개요
반도체 소자의 핵심 원재료. DRAM, ASIC, TR, MOSFET, CMOS, PMOS, ROM 등 용도가 다양하다. 반도체 제조원가의 25% 가량을 차지한다. 원재료로는 1960년대까지는 Ge, GaAs 등을 사용했으나, 이후에는 실리콘을 사용한다. [1] 제작이 끝난 웨이퍼는 반도체 웨이퍼 가공 공정에 쓰인다.
실리콘 웨이퍼
Ge 웨이퍼보다 Energy band gap이 넓어 (1.2eV) 비교적 고온(200℃)에서도 소자가 동작할 수 있고, 표면에 산화물 절연막을 쉽게 형성시킬 수 있다는 장점이 있다. 그 외에도 독성이 없어 환경적으로 우수하고, 모래 형태로 매우 싸게 재료를 구할 수 있다는 장점이 있다.
직경에 따라 4인치, 12인치, 18인치(450mm) 등으로 구분된다. 2014년 LG실트론이 450mm 웨이퍼를 출하하기 시작했다. 웨이퍼의 대구경화는 중요한 과제다. 웨이퍼가 커지만 단순히 칩을 올릴 수 있는 갯수가 증가할 뿐만 아니라 작은 구경에 비해 큰 구경에서 버려지는 공간의 비율이 줄어들어 원가가 절감되기 때문이다. 하지만 대구경화를 실현하기 위해서는 새로운 팹 구축이 필요하므로 쉬운 문제는 아니다.
제조법은 CZ법과 FZ법의 두 개로 나뉜다. 대개의 웨이퍼는 CZ법으로 제작되고 있다. 다만, 높은 전압 - 높은 전력을 요구하는 고품질 반도체 제작에 FZ법이 제한적으로 이용되고 있다. [2]
CZ법
초크랄스키 법