규소[Silicon]

반도체적 성질을 가지고 있어 웨이퍼의 주재료가 되는 원소.

규소(silicon)는 원자번호 14번의 원소로, 금속과 비금속의 특성을 모두 갖는 준금속이다.

전기가 잘 흐르는 물질인 도체와 흐르지 않는 물질인 부도체의 중간 성질을 띠며

지각에서 산소 다음으로 풍부하게 존재하는 원소이다.

모래, 암석, 흙 등에서 산화물 또는 규산염으로 존재한다.

주로 모래에서 추출되는 규소는 반도체 원료로 쓰이기 위해 정제과정을 거친다.

규소를 뜨거운 열로 녹여 둥근 막대 모양의 규소봉으로 만드는데

이것이 바로 웨이퍼의 재료인 잉곳(ingot)이다.

이외에도 규소는 철, 구리 등의 합금의 원료로 사용되거나

실리콘(silicone)이라 불리는 유기 규소 화합물의 재료가 되는 등 다양한 용도로 활용된다.

잉곳[Ingot]

고온에서 녹인 실리콘으로 만든 실리콘 기둥.

대부분의 웨이퍼는 모래에서 추출한 규소, 즉 실리콘으로 만든다.

규소는 모래에 많이 들어있는 물질로서, 반도체 원료로 쓰이기 위해서는 정제과정이 필요하다.

그래서 초크랄스키법 같은 실리콘 결정 성장기술을 이용하는데

실리콘을 뜨거운 열로 녹여 고순도의 실리콘 용액으로 만들고

이것을 균일한 둥근 막대 모양의 단결정으로 식힌다.

여기서 성장된 단결정이 바로 '잉곳(ingot)'으로

이 것을 다이아몬드 톱을 이용해 균일한 두께로 절단하면 웨이퍼가 된다.