硅片制作在工藝上存在哪些挑戰(zhàn)

在米粒大的硅片上，已能集成16萬個(gè)晶體管，由于硅元素是地殼中儲(chǔ)量最豐富的元素之一，對(duì)太陽能電池這樣注定要進(jìn)入大規(guī)模市場（mass market）的產(chǎn)品而言，儲(chǔ)量的優(yōu)勢(shì)也是硅成為光伏主要材料的原因之一。

在硅片上制造微電路是成批地制造，在微小的面積上制出晶體管、電阻、電容而且按要求連成電路已屬不易，而在一定面積的硅片上制造出性能一致的芯片則更加困難。集成電路的生產(chǎn)，大多是從硅片制備開始的，硅片的制備需要專門的設(shè)備和嚴(yán)格的生產(chǎn)條件。

工藝挑戰(zhàn)：

1、切割線直徑：更細(xì)的切割線意味著更低的截口損失，也就是說同一個(gè)硅塊可以生產(chǎn)更多的硅片。然而，切割線更細(xì)更容易斷裂。

2、荷載：每次切割的總面積，等于硅片面積X每次切割的硅塊數(shù)量X每個(gè)硅塊所切割成的硅片數(shù)量 。

3、切割速度：切割臺(tái)通過切割線切割網(wǎng)的速度，這在很大程度上取決于切割線運(yùn)動(dòng)速度，馬達(dá)功率和切割線拉力。

4、易于維護(hù)性：線鋸在切割之間需要更換切割線和研磨漿，維護(hù)的速度越快，總體的生產(chǎn)力就越高。

半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中硅片須經(jīng)嚴(yán)格清洗。微量污染也會(huì)導(dǎo)致器件失效。清洗的目的在于清除表面污染雜質(zhì)，包括有機(jī)物和無機(jī)物。這些雜質(zhì)有的以原子狀態(tài)或離子狀態(tài)，有的以薄膜形式或顆粒形式存在于硅片表面。有機(jī)污染包括光刻膠、有機(jī)溶劑殘留物、合成蠟和人接觸器件、工具、器皿帶來的油脂或纖維。無機(jī)污染包括重金屬金、銅、鐵、鉻等，嚴(yán)重影響少數(shù)載流子壽命和表面電導(dǎo)；堿金屬如鈉等，引起嚴(yán)重漏電；顆粒污染包括硅渣、塵埃、細(xì)菌、微生物、有機(jī)膠體纖維等，會(huì)導(dǎo)致各種缺陷。清除污染的方法有物理清洗和化學(xué)清洗兩種。

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