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厘清核心概念 | 微纳加工中的“硅片”与“硅晶圆”有何不同?

发布时间:2025-10-15 11:49:34

在微纳加工、半导体制造及集成电路领域,硅片硅晶圆是两个出现频率极高的基础术语。对于刚接触行业的新手或寻求精密加工服务的客户而言,这两个概念时常被混用,但其内在含义却有着微妙的区别。准确理解二者关系,是高效沟通和项目顺利推进的第一步。 本文将为您清晰解析硅片硅晶圆的区别与联系。


一、核心结论:从材料产品

简单来说,二者的关系可以概括为:

  • 硅片:一个相对宽泛的材料概念。 它泛指由单晶硅或多晶硅制成的薄片状材料。

  • 硅晶圆:一个特指的产品概念。 它特指经过精密加工,达到半导体制造所需严格标准的、高纯度的单晶硅薄片。

我们可以这样理解:所有的硅晶圆都是硅片,但并非所有的硅片都能称为硅晶圆。


二、深入解析:特性与用途的差异

为了更直观地展示区别,我们从以下几个维度进行对比:

对比维度

硅片

硅晶圆

材料与纯度

可以是电子级(高纯度)的,也可以是太阳能级(纯度稍低)的;可以是单晶硅或多晶硅。

必须是电子级高纯度单晶硅,纯度通常要求达到99.9999999%9N)及以上。

晶体结构

结构不限,包括单晶硅(原子排列有序)和多晶硅(由许多小晶粒组成)。

必须是单晶硅,整个晶圆内部原子排列完整、连续、无晶界,这是制造高性能芯片的基础。

几何精度

对尺寸、平整度、表面粗糙度的要求相对宽松,取决于应用场景。

具有极高的几何精度:严格的直径(如6英寸、8英寸、12英寸)、极低的翘曲度、纳米级的表面平整度和超光滑的表面。

主要用途

应用广泛,包括:
  •
太阳能电池板(主要使用太阳能级多晶硅片或单晶硅片)
  •
某些传感器
  •
MEMS(微机电系统) 器件
  •
实验研究或对性能要求不极端的领域

专用于高端微电子领域
  •
集成电路(IC / 芯片 的制造基底
  •
先进半导体器件(如CPUGPU、存储器)

一个生动的比喻: 如果将制造芯片比作在地基上建造摩天大楼(集成电路),那么:

  • 硅片 就像是普通的土地,可以用来盖平房(如太阳能电池),也可以经过处理盖高楼。

  • 硅晶圆 则是那块经过精心勘测、平整夯实、各项指标都达到顶级标准的摩天大楼专用地基。只有这样的地基,才能承载起纳米级别的精密电路。


三、在微纳加工流程中的角色

在我们的微纳加工服务中,正确选择基底材料至关重要。

  1. 作为起点: 无论是进行光刻、刻蚀还是薄膜沉积,工艺的起点都是一片高质量的硅晶圆。它确保了后续所有图形化步骤的精确性和一致性。

  1. 作为功能材料: 在某些MEMS器件中,硅片本身可能被加工成悬臂梁、空腔等机械结构,这时其机械性能(如压阻效应)被充分利用。根据器件性能要求,我们可能会选择特定电阻率、特定晶向的硅片(可能达到硅晶圆标准,也可能有特殊要求)。


总结

总而言之,硅晶圆硅片家族中规格最高、要求最严苛的成员,是半导体工业的脊梁。当我们在讨论芯片制造时,通常指的是在硅晶圆上进行加工。而在更广泛的微纳技术应用中,则根据具体需求使用相应规格的硅片


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