1.5 关于半导体硅材料及硅衬底晶片的制备

下面阐述硅单晶材料的加工制造过程，如图1-18所示。单晶硅材料成品见图1-19。

图1-18 硅单晶材料的加工制造过程

图1-19 硅单晶材料成品

半导体硅单晶材料的质量和硅衬底基片加工技术的不断进步是以尽可能提高硅材料的性能价格比为目的的。突出表现在增大单晶硅圆片直径的同时缩小电路中器件图形的特征尺寸等诸方面。表1-1中的数据反映出随年代的不同，集成度、管芯尺寸、硅圆片表征参数（圆片直径、厚度及硅片平整度）等方面的相应变化。表中所列的数据均取自于现代规模化生产线中，具有典型意义。

表1-1 半导体材料水平与集成电路特征指标关系览表

硅材料圆片表征参数（即表中的圆片直径、圆片厚度、及晶圆片平整度等参数）的整体提高是以硅材料的晶体结晶质量参数（体空位浓度、面缺陷密度及掺杂浓度的均匀性等方面）符合要求为前提的。上述质量参数是提高集成电路集成度的重要因素。

由表 1-1 可见，随着硅圆片表征参数指标的不断提高，“集成度”的规模增长十分明显。同时，对于同等面积的管芯芯片来讲，以16兆位动态存储器为例，采用6英寸的硅圆片可以得到100个电路管芯，而采用8英寸的硅圆片可以得到200个电路管芯。可见，硅圆片直径每增加2英寸，即可获得较原来多一倍的电路管芯。而对其生产成本进行测算可知，硅圆片直径增加2英寸还可降低生产成本34%。由此可见，硅材料表征质量参数的提高与半导体器件和集成电路的生产成本及生产效益有着十分密切的关系。所以，提高半导体硅材料的整体质量和水平，包括不断地提高硅圆片的直径，这是微电子技术产业不断发展和进步的一个重要方面。