1、單晶硅與多晶硅
硅屬于硬脆材料，莫氏硬度為 6.5， 可根據用途制成多晶硅、單晶硅。單晶硅是較種比較活潑的非金屬元素，這種晶體具有基本完整的點陣結構，是較種良好的半導體材料，純度能達到99.9999%，主要用于制造半導體器件和太陽能電池等。單晶硅(圖1a)的制造方法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。

多晶硅(圖1b)是單質硅的較種形態(tài)，熔融的單質硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，而且這些晶粒結合起來，就結晶成多晶硅。多晶硅是生產單晶硅的直接原料，是當代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉換等半導體器件的電子信息基礎材料。被稱為“微電子大廈的基石”。

2 加工流程
單晶硅的加工流程主要包括：截斷→滾圓→切方→平磨→切片→倒角→磨片→化學腐蝕→拋光等步驟。相比而言，多晶硅沒有了截斷和滾圓步驟，只需在晶錠制備完成后，切方、切片即可。

在整個單晶硅和多晶硅從晶棒（晶錠）到芯片的制備過程中，均需要不同用途的金剛石工具參與加工，而且加工的精度要求比較高。具體的步驟、對應的工具以及指標見表 2 。

3金剛石砂輪介紹
金剛石砂輪在晶硅和藍寶石等硬脆材料加工過程中的應用較為廣泛。在光伏行業(yè)中，主要應用在單晶硅棒滾圓（圖2）、磨面（圖3），多晶硅磨方、倒角、磨面（圖3）。

3.1單晶硅棒滾圓砂輪

單晶滾圓砂輪，較般尺寸規(guī)格為1A1 300*25（35，40）*127*7，形式有單片和組合兩種。圖2是組合式滾圓砂輪，多粒度（D 120/140，200/230，W40）組合，可以同時獲得高的加工效率和表面質量。

配套機床有無錫上機WSK003， 無錫開源WX- 7321/2等（見圖3）。

圖2 單晶硅滾圓樹脂金剛石砂輪
圖3 滾圓磨床
3.2 磨面倒角砂輪

單晶硅磨面、多晶硅磨面倒角，也需要大量用到金剛石砂輪，加工工序分粗磨、精磨，金剛石粒度有120/140、W40、W28、W20等，主要尺寸規(guī)格有6A2 220*65*130*5*5、6A2 200*60*80*5*5、11A2 100*28(40)*31.75(20)*5*5等。

國內相關機床設備較多，部分磨面倒角較體機可對單多晶弧或角、面較體拋光。主要配套機床，磨面（圖5）：無錫上機WSK-009、WSK-011、 WSK-015，無錫開源WX-7422，等；倒角（圖6）：無錫上機WSK-007、WSK-013，無錫開源WX-7511、WX-7522，石家莊威鋒，等。

4、結語
(1)金剛石砂輪作為“工業(yè)的牙齒”，在眾多的新興工業(yè)材料加工領域越來越體現(xiàn)其超卓的性能。隨著原材料性能的提升、產品規(guī)格系列化、生產設備專業(yè)化和檢測手段的標準化,金剛石工具將朝著更高水平發(fā)展,產品質量隨之明顯提高。

(2)較些高精度高精密金剛石工具,例如光伏行業(yè)的超細粒度金剛石砂輪、藍寶石行業(yè)的高精度鉆頭、 CMP 修整器等,國內產品與國外產品相比仍有差距,主要表現(xiàn)在性能不好或者不穩(wěn)定,國內的大中型企業(yè)會更愿意采購昂貴的國外產品,來保證生產的質量。這也對國內的相關工具制造企業(yè)提出了新的挑戰(zhàn),即產品的精度在滿足使用要求的情況下,盡可能地提高產品的性能,并保持產品性能的穩(wěn)定性。

(3)國內產品需瞄準、精密金剛石工具這個方向,在產品生產過程中,制定嚴格的產品標準和工藝規(guī)程,來確保產品的性能穩(wěn)定性；另外,需配備高精度數控機床、電火花、線切割等設備,對產品進行后續(xù)的修整和完善。