最後更新:2026年10月8日晶圓製造・基板加工矽晶圓製造(長晶・切片・研磨)中國大陸:解理

劈裂(解理)是什麼

Cleavage

劈裂(解理)是晶體沿著特定晶面平整斷裂的性質,斷裂後出現的面稱為劈裂面。矽主要沿{111}面與{110}面斷裂,在製作截面觀察試片與晶圓切割時須加以考量。GaAs與InP可沿{110}面劈裂出原子等級的平整面,因此被用作半導體雷射共振腔的反射鏡(端面)。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

劈裂(Cleavage)是指晶體沿著特定晶面平整斷裂的性質,或指其斷裂方式,也稱為解理。晶體依原子排列方式,會有原子間鍵結較弱的面,或面與面之間鍵結數較少的面,施力時容易沿著這些面斷裂。如此出現的平整面稱為劈裂面。雲母可剝成薄片、岩鹽會碎成方塊,也都是劈裂的例子。

矽為鑽石結構,主要沿{111}面劈裂,也會沿{110}面斷裂。將一般的(100)面晶圓折斷時,會沿著定位平邊(orientation flat)或缺口(notch)的方向,形成與表面垂直的直線狀裂痕。這項性質被用於折斷晶圓或晶片以露出截面;在製作截面SEM觀察試片時,會在晶圓上劃出小刻痕使其劈裂,讓加工結構的截面平整露出。在晶圓切割中,像隱形切割(stealth dicing)這類在內部形成改質層再使其斷裂的方法,也會考量晶體容易斷裂的方向來決定條件。

化合物半導體GaAs與InP可沿{110}面非常漂亮地劈裂,得到原子等級平整、如鏡面般的面。在半導體雷射中,直接將此劈裂面作為反射光的共振腔鏡面(端面,facet),將晶圓劈裂成條狀以形成雷射端面。劈裂面的平整度與潔淨度會左右雷射的性能與壽命,因此劈裂後會在端面鍍上保護膜。反之,非預期的劈裂會造成晶圓破裂或晶片崩缺,因此在傳送與研磨時須注意晶體方位與應力的施加方式。

劈裂(解理)的常見問題

劈裂是什麼意思?
劈裂也稱為解理,是指晶體沿著原子鍵結較弱的特定晶面平整斷裂的性質,或指其斷裂方式。斷裂後出現的平整面稱為劈裂面(解理面)。
為什麼半導體雷射要利用劈裂?
因為GaAs或InP等材料可透過劈裂得到原子等級平整、如鏡面般的面,可直接將該面作為反射雷射光的共振腔鏡面。比起以研磨或蝕刻製作更加平整,在量產時也能簡單地形成端面。

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