シリコンウェーハの製造

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このページの目次
  1. この工程の要点
  2. 解説
  3. この工程の企業
  4. 関係する用語
  5. 前後の工程

この工程の要点

半導体の材料となる、シリコンの円盤(ウェーハ)を作る工程。

段階:材料

解説

シリコンウェーハの製造は、半導体の材料となる円盤状のシリコン基板を作る工程である。回路を形成する前工程よりも手前に位置する。ここで作られたシリコンウェーハが、成膜、露光、研磨などの工程へ渡される。

原料は、石英などに含まれるケイ素を精製した多結晶シリコンである。これを石英るつぼで溶かし、種結晶を融液に接触させてゆっくり引き上げる。すると、種結晶と同じ向きにそろった単結晶が育つ。この方法をチョクラルスキー法(CZ法)と呼ぶ。融液には、電気の通りやすさを決めるドーパント(微量の添加物)を加えて、導電型と抵抗を調整する。溶かす領域を局所に限って結晶を育てる浮遊帯溶融法(FZ法)もある。

育った棒状の塊が単結晶インゴットである。外周を研削して直径をそろえ、結晶の向きを示す切り欠きを付ける。続いて、ワイヤソーなどで薄い板に切り出す。切り出した板は、縁の面取り、ラッピング(両面を削って厚みと平らさをそろえる加工)、エッチングによる加工ひずみの除去を経る。

最後に、表面を鏡のようになるまで研磨する。仕上げにはCMP(化学機械研磨)が使われ、砥粒を含むスラリーと研磨パッドで磨く。その後、洗浄して粒子や金属汚染を除き、傷や汚れ、平坦度を検査する。用途によっては、表面に結晶の膜を成長させたエピタキシャルウェーハにする。この膜は、CVD(化学気相成長)の一種で形成される。

使う装置は、結晶引き上げ炉、研削盤、ワイヤソー、ラッピング盤、研磨機、洗浄装置、検査装置などである。材料は、多結晶シリコン、石英るつぼ、ドーパント、研磨用のスラリーなどである。

この工程の企業

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シリコンウェーハの製造の企業の一覧
企業名企業区分売上高(億円)半導体関連の比率(%)営業利益率(%)平均年間給与(万円)
SUMCO国内上場企業4,096.7100.00.3641
信越化学工業国内上場企業25,739.739.524.7899

定義と範囲

営業利益率は、全社の連結の数値です。半導体事業だけの数値ではありません。

平均年間給与は、提出会社の従業員の数値です。持株会社では、事業会社の水準を表しません。

会計基準の違いで、営業利益の定義が異なる場合があります。

証券コード・工程・掲載の状態も含めて、一覧のページで見る

関係する用語

  • パワー半導体:電力の変換や制御に使う半導体素子の総称。大きな電圧や電流を扱い、スイッチ動作で電力の形を変える。
  • シリコンウェーハ:高純度のシリコン単結晶を薄い円板状に切り出し、表面を鏡のように磨いた基板。半導体チップの回路を作り込む土台となる。
  • 単結晶インゴット:原子が規則正しく並んだ単結晶のシリコンを、円柱状に成長させた塊。シリコンウェーハの元になる素材。

前後の工程