硅屬于半導體材料，其自身的導電性并不是很好。然而，可以通過(guò)添加適當的摻雜劑來(lái)精確控制它的電阻率。制造半導體前，必須將硅轉換為晶圓片(wafer)。這要從硅錠的生長(cháng)開(kāi)始。單晶硅是原子以三維空間模式周期形成的固體，這種模式貫穿整個(gè)材料。多晶硅是很多具有不同晶向的小單晶體單獨形成的，不能用來(lái)做半導體電路。多晶硅必須融化成單晶體，才能加工成半導體應用中使用的晶圓片。加工硅晶片生成一個(gè)硅錠要花一周到一個(gè)月的時(shí)間，這取決于很多因素，包括大小、質(zhì)量和終端用戶(hù)要求。超過(guò)75%的單晶硅晶圓片都是通過(guò)Czochralski(CZ，也叫提拉法)方法生長(cháng)的。

硅錠生長(cháng)需要大塊的純凈多晶硅，將這些塊狀物連同少量的特殊III、V族元素放置在石英坩堝中，這稱(chēng)為摻雜。加入的摻雜劑使那些長(cháng)大的硅錠表現出所需要的電特性。最普通的摻雜劑是硼、磷、砷和銻。因使用的摻雜劑不同，會(huì )成為一個(gè)P型或N型的硅錠（P型/硼，N型/磷、銻、砷）。

然后將這些物質(zhì)加熱到硅的熔點(diǎn)——攝氏1420度之上。一旦多晶硅和摻雜劑混合物熔解，便將單晶硅種子放在熔解物的上面，只接觸表面。種子與要求的成品硅錠有相同的晶向。為了使摻雜均勻，子晶和用來(lái)熔化硅的坩堝要以相反的方向旋轉。一旦達到晶體生長(cháng)的條件，子晶就從熔化物中慢慢被提起。生長(cháng)過(guò)程開(kāi)始于快速提拉子晶，以便使生長(cháng)過(guò)程初期中子晶內的晶缺陷降到最少。然后降低拖拉速度，使晶體的直徑增大。當達到所要求的直徑時(shí)，生長(cháng)條件就穩定下來(lái)以保持該直徑。因為種子是慢慢浮出熔化物的，種子和熔化物間的表面張力在子晶表面上形成一層薄的硅膜，然后冷卻。冷卻時(shí)，已熔化硅中的原子會(huì )按照子晶的晶體結構自我定向。硅錠完全長(cháng)大時(shí)，它的初始直徑要比最終晶圓片要求的直徑大一點(diǎn)。

接下來(lái)硅錠被刻出一個(gè)小豁口或一個(gè)小平面，以顯示晶向。一旦通過(guò)檢查，就將硅錠切割成晶圓片。由于硅很硬，要用金剛石鋸來(lái)準確切割晶圓片，以得到比要求尺寸要厚一些的晶片。金剛石鋸也有助于減少對晶圓片的損傷、厚度不均、彎曲以及翹曲缺陷。

切割晶圓片后，開(kāi)始進(jìn)入研磨工藝。研磨晶圓片以減少正面和背面的鋸痕和表面損傷。同時(shí)打薄晶圓片并幫助釋放切割過(guò)程中積累的應力。

研磨后，進(jìn)入刻蝕和清洗工藝，使用氫氧化鈉、乙酸和硝酸的混合物以減輕磨片過(guò)程中產(chǎn)生的損傷和裂紋。關(guān)鍵的倒角工藝是要將晶圓片的邊緣磨圓，徹底消除將來(lái)電路制作過(guò)程中破損的可能性。倒角后，要按照最終用戶(hù)的要求，經(jīng)常需要對邊緣進(jìn)行拋光，提高整體清潔度以進(jìn)一步減少破損。拋光(化學(xué)機械拋光，Chemical Mechanical Polishing)　生產(chǎn)過(guò)程中最重要的工藝是拋光晶圓片，此工藝在超凈間中進(jìn)行。超凈間從一到一萬(wàn)分級，這些級數對應于每立方米空間中的顆粒數。這些顆粒在沒(méi)有控制的大氣環(huán)境下肉眼是不可見(jiàn)的。例如起居室或辦公室中顆粒的數目大致在每立方米五百萬(wàn)個(gè)。為了保持潔凈水平，生產(chǎn)工人必須穿能蓋住全身且不吸引和攜帶顆粒的潔凈服。在進(jìn)入超凈間前，工人必須進(jìn)入吸塵室內以吹走可能積聚的任何顆粒。硅晶片大多數生產(chǎn)型晶圓片都要經(jīng)過(guò)兩三次的拋光,拋光料是細漿或者拋光化合物。多數情況下，晶圓片僅僅是正面拋光，而300毫米的晶圓片需要雙面拋光。除雙面拋光以外，拋光將使晶圓片的一面象鏡面一樣。拋光面用來(lái)生產(chǎn)電路，這面必須沒(méi)有任何突起、微紋、劃痕和殘留損傷。

拋光過(guò)程分為兩個(gè)步驟，切削和最終拋光。這兩步都要用到拋光墊和拋光漿。切削過(guò)程是去除硅上薄薄的一層，以生產(chǎn)出表面沒(méi)有損傷的晶圓片。最終拋光并不去除任何物質(zhì)，只是從拋光表面去除切削過(guò)程中產(chǎn)生的微坑。拋光后，晶圓片要通過(guò)一系列清洗槽的清洗，這一過(guò)程是為去除表面顆粒、金屬劃痕和殘留物。之后，要經(jīng)常進(jìn)行背面擦洗以去除最小的顆粒。這些晶圓片經(jīng)過(guò)清洗后，將他們按照最終用戶(hù)的要求分類(lèi)，并在高強度燈光或激光掃描系統下檢查，以便發(fā)現不必要的顆?；蚱渌毕?。一旦通過(guò)一系列的嚴格檢測，最終的晶圓片即被包裝在片盒中并用膠帶密封。然后把它們放在真空封裝的塑料箱子里，外部再用防護緊密的箱子封裝，以確保離開(kāi)超凈間時(shí)沒(méi)有任何顆粒和濕氣進(jìn)入片盒。

半導體或芯片是由硅生產(chǎn)出來(lái)的。晶圓片上刻蝕出數以百萬(wàn)計的晶體管，這些晶體管比人的頭發(fā)要細小上百倍。半導體通過(guò)控制電流來(lái)管理數據，形成各種文字、數字、聲音、圖象和色彩。它們被廣泛用于集成電路，并間接被地球上的每個(gè)人使用。這些應用有些是日常應用，如計算機、電信和電視，還有的應用于先進(jìn)的微波傳送、激光轉換系統、醫療診斷和治療設備、防御系統和NASA航天飛機。