材料认识-硅抛光片和外延片

前言

硅片按照产品工艺进行分类，主要可分为硅抛光片、外延片和SOI硅片。

上期我们已经介绍SOI硅片，本期关注硅抛光片和外延片。

硅抛光片

硅抛光片又称硅单晶抛光片，单晶硅锭经过切割、研磨和抛光处理后得到抛光片，是单面或者双面被抛光成原子级平坦度的硅片。

硅抛光片按照掺杂程度不同分为轻掺硅抛光片和重掺硅抛光片，掺杂元素的掺入量越大，导电性越强，硅抛光片的电阻率越低。

轻掺硅抛光片广泛应用于大规模集成电路的制造，如CPU、GPU、MCU等，只少部分用作硅外延片的衬底材料，市场占比约 74%。重掺硅抛光片一般用作硅外延片的衬底材料，主要用于制作功率器件。市场占比约 26%。

硅外延片

硅抛光片经过外延生长形成外延片。外延是通过化学气相沉积的方式在抛光面上生长一层或多层具有特定掺杂类型、电阻率、厚度和晶格结构的新硅单晶层，即外延片=衬底+外延层。

外延生长的新单晶层既可与衬底材质相同（同质外延），也可不同（异质外延）。外延层厚度通常控制在几微米范围内。

外延技术可以减少硅片中因晶体生长产生的缺陷，具有更低的缺陷密度和氧含量。外延片通常在低电阻率的硅衬底上外延生长一层高电阻率的外延层，应用于二极管、IGBT等功率器件的制造，在工业电子、汽车电子等领域广泛使用。

随着半导体制造工艺的进步，外延片应用增加，占比逐渐上升，28nm以上的制程都需要使用外延技术，未来外延片将占据主流。

抛光片与外延片的划片要点

不管是同质外延还是异质外延，其意义在于进一步提升产品灵活性，并取得更好的稳定性和可靠性。经过过外延处理，抛光片表面的材料纯度和均匀度得以显著提升。相比机械抛光的抛光片，外延片表面更为平整、洁净，微缺陷和杂质大幅减少，电阻率更加均匀，对表面颗粒、层错、位错等缺陷的控制也更加精确。

在划切两种类型硅片时，要注意不同结构材料的品质表现。具体划切方案欢迎咨询西斯特科技。