晶圓是指硅半導(dǎo)體積體電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓；在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能之IC產(chǎn)品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達(dá)0.99999999999。晶圓制造廠再將此多晶硅融解，再于融液內(nèi)摻入一小粒的硅晶體晶種，然后將其慢慢拉出，以形成圓柱狀的單晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一顆小晶粒在熔融態(tài)的硅原料中逐漸生成，此過(guò)程稱為“長(zhǎng)晶”。硅晶棒再經(jīng)過(guò)研磨，拋光，切片后，即成為積體電路工廠的基本原料——硅晶圓片，這就是“晶圓”。它是是最常用的半導(dǎo)體材料,按其直徑分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等規(guī)格,近來(lái)發(fā)展出12英寸甚至更大規(guī)格。晶圓越大,同一圓片上可生產(chǎn)的IC就多,可降低成本;但要求材料技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)更高。

電腦中最重要組成部分——各種芯片的核心是以晶圓制造的。硅被譽(yù)為“電之元素”，可見(jiàn)硅對(duì)電子工業(yè)的重要性。最典型的半導(dǎo)體單晶材料單晶硅“出身貧寒”，它們來(lái)自地球上隨地可見(jiàn)、其貌不揚(yáng)的砂子，首先要經(jīng)過(guò)還原制成高純度的單質(zhì)硅?？墒亲鳛榧呻娐凡牧希思兌雀咭酝?，還需要長(zhǎng)成均勻、完整、無(wú)缺陷的晶體。

目前普遍采用提拉法生長(zhǎng)硅晶體。在坩堝中裝滿硅并加熱使坩堝里的溫度保持在1685℃，這個(gè)溫度高出單質(zhì)硅的熔點(diǎn)100℃左右，所以坩堝里的單質(zhì)硅是處在熔融狀態(tài)。在坩堝上部有一個(gè)提拉桿，有機(jī)械裝置使提拉桿自由升降和旋轉(zhuǎn)。把一小顆單晶硅固定在提拉桿頂端浸入坩堝。這一顆硅晶體就像一顆“種子”引得周圍的硅原子在它周圍按順序排列，形成晶體。緩緩提拉并旋轉(zhuǎn)，晶體便逐步長(zhǎng)大，拔出來(lái)的部分都屬于同一塊單晶。大的單晶直徑達(dá)200毫米，比胳膊還粗。這樣一塊晶體內(nèi)部沒(méi)有界面、沒(méi)有缺陷，可以說(shuō)是人類所能制造最完美的單晶。為保證材料純度，避免非均勻形核，全部操作應(yīng)在真空或惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。為了防止晶體發(fā)生位錯(cuò)，傳統(tǒng)的單晶硅提拉法是在結(jié)晶生長(zhǎng)開(kāi)始時(shí)必須制作一條細(xì)頸，因而被稱為“縮頸法”。由于縮頸的強(qiáng)度問(wèn)題，提拉的單晶硅重量難以超過(guò)100公斤?？茖W(xué)家在種晶里添加相當(dāng)數(shù)量的硼后，大大增強(qiáng)了種晶強(qiáng)度，防止了晶體的位錯(cuò)，因此不再需要制作３毫米直徑的細(xì)頸。這種新方法將取代使用了30年的縮頸法，它不僅能夠制作大型的單晶硅，而且能夠縮短晶體生長(zhǎng)時(shí)間，提高成品率，為廉價(jià)生產(chǎn)超大規(guī)模集成電路所需要的大型單晶硅提供了可能性。

關(guān)于晶圓的生長(zhǎng)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將多晶硅放入爐內(nèi)石英坩堝中，抽真空或通入惰性氣體后進(jìn)行熔化。熔硅穩(wěn)定后即可拉制單晶，在液面上用一塊已經(jīng)確定內(nèi)部晶向的籽晶作為引導(dǎo)，通過(guò)控制坩堝液面高度，固液交界面的溫度和籽晶旋轉(zhuǎn)的速度，使硅從液體再次轉(zhuǎn)化為內(nèi)部晶向統(tǒng)一的固體，從而生長(zhǎng)出大直徑單晶硅。自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程和提拉速度都由計(jì)算機(jī)控制，保障了單晶硅的等徑生長(zhǎng)。