半導体ウェハ(Wafer)とは?シリコンウェハの製造と応用

半導体ウェハ(Wafer)は、ICチップの基盤となる重要な材料です。

特に、シリコン製のウェハは半導体製造において欠かせない要素となっています。

本記事では、ウェハの構造、製造プロセス、及びその市場動向について詳しく解説します。

ウェハの基本概念

1. ウェハとは

ウェハとは、半導体物質の結晶から作られた円形の薄い板であり、主にシリコン(ケイ素)から製造されます。

これをシリコンウェハ(Silicon Wafer)と呼び、半導体製造の基本的な材料とされています。

2. ウェハのサイズと厚さ

ウェハのサイズは直径50mmから300mmまでさまざまで、薄さは約0.5mmから1.0mmです。

300mmのシリコンウェハの場合、標準的な厚さは0.775mmと規定されています。

ウェハの製造プロセス

1. 原材料の加工

ウェハは、高純度の原材料であるシリコンを円柱状に加工したインゴット(Ingot)を薄くスライスすることによって製造されます。

このプロセスにより、均一な厚さのウェハが得られます。

2. 半導体製造工程

ウェハは一連の加工プロセスを経て、ICチップの微細な回路パターンが形成されます。

具体的には、以下のステップが行われます:

  • マスキング:特定の領域を保護するための膜を形成。
  • 露光:光を使って回路パターンをウェハに転写。
  • エッチング:不要な部分を削除し、所望の形状を作成。

一枚のウェハには、同じ回路パターンが規則正しく焼き付けられており、最終的にはこれをダイシング(切り出し)して矩形の半導体チップ(ダイ)を取り出します。

ウェハの市場動向

半導体ウェハ(Wafer)

1. ウェハ径の進化

1990年代初頭には200mm径のウェハが普及し、2000年代初頭には300mm径が一般化しました。

径が大きくなるほど、経済的に多くのチップを生産できますが、製造や加工の難易度も上昇します。

2. 日本企業の影響力

シリコンウェハ市場では、日本企業が強い影響力を持っています。

特に、信越化学工業とSUMCOが市場の過半を占めており、世界的に見ても競争力の高い企業とされています。

ウェハの語源と表記

ウェハという言葉は、洋菓子の薄い焼き菓子であるウエハース(Wafer)から来ています。

カナ表記は「ウェハ」「ウエハ」などが混在しており、一定していません。

英語の原音では「ウェイファー」に近いですが、菓子の表記が定着しているため、「ハ」の文字が使われています。

まとめ

半導体ウェハ(Wafer)は、ICチップの製造に欠かせない材料であり、特にシリコンウェハが重要です。

その製造プロセスや市場動向について理解することは、半導体業界の動きや新技術の開発に直結します。

日本企業が市場をリードする中で、今後の技術革新にも注目が集まります。

ウェハの基礎知識を深めることで、より高い専門性を身につけることができるでしょう。

 

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