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晶圆和硅片到底有什么区别

2021-01-03 11:56 ? 次阅读

晶圆是当代重要的器件之一,对于晶圆,电子等相关专业的朋友通常较为熟悉。前文中,小编介绍了晶圆是如何变成CPU的。为增进大家对晶圆的了解,本文中,小编将对晶圆、硅片以及晶圆和硅片的区别予以介绍。如果你对晶圆具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

一、晶圆

(一)概念

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的原始材料是硅,而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。

(二)晶圆的制造过程

晶圆是制造半导体芯片的基本材料,半导体集成电路最主要的原料是硅,因此对应的就是硅晶圆。

硅在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式广泛存在于岩石、砂砾中,硅晶圆的制造可以归纳为三个基本步骤:硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型

首先是硅提纯,将沙石原料放入一个温度约为2000℃,并且有碳源存在的电弧熔炉中,在高温下,碳和沙石中的二氧化硅进行化学反应(碳与氧结合,剩下硅),得到纯度约为98%的纯硅,又称作冶金级硅,这对微电子器件来说不够纯,因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感,因此对冶金级硅进行进一步提纯:将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应,生成液态的硅烷,然后通过蒸馏和化学还原工艺,得到了高纯度的多晶硅,其纯度高达99.999999999%,成为电子级硅。

接下来是单晶硅生长,最常用的方法叫直拉法。如下图所示,高纯度的多晶硅放在石英坩埚中,并用外面围绕着的石墨加热器不断加热,温度维持在大约1400℃,炉中的空气通常是惰性气体,使多晶硅熔化,同时又不会产生不需要的化学反应。为了形成单晶硅,还需要控制晶体的方向:坩埚带着多晶硅熔化物在旋转,把一颗籽晶浸入其中,并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转,同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端,按籽晶晶格排列的方向不断地生长上去。因此所生长的晶体的方向性是由籽晶所决定的,在其被拉出和冷却后就生长成了与籽晶内部晶格方向相同的单晶硅棒。用直拉法生长后,单晶棒将按适当的尺寸进行切割,然后进行研磨,将凹凸的切痕磨掉,再用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜,晶圆片制造就完成了。

单晶硅棒的直径是由籽晶拉出的速度和旋转速度决定的,一般来说,上拉速率越慢,生长的单晶硅棒直径越大。而切出的晶圆片的厚度与直径有关,虽然半导体器件的制备只在晶圆的顶部几微米的范围内完成,但是晶圆的厚度一般要达到1mm,才能保证足够的机械应力支撑,因此晶圆的厚度会随直径的增长而增长。

晶圆制造厂把这些多晶硅融解,再在融液里种入籽晶,然后将其慢慢拉出,以形成圆柱状的单晶硅晶棒,由于硅晶棒是由一颗晶面取向确定的籽晶在熔融态的硅原料中逐渐生成,此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过切段,滚磨,切片,倒角,抛光,激光刻,包装后,即成为集成电路工厂的基本原料——硅晶圆片,这就是“晶圆”。

(三)晶圆的基本原料

硅是由石英砂所精练出来的,晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%),接着是将这些纯硅制成硅晶棒,成为制造集成电路的石英半导体的材料,经过照相制版,研磨,抛光,切片等程序,将多晶硅融解拉出单晶硅晶棒,然后切割成一片一片薄薄的晶圆。

二、硅片

(一)定义

硅片是制作晶体管和集成电路的原料。一般是单晶硅的切片。硅片,是制作集成电路的重要材料,通过对硅片进行光刻、离子注入等手段,可以制成各种半导体器件。用硅片制成的芯片有着惊人的运算能力。科学技术的发展不断推动着半导体的发展。自动化和计算机等技术发展,使硅片(集成电路)这种高技术产品的造价已降到十分低廉的程度。

(二)硅片的规格

硅片规格有多种分类方法,可以按照硅片直径、单晶生长方法、掺杂类型等参量和用途来划分种类。

1.按硅片直径划分

硅片直径主要有3英寸、4英寸、6英寸、8英寸、12英寸(300mm),目前已发展到18英寸(450mm)等规格。直径越大,在一个硅片上经一次工艺循环可制作的集成电路芯片数就越多,每个芯片的成本也就越低。因此,更大直径硅片是硅片制各技术的发展方向。但硅片尺寸越大,对微电子工艺设各、材料和技术的要求也就越高。

2.按单晶生长方法划分

直拉法制各的单晶硅,称为CZ硅(片);磁控直拉法制各的单晶硅,称为MCZ硅(片);悬浮区熔法制各的单晶硅,称为FZ硅(片);用外延法在单晶硅或其他单晶衬底上生长硅外延层,称为外延(硅片)。

