為什么用沙子可以當原材料來制備晶圓？
選擇沙子的主要原因是因為沙子的主要成分是SiO2，而半導(dǎo)體的原材料就是硅(Si)，所以直接從沙子里面提取。先是沙子(SiO2)與碳在高溫下(2000C)置換反應(yīng)，生成硅和CO2。此時的硅為冶金級別的(MGS: Metallic Grade Silicon)，也就是粗制的多晶硅。再經(jīng)過多晶硅提純，接下來用提純的TCS與H2在1100C下反應(yīng)，生成電子級別的(EGS: electric grade silicon)多晶硅和HCl，然后進行單晶硅的制作。
如何從硅錠到每一片硅片？
1. 切邊/切槽:wafer都有個Notch (6寸是平邊/flat)，這個是在ingot做好的時候就要切好的。必須沿著<110>向切，所以Wafer規(guī)格上規(guī)定Notch orientation為110 /-1deg。notch的深度以及平邊大小都是有SEMI M1規(guī)定的，6寸用的平邊一般有兩種47.5mm和57.5mm兩種，取決你的機臺。而8寸的wafer的notch都是統(tǒng)一的深度約1~1.25mm，角度~90deg，半徑0.9mm等。
2. 切割硅錠(ingot)成wafer：采用了線切割(一次可以切很多片)，刀子轉(zhuǎn)動但硅錠/ingot只平移不做轉(zhuǎn)動，因為內(nèi)凹的刀口接觸面積大，ingot不動的原因是怕刀口碰到notch。每片wafer的厚度由兩個刀片之間的距離決定，一般4寸為525mm，5寸是625mm，6寸為675mm，8寸為725mm，12寸為775mm。
3. 倒角(Edge rounding)：剛切好的wafer邊緣一定是尖銳的柱狀體，需要把它磨成圓的減少應(yīng)力。轉(zhuǎn)動wafer在一個固定的槽子里面磨就行，類似磨刀。
4. 拋光(Lapping)：因為剛剛切下來的wafer，表面一定有很多損傷，而且表面粗糙，所以這一步類似CMP功效用slurry去磨平，所以wafer有時候也叫polish wafer。
5. 濕法蝕刻(wet etch)：因為剛才的拋光還是機械的磨平，所以還是無法完全去除損傷，所以需要一步化學(xué)反應(yīng)去除表面缺陷。主要用4:1:3的HNO3 HF CH3COOH(醋酸)。硝酸氧化，HF吃SiO2。
6. 退火(Anneal)：怕有晶格損傷，所以退火可以去除晶格損傷，一般用Ar氣體，所以我們有時候看到我們的flow用Ar anneal的wafer。用Ar的原因是因為Ar是惰性氣體不反應(yīng)，不用H2的原因以前據(jù)說是會導(dǎo)致表面濃度發(fā)生變化。
到此硅晶圓就做完了。目前全球硅晶圓已集中在前五大供貨商手中，包括信越半導(dǎo)體、勝高、臺灣的環(huán)球晶、德國的Silitronic、南韓LG等，全球市占率達90%。
什么是wafer晶圓？
wafer晶圓由純硅（Si）構(gòu)成。一般分為6英寸、8英寸、12英寸規(guī)格不等。三星、東芝、西部數(shù)據(jù)、美光等采購硅晶圓制作成NAND Flash、DRAM晶圓，由于各家采用的納米技術(shù)不同，所以生產(chǎn)出來的NAND Flash芯片在性能、成本等方面也有所差別。
制作成NAND Flash晶圓后，將Wafer切割成一個一個的晶片，專業(yè)用語稱為Die，單顆Die的容量單位為Gbit，與芯片的單位Gbyte不同，因為1Byte=8 bit。
切割完成后，再經(jīng)過測試，三星、東芝、西部數(shù)據(jù)、美光等會將Flash Die分為合格和不合格，測試合格的Flash Die進行封裝，不合格的Downgrade Wafer是一些殘留的邊角料，原廠會做報廢處理，也有很多以藍膜Wafer的形式流到下游封裝廠進行加工、回收利用，被稱為黑片Ink Die，最后被一些小型廠商用于廉價的捆綁SD卡和U盤等產(chǎn)品中。
原廠將Good Die進行堆疊封裝成不同NAND Flash芯片，然后再與控制芯片封裝在一起，生產(chǎn)eMMC產(chǎn)品，eMCP則是將eMMC與LPDDR進行多芯片封裝，然后用于手機、平板、智能盒子等終端產(chǎn)品中。SSD則是在PCBA板上貼一片或數(shù)片NAND Flash芯片，以及控制芯片或DRAM芯片而成，目前主要用于電腦、服務(wù)器領(lǐng)域。
