如何确认硅晶材料与硅晶片的检测纯度？

硅晶材料与硅晶片是半导体产业的基石

晶圆，是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，是制造半导体芯片的基本材料。晶圆的原始材料是硅，在地球表面存在大量硅酸盐或二氧化硅。硅晶圆的制造可以归纳为三个基本步骤：

1.硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。

2.晶圆制造厂在融液里种入籽晶，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”。

3.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”。

除了传统的硅晶材料与硅晶圆，近年来因应车用半导体发展，第三类半导体碳化硅材料与碳化晶圆需求日益增多，正在成为市场的焦点。

硅晶材料与硅晶片纯度的重要性

高纯度的芯片需要高纯度的多晶硅作为原料，其对原料纯度的要求要高达99.999999999%，即电子级硅。因此从开采的二氧化硅矿物中对硅的含量进行评估，到硅的多次提炼及提纯，最终是否能够达到电子级硅的水平，对材料的纯度与不纯物的掌控非常重要。

如硅晶棒与切段后的芯片，其表面其他微量杂元素的存在，会对硅芯片制成晶圆的良率产生非常大的影响。因此无论是检测二氧化硅的含量，还是检测电子级硅材料的纯度，又或者检测硅芯片表面的杂质，这些都需要依赖高端的检测技术来辅助判断材料是否能够达到电子级硅材料的水平。

而对其他杂原子含量的检测则必须要使用极低浓度的分析技术，因此能够分析出极低含量杂原子的实验室必须要使用最高端的分析设备与高纯度的试剂，具备高洁净等级的洁净室与高纯度的超纯水分析背景。

审核编辑：刘清