三、硅片和晶圆的区别

未切割的单晶硅材料是一种薄型圆片叫晶圆片,是半导体行业的原材料,割后叫硅片,通过对硅片进行光刻、离子注入等手段,可以制成各种半导体器件。

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发表于 07-04 10:31 ? 134次 阅读
PEX 9712 12通道,5端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
BCM56160 SERIES 企业以太网交换机
为满足与新WiFi接入点更快连接的需求,Hurricane3增加了对2.5GE前面板端口速度和增加堆叠带宽的支持,同时保持其在PHY集成方面的领先地位,CPU和收发器。    功能 与片上千兆PHY的最高集成度,CPU,10GE收发器 支持802.11ac第2波接入点的2.5千兆端口 具有10千兆以太网上行链路和堆叠端口,可扩展性  应用程序 企业局域网交换
发表于 07-04 10:29 ? 454次 阅读
BCM56160 SERIES 企业以太网交换机
PEX 9781 81通道,21端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
Broadcom通过其ExpressFabric计划和硬件与软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。   业界首创的ExpressFabric平台可实现高性能,低延迟,可扩展,基于Gen3 PCI Express的经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并使用标准PCIe枚举–使多个主机能够驻留在单个基于PCIe的网络上。以前PCIe设备上没有的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:19 ? 372次 阅读
PEX 9781 81通道,21端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
PEX 9716 16通道,5端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
Broadcom通过其ExpressFabric计划和硬件与软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。   业界首创的ExpressFabric平台可实现高性能,低延迟,可扩展,基于Gen3 PCI Express的经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并使用标准PCIe枚举–使多个主机能够驻留在单个基于PCIe的网络上。以前PCIe设备上没有的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 ? 128次 阅读
PEX 9716 16通道,5端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
PEX 9765 65通道,17端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
Broadcom通过ExpressFabric计划和硬件和软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。业界首款ExpressFabric平台可实现基于Gen3 PCI Express的高性能,低延迟,可扩展,经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并允许多个主机使用标准PCIe枚举驻留在单个基于PCIe的网络上 - 这是PCIe设备以前无法提供的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 ? 272次 阅读
PEX 9765 65通道,17端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
PEX 9749 49通道,13端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
Broadcom通过ExpressFabric计划和硬件和软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。业界首款ExpressFabric平台可实现基于Gen3 PCI Express的高性能,低延迟,可扩展,经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并允许多个主机使用标准PCIe枚举驻留在单个基于PCIe的网络上 - 这是PCIe设备以前无法提供的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 ? 187次 阅读
PEX 9749 49通道,13端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
PEX 9733 33通道,9端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
Broadcom通过其ExpressFabric计划和硬件与软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。   业界首创的ExpressFabric平台可实现高性能,低延迟,可扩展,基于Gen3 PCI Express的经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并使用标准PCIe枚举–使多个主机能够驻留在单个基于PCIe的网络上。以前PCIe设备上没有的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 ? 300次 阅读
PEX 9733 33通道,9端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
HARPOON 采用Xelerated城域以太网应用的24xGbE + 2x10-GbE交换机参考设计
Broadcom的Dune Networks Fabrics FAP20V流量管理器和Xelerated的X11网络处理器共同为高性能城域以太网交换机和支持IPv6的交换机提供了最强大,最具成本效益的解决方案之一/routers.  Harpoon是一种生产就绪设计,基于1U pizzabox格式的价格/性能领先商家设备,用于运营商环境。系统供应商可以选择两种方案:1)直接利用现有的制造和物流安排,并以最少的客户调整(通常是颜色,前面板图形和可能的表格内存大小)订购Harpoon,或者2)使用以下方式设置自己的生产Dune Networks和Xelerated提供完整的制造IP。 功能 专为批量生产而设计,并且系统供应商的产品组合尽可能缩短产品上市时间 完全访问制造IP,允许客户利用Xelerated和Dune Networks建立的现有EMS安排,或使用自己的制造 基于城域以太网的主要关键组件,Dune Networks FAP20V流量管理器和X11网络处理器确保线速性能和运营商级QOS处理 紧凑型1U高度X 390mm深度,适用于运营商环境,具有前后冷却,双冗余电力r和风扇冗余 包括经过验证的城域以太网应用及其用于控制??平面软件集成的API 应用 运营商和服务提供商服务器(交换机) 数据中心服务器(切换)...
