片的生產。我們同時提供這兩種尺寸的晶圓,以滿足您的產量規模和產品定位需求。

Q:晶圓品質檢測過程中主要檢查哪些項目?

答:測試涵蓋四大類:

  1. 幾何形狀:直徑、厚度、TTV、彎曲度、翹曲度、邊緣輪廓
  2. 表面品質:顆粒數量、刮痕、凹坑、污漬、結晶缺陷
  3. 電氣特性:摻雜類型、電阻率、載子壽命、氧碳含量
  4. 機械性質:斷裂強度、硬度。每批產品均附有涵蓋以上所有項目的完整測試報告。如果您有特殊的測試標準,我們的技術團隊可以協調第三方複檢。

Q:晶圓包裝和運送有什麼特殊規定嗎?

答:晶圓是超精密產品,對灰塵和衝擊非常敏感。所有成品晶圓均在1000級潔淨室內包裝:拋光面朝上放入充氮氣的潔淨晶圓盒中,然後真空密封於防靜電袋內,最後裝入帶緩衝墊的外包裝箱。運輸過程中避免劇烈搖晃和極端溫度變化。收到貨物後,請立即在1000級或更高級別的潔淨室內拆箱檢查。如發現任何包裝損壞,請立即聯絡我們的支援團隊。

Q:我可以小批量訂購並索取測試樣品嗎?

答:我們支援樣品測試和小批量訂單。樣品數量通常為5至25件;請聯絡我們的銷售團隊辦理樣品申請手續。我們的技術團隊將在樣品驗證和製程搭配過程中提供全程支援。通過樣品測試並轉為大量訂單的客戶將享受優惠價格和長期穩定的供貨保障。

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