段輝高-2-半導(dǎo)體中的材料、硅片制作流程-wenkub
2023-03-29 23:56:25 本頁(yè)面
【正文】 價(jià)電子層，對(duì)原子的化學(xué)和物理性質(zhì)具有顯著的影響，只有一個(gè)價(jià)電子的原子很容易失去這個(gè)電子，有 7個(gè)價(jià)電子的原子容易得到一個(gè)電子，具有親和力。 圖 HCl的共價(jià)鍵 6 材料 分類(lèi) 能帶理論 7 導(dǎo)體 導(dǎo)體在原子的最外層通常有一些束縛松散的價(jià)電子，容易失去，金屬典型地具有這種價(jià)電子層結(jié)構(gòu)。 半導(dǎo)體制造中的絕緣體包括二氧化硅（ SiO2）、氮化硅（ Si3N4）和聚酰亞胺（一種塑料材料）。 9 周期表中半導(dǎo)體相關(guān)元素 周期 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 2 硼 B 碳 C 氮 N 3 鋁 Al 硅 Si 磷 P 硫 S 4 鋅 Zn 鎵 Ga 鍺 Ge 砷 As 硒 Se 5 鎘 Cd 銦 In 銻 Te 硅 硅是一種元素半導(dǎo)體材料，因?yàn)樗?4個(gè)價(jià)電子，與其他元素一起位于周期表中的 Ⅳ A族。 地殼中各元素的含量 硅作為電子材料的優(yōu)點(diǎn) ? 原料充分； ? 硅晶體表面易于生長(zhǎng)穩(wěn)定的氧化層，這對(duì)于保護(hù)硅表面器件或電路的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)很重要； ? 重量輕，密度只有 ； ? 熱學(xué)特性好，線(xiàn)熱膨脹系數(shù)小， 106/℃ ，熱導(dǎo)率高， +4 +4 +4 +4 共價(jià)鍵 有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。載流子：電子， 空穴。1947年第一只晶體管用的就是鍺。 19 化合物半導(dǎo)體 ——GaAs、 InP ? 砷化鎵 等材料的電子遷移率差不多是硅材料的 6倍。 ? 磷化 銦 器件的電子遷移率高達(dá) 10000 cm2/V﹒ s，比砷化鎵還高，所以其高頻 性能 更好，工作頻率更高，且有更低的噪聲和更高的增益。同時(shí)，人們還發(fā)現(xiàn)在 微波功率 放大領(lǐng)域，氮化鎵的輸出微波功率比砷化鎵和硅高出一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。此外，極窄帶隙半導(dǎo)體材料，如 InAs（ eV）等，也被人們廣泛研究 。 28 晶 圓制備 （ 1） 獲取多晶 ③ 精餾提純 ?將酸洗過(guò)的硅轉(zhuǎn)化為 SiHCl3或 SiCl4， Si + 3HCl （ g） → SiHCl3 ↑ + H2 ↑ Si + 2Cl2 → SiCl4 ↑ 好處： 常溫下 SiHCl3 與 SiCl4都是氣態(tài) ， SiHCl3的沸點(diǎn)僅為31℃ ?精餾獲得高純的 SiHCl3或 SiCl4 29 晶 圓制備 （ 1） 獲取多晶 ④ 還原 多用 H2來(lái)還原 SiHCl3或 SiCl4得到半導(dǎo)體純度的多晶硅： SiCl4 + 2H2 → Si + 4HCl SiHCl3 + H2 → Si + 3HCl 原因： 氫氣易于凈化 ， 且在 Si中溶解度極低 30 晶 圓 制備 （ 2） 單晶生長(zhǎng) 定義 : 把多晶塊轉(zhuǎn)變成一個(gè)大單晶 ， 給予正確的定向和適量的 N型或 P型摻雜 ， 叫做晶體生長(zhǎng) 。 32 ① 直拉法 Czochrals
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