发表于 07-04 10:18 ? 114次 阅读
HARPOON 采用Xelerated城域以太网应用的24xGbE + 2x10-GbE交换机参考设计
PEX 9797 97通道,25端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
Broadcom通过其ExpressFabric计划和硬件与软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。   业界首创的ExpressFabric平台可实现高性能,低延迟,可扩展,基于Gen3 PCI Express的经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并使用标准PCIe枚举–使多个主机能够驻留在单个基于PCIe的网络上。以前PCIe设备上没有的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:17 ? 463次 阅读
PEX 9797 97通道,25端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台
BCM52311 BCM52311异构知识处理器
BCM52311基于知识的处理器(KBP)可在大规模数据库上执行高速操作,适用于各种电信应用,包括企业交换机和路由器。它提供网络感知功能,并对路由配置进行实时修改和更新,使其成为数据包分类,策略实施和转发的理想选择。此系列KBP通过高性能解决下一代分类需求;并行决策和改进的条目存储功能。最多八个并行操作允许设备达到每秒十亿次决策(BDPS)的决策速度。嵌入式错误纠正电路(ECC)提高了系统的可测试性和运行可靠性。密钥处理单元(KPU)通过灵活的搜索密钥构建实现高效的界面传输。   此KBP无缝连接到Jericho  BCM88670,Arad Plus BCM88660  Arad  BCM88650。  功能 • KBP表宽度可配置80/160/320/480/640位•关联数据的用户数据数组•最多八次并行搜索  •同时多线程(SMT)操作• NetRoute for Longest Prefix  Match(LPM)• NetACL访问控制列表解决方案•用于智能数据库管理的逻辑表•结果缓冲区,用于灵活路由搜索结果• ECC用户数据和数据库阵列•背景ECC扫描数据库条目 应用程序 • IPv4和IPv6数据...
发表于 07-04 10:09 ? 484次 阅读
BCM52311 BCM52311异构知识处理器
BCM3255 单芯片前端DOCSIS?2.0+ IC高清机顶盒(STB)IC
具有集成通道绑定功能的Broadcom BCM3255机顶盒(STB)芯片结合了多个DOCSIS®通道一起显着提高数据速率。  Broadcom的BCM3255芯片支持高达120兆位/秒(Mb / s)的下行数据速率,支持下一代媒体中心一个全IP网络平台。迁移到基于IP的全部语音,视频和数据内容平台有助于降低网络运营成本,同时使网络能够支持快速高清视频下载,高比特率服务以及其他IP语音和视频服务。 />  功能 三个QAM带内解调器 OOB(带外)解调器,用于支持DSV 178和DVS 167 集成产生的物料清单(BOM)节省降低了整体机顶盒成本 北美和国际市场为全球部署提供单一设计  应用程序 IPTV 机顶盒 ...
发表于 07-04 10:02 ? 229次 阅读
BCM3255 单芯片前端DOCSIS?2.0+ IC高清机顶盒(STB)IC
ALM-31222 1.7 - 2.7GHz 1瓦高线性度放大器
Broadcom’ ALM-31222是一款高线性1瓦功率放大器,具有良好的OIP3性能,在1dB增益压缩点具有极佳的PAE,通过使用 博通&rsquo的;专有的0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺。特性 完全匹配,输入和输出 高线性度和P1dB 无条件稳定负载条件 内置可调温度补偿内部偏置电路 GaAs E-pHEMT技术[1] 5V电源 产品规格的均匀性非常好 提供卷带包装选项 MSL-3和无铅 基站应用的高MTTF 应用 用于GSM / PCS / W-CDMA / WiMAX基站的A类驱动放大器 通用增益模块...
发表于 07-04 09:57 ? 288次 阅读
ALM-31222 1.7  -  2.7GHz 1瓦高线性度放大器
ALM-32220 1.7 - 2.7GHz 2瓦高线性度放大器
Broadcom’ ALM-32220是一款高线性度2瓦功率放大器,具有良好的OIP3性能和极佳的PAE,1dB增益压缩点,通过使用Broadcom’专有的0.25um GaAs增强模式pHEMT工艺。特性 完全匹配,输入和输出 高线性度和P1dB 在负载条件下无条件稳定 内置可调温度补偿内部偏置电路 GaAs E-pHEMT技术[1] 5V电源 产品规格均匀性极佳 可提供卷带包装选项 MSL-3和无铅 基站应用的高MTTF 应用 用于GSM / PCS / W-的A类驱动放大器CDMA / WiMAX基站 通用增益块...
发表于 07-04 09:54 ? 339次 阅读
ALM-32220 1.7  -  2.7GHz 2瓦高线性度放大器
BCM3252 具有通道绑定的双通道前端DOCSIS?2.0+机顶盒(STB)IC
Broadcom® BCM3252 T IP视频流水线IC为高端机顶盒(STB)提供集成的前端解决方案。   Broadcom的BCM3252为交互式DOCSIS®提供解决方案; 2.0 +,DSG高清AVC机顶盒。 BCM3252包含一个集成的高性能处理器,用于解决DOCSIS 2.0 +,通道绑定重新排序以及TCP / IP,UPnP和IPv6等网络协议的任务。 BCM3252既是DOCSIS-也是EuroDOCSIS™认证。 功能 机顶盒产品的完整前端解决方案 双QAM带内解调器 用于支持DVS-178和DVS-167的带外(OOB)解调器 支持高达80 Mb / s的IP视频数据速率,允许将来转换为全IP网络 应用程序 机顶盒 IPTV  ...
发表于 07-04 09:52 ? 128次 阅读
BCM3252 具有通道绑定的双通道前端DOCSIS?2.0+机顶盒(STB)IC
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