八吋晶圓
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晶圓(片)是指製作矽半導體積體電路所用之矽晶片,狀似圓形,故稱晶圓(片)。矽晶圓(片)的材料是"矽",地殼表面富含砂石(主要成分二氧化矽),當從砂石內萃取出所需的矽元素後,經還原等處理,可萃得約98%野晶體(粗晶體),再經純化過程,可得純化多晶矽,其形狀為粒狀或棒狀,純度高達0.99999999999。
許多固體材料內的原子具有規則性排列,如石英,鑽石,角閃石等,我們稱之為晶體,IC(積體電路Integrated Circuit)廠用的矽晶片即為矽晶體,因為整片的矽晶片是單一完整的晶體,故又稱為單晶體。若一固態晶體是由許多小晶體形成的,每個小晶體內原子的排列是有規則性的,但在整體固態晶體內,眾多個小晶體的方向是不相同的,我們則稱此固態晶體為複晶體(或多晶體) 。是否能生成單晶體或多晶體與生長晶體的溫度,速率,雜質都有關係。
砂石(二氧化矽)經由電弧爐提煉,鹽酸氯化,並經蒸餾後,可製成了高純度的多晶矽(多晶體)。將此多晶矽融化,並在熔融液內摻入一小顆矽晶體晶種,再慢慢拉出可形成圓柱狀的單晶矽晶棒。一根八吋矽晶棒重量約一百二十公斤,經過研磨、拋光、切割後,即成為積體電路(IC)工廠的一片片八吋矽晶圓(片),依面積大小可分為直徑五吋、六吋、八吋等規格。我國自1997年起開始生長八吋(200mm)晶圓(片),現已投入生長十二吋晶圓(片)。
最後矽晶圓(片)送至八吋晶圓廠內製造晶片電路 ,每塊矽晶圓(片)上可翻製出數以百計的相同矽晶片。這些晶片電路再經封裝測試等程序,經過複雜的化學和電子過程處理(製程)後,其上佈滿著多層精細的電子線路,便成為市面上一顆顆的IC(積體電路Integrated Circuit)。積體電路(IC,Integrated Circuit)主要用於電腦及相關產業。是把數以千計萬計的電子元件如電阻、電容等設計均收縮在一片不到指甲大小的矽晶片上,如此傳統電子迴路的體積均予於小型化,例如桌上型電腦縮小成筆記電腦。
矽晶棒所切割出的晶圓(片)中,品質較好的,稱為生產晶圓,更高級的稱為磊晶圓,生產晶圓及磊晶圓幾乎都集中在矽晶圓棒的中間部分。頭尾兩端所切出的晶圓,出現瑕疵的機會較大,通常用做非生產用途,稱為測試晶圓,測試晶圓通常送至美日等國再加工成再生晶圓。
ex17:下列有關半導體的敘述, 哪些正確?
(A)不含雜質的純半導體材料,其電子、電洞的密度相同
(B)純的半導體材料溫度越高時,電子、電洞的密度越大
(C)矽半導體加入5價雜質,會形成P型半導體
(D)二極體的P、N接觸面形成一空乏區,空乏區的P型部分帶正電
(E) PNP三極體的基極為N型半導體 (92指考)
Ans:(ABE或E)