半导体硅的制备流程如下：
多晶硅的制备：
(1) 将SiO2在电弧炉中进行还原与提纯
SiO2+C=CO2+Si (纯度为98%的工业硅)
（2）为了满足纯度要求，与无水HCl工业硅碎粉在一个流化床反应器中进行提纯，反应会生成拟溶解的SiHCl3
SI+HCl = SiHCl3+H2
(3)在步骤(2)中产生的气态混合物还需要进一步提纯，需要过滤硅粉，冷凝 SiHCI3和 SiCl4，而气态 H2、HCl返回到反应中或排放到大气中，然后分解冷凝物 SiHCI3 和 SiCl4，最后净化 SiHCI3(多级精馏)
(4)将SiHCI3 在H2中进行高温还原生成多晶硅
SiHCl3+H2 = Si(多晶硅，纯度为99.9999999%) + 3HCl
单晶硅的制备：
半导体硅片是从大块的半导体材料中切割出来的，这种半导体材料叫做晶棒或晶锭。晶体生长是把半导体级多晶硅块按一定的晶向转换成一块大的单晶硅锭，如图 1 所示。
图1多晶硅到单晶硅
硅锭的制备方式：
通常用三种方法进行晶体生长，分别为直拉法、液体掩盖直拉法和水平区熔法。（主要介绍直拉法）
绝大多数晶体的主流生产技术是直拉生长法。设备结构如图2所示，硅在石英坩埚中熔化，将籽晶浸入熔融体。籽晶是具有和所需晶体相同晶相的小晶体在实际使用中，籽晶是一片片以前生长的单晶，并且可以重复使用，如图 3 所示为设备实物图。
图2 直拉法设备结构图
图3 直拉法设备实物图
图4 直拉法晶体生长示意图
如图 4 所示，籽晶按照一定的速度上拉，籽晶和坩埚分别按相反的方向旋转。籽晶和熔融体之间的表面张力使一层熔融体附着在籽晶上，然后冷却，在冷却过程中，熔化的半导体材料就形成籽晶一样的晶体结构。拉单晶时，环境气氛通常为氩气。
硅片制造：
1.截断
截断是指用切割机截掉头尾，如图 5 所示。截断的目的是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分，将单晶硅棒分段成切片设备可以处理的长度。
图 5 截断
2.直径滚磨
由于晶圆制造过程有各种各样的晶圆固定器和自动设备，需要严格的直径控制以减少晶圆翘曲和破碎，而单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终抛光晶片所规定的直径规格大，因此需要通过外径滚磨获得较为精确的直径。
直径滚磨是在一个无中心的滚磨机上进行的机械操作。滚磨机上装有金刚砂轮经过滚动摩擦处理，就可以把直径不均匀的单晶硅变得均匀一致了。
3. 晶体定向
由于单晶具有各向异性的特点，必须按特定晶向进行切割，才能达到生产的要求，减少碎片，因此切割前要进行晶体定向。晶体定向是由X射线反射或平行反射来确定的。由于单晶体端面晶向的不同其反射的图形也不同，根据图形就可以确定晶体的晶向。
4.制作硅片定位边
(1)在自动化的硅片制造过程中起定位作用。
(2)标明硅片的晶向和导电类型，如P型或 N 型。一旦晶体在切割块上定好晶向，就沿着轴滚磨出一个参考面，如图6所示。这个参考面将会在每个晶圆上出现，叫做主参考面。
在许多晶体中，在边缘有第二个较小的参考面，称为次参考面，用来区别导电类型。主、次定位边的角度标示了硅片的类型，如图 7 所示。
图 6 主参考面
图 7 硅片的类型标志
5.切片
对于较小尺寸比如直径 200 mm 的晶棒，可采用带有金刚石切割边缘的内圆切割机进行切片。较大尺寸比如直径 300 mm 的晶棒，一般使用线锯切割，这样可以保证相对平整的表面和较少量的刀口损失。切片要求是:厚度达到要求:平整度好;无弯曲、缺损、裂缝等。
6.硅表面抛光
单晶硅经过切片和磨片之后，还需要抛光，形成光洁如镜面的硅片表面。化学机械抛光是必须经过的一道工序。化学机械抛光的原理是:在机械研磨硅片的同时发生化学腐蚀作用，将切片或磨片时形成的表面损伤层除去，使硅片表面光洁如镜。
化学机械抛光的方法主要有三种:铬离子抛光、铜离子抛光以及二氧化硅胶体抛光。
(1)铬离子化学机械抛光。铬离子抛光的原理是:三氧化二铬(Cr2O3)颗粒小、硬度大、棱角锋利，用它做机械研磨的微粒。研磨后产生的机械损伤层随时被氧化剂重铬酸氨电离出来的重铬酸根离子腐蚀掉。既能达到抛光效果，又使硅片表面的晶格较为完整。化学腐蚀作用和研磨作用同时连续进行。
铬离子抛光既有机械抛光的平整度好、无橘皮状腐蚀坑等优点，又有化学抛光结构损伤较小的优点，而且速度快，成本低，是一种多快好省的抛光方法。
(2)铜离子化学机械抛光。铜离子 Cu2+遇到硅原子就立即被还原为铜原子而硅原子则氧化成硅离子 Si4+，同时，硅离子和抛光液中氟离子生成溶于水的络合物(六氟硅酸铵)，在硅片上生成的铜不断地由抛光布擦去。抛光液的 pH值为 5.8，即在酸性条件下抛光，pH 值大于7时反应停止。
抛光液和硅片的反应速度很快，只要稍一停留，立刻便会腐蚀，因此取片时，不能在表面上留下抛光液，必须紧接着水抛，直至抛光液被全部冲去，再将片子取下。卸下硅片之后最好再用稀硝酸漂洗一次，可以防止硅片受到残余铜的污染。铜离子抛光的优点为:速度快，表面质量好。缺点是:工艺条件难控制，铜离子易在缺陷处沉积，影响器件质量的稳定性。
(3)二氧化硅胶体化学机械抛光。二氧化硅微粒分散在氢氧化钠的水溶液中形成二氧化硅胶体。二氧化硅胶体中的氢氧化钠对硅有腐蚀作用，可以与硅生成硅酸钠溶于水中。二氧化硅胶粒对硅片产生机械摩擦，可除去硅片表面的突起物或损伤层。
二氧化硅胶体抛光的优点包括
胶体的颗粒直径比磨料的颗粒直径小一个数量级，且硬度与硅相当，因此它比用磨料的机械抛光表面损伤更小，抛光出的硅片表面具有高度的镜面光洁。不受材料导电类型和电阻率的影响。
缺点是:抛光速度慢，碱液对设备有腐蚀作用
改进办法:硅片先经铬离子抛光去除研磨损伤层，再用二氧化硅胶体抛光去掉铬离子抛光的损伤层，最后用水抛直至碱性抛光液全部冲去。采取这些措施后，既提高了抛光速度，又提高了质量，从而可以使器件制作的成品率及优品率有明显的提高。