硅晶材料與硅晶片是半導體產業的基石

晶圓，是指硅半導體集成電路制作所用的硅芯片，是制造半導體芯片的基本材料。晶圓的原始材料是硅，在地球表面存在大量硅酸鹽或二氧化硅。硅晶圓的制造可以歸納為三個基本步驟：

1.硅提煉及提純、單晶硅生長、晶圓成型。

2.晶圓制造廠在融液里種入籽晶，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的硅原料中逐漸生成，此過程稱為“長晶”。

3.硅晶棒再經過切段、滾磨、切片、倒角、拋光、激光刻、包裝后，即成為集成電路工廠的基本原料——硅晶圓片，這就是“晶圓”。

除了傳統的硅晶材料與硅晶圓，近年來因應車用半導體發展，第三類半導體碳化硅材料與碳化晶圓需求日益增多，正在成為市場的焦點。

硅晶材料與硅晶片純度的重要性

高純度的芯片需要高純度的多晶硅作為原料，其對原料純度的要求要高達99.999999999%，即電子級硅。因此從開采的二氧化硅礦物中對硅的含量進行評估，到硅的多次提煉及提純，最終是否能夠達到電子級硅的水平，對材料的純度與不純物的掌控非常重要。

如硅晶棒與切段后的芯片，其表面其他微量雜元素的存在，會對硅芯片制成晶圓的良率產生非常大的影響。因此無論是檢測二氧化硅的含量，還是檢測電子級硅材料的純度，又或者檢測硅芯片表面的雜質，這些都需要依賴高端的檢測技術來輔助判斷材料是否能夠達到電子級硅材料的水平。

而對其他雜原子含量的檢測則必須要使用極低濃度的分析技術，因此能夠分析出極低含量雜原子的實驗室必須要使用最高端的分析設備與高純度的試劑，具備高潔凈等級的潔凈室與高純度的超純水分析背景。

審核編輯：劉清