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❒ 薄膜與基板
固體材料體積較大厚度很厚，本身具有機械強度，但是半導體產品一般體積都製作得很微小，厚度也很薄，本身沒有機械強度，因此必須「成長(Growth)」在有機械強度的固體材料表面才不會破裂。通常我們將厚度小於1μm(微米)的材料稱為「薄膜(Thin film)」，而用來支撐薄膜的固體材料則稱為「基板(Substrate)」，一般半導體所使用的基板就是我們常聽到的「晶圓(Wafer)」。請大家記得，不論多硬的東西，只要厚度很薄就必定是軟的，一碰就破，必須要有基板(晶圓)來支撐才行。

固體材料分為單晶材料、多晶材料、非晶材料三類製造技術，每類製造技術再分為固體材料、薄膜材料兩種，總共有六大類，如＜圖一＞所示。知識力www.ansforce.com。

圖一　固體材料的製造技術。

❒ 物理與化學氣相沉積
在基板(晶圓)上成長薄膜(Thin film)目前大多是使用氣相沉積，又可以分為「物理氣相沉積(PVD)」與「化學氣相沉積(CVD)」兩大類：
➤物理氣相沉積(PVD)：在基板(晶圓)表面成長薄膜的過稱中，如果沒有化學反應發生則稱為「物理氣相沉積(PVD：Physical Vapor Deposition)」
➤化學氣相沉積(CVD)：在基板(晶圓)表面成長薄膜的過稱中，如果有化學反應發生則稱為「化學氣相沉積(CVD：Chemical Vapor Deposition)」。
沒有化學反應通常指的就是將固體加熱變成液體，產生蒸氣壓變成氣體，這些都是原子排列的改變，與化學反應無關；有化學反應通常指的就是有產生化學鍵結的斷裂與重組。

❒ 單晶材料(Signal crystal)
➤單晶固體的製造：單晶固體就是一般我們常聽到的「晶圓(Wafer)」，目前商業上最常使用的單晶晶圓製造方法為「柴氏拉晶法(CZ法)」，此外，有少數材料屬於熔點較高的金屬氧化物，例如：藍寶石晶圓、鈮酸鋰晶圓，不容易使用柴氏拉晶法(CZ法)成長，因此使用「凱氏長晶法(KY法)」，或是較早的技術「浮融長晶法(FZ法)」。
➤單晶薄膜的製造：厚度小於1μm的材料稱為「薄膜(Thin film)」，科學家將單晶薄膜稱為「磊晶(Epitaxy)」，必須在非常嚴格的條件下才能成長出來，目前商業上最常使用的方法有「分子束磊晶(MBE)」與「有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)」。此外別忘了，薄膜本身沒有機械強度，因此必須成長在有機械強度的基板(晶圓)表面才行。

❒ 多晶材料(Poly crystal)
➤多晶固體的製造：多晶固體在不太嚴格的條件下就可以製作出來，不需要使用太特別的長晶設備，因此成本不高，比較屬於傳統重工業使用的技術，在這裡我們只介紹太陽能產業用來生產多晶矽薄片太陽電池常使用的「鑄錠法(Casting)」。知識力www.ansforce.com。
➤多晶薄膜的製造：多晶薄膜(厚度小於1μm)在不太嚴格的條件下就可以成長出來，目前在工業上最常使用的方法有加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍(Sputter)、電漿化學氣相沉積(PECVD)等四種，要記得薄膜本身沒有機械強度，因此必須成長在有機械強度的基板(Substrate)上，由於多晶薄膜本身原子排列得並不整齊，因此用什麼基板來成長都可以，不過多晶薄膜最常用來製作金屬導線，成長在積體電路(IC)或發光二極體(LED)的最後一層，所以通常還是會成長在矽晶圓或砷化鎵晶圓的最上面。

❒ 非晶材料(Amorphous)
➤非晶固體的製造：非晶固體在不太嚴格的條件下就可以製作出來，不需要使用太特別的長晶設備，因此成本不高，比較屬於傳統工業使用的技術，在這裡我們只介紹比較常見的「熱壓成形(Hot pressing)」與「射出成形(Injection molding)」。知識力www.ansforce.com。
➤非晶薄膜的製造：非晶薄膜在不太嚴格的條件下就可以成長出來，工業上最常使用的方法有高溫氧化、旋轉塗佈兩種，要記得薄膜本身沒有機械強度，因此必須成長在有機械強度的基板(Substrate)上。

【請注意】上述內容經過適當簡化以適合大眾閱讀，與產業現狀可能會有差異，若您是這個領域的專家想要提供意見，請自行聯絡作者；若有產業與技術問題請參與社群討論。
 

【延伸閱讀】其他詳細內容請參考「積體電路與微機電產業，全華圖書公司」。＜我要買書＞