半導體中的材料硅片制作流程概述(編輯修改稿)
2025-03-16 08:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 和白光發(fā)光器件的主流材料。同時，人們還發(fā)現(xiàn)在 微波功率 放大領域，氮化鎵的輸出微波功率比砷化鎵和硅高出一個數(shù)量級以上。 21 半導體材料 的新探索 ? 隨著材料技術的不斷發(fā)展和成熟，新材料層出不窮。人們可以用三種或四種 元素 人工合成混晶半導體薄層單晶材料，調節(jié)這些元素的比例就可以得到所想要的 不同 禁帶寬度和不同晶格常數(shù)，稱此為 能帶工程 。 ? 金剛石 具有最大的禁帶寬度、最高的擊穿場強和最大的熱導率，被稱為最終 的半導體 。此外，極窄帶隙半導體材料，如 InAs（ eV）等，也被人們廣泛研究 。 ? 石墨 烯與碳納米管等半導體材料。 22 幾種常見半導體材料的主要特性 參數(shù) 23 更多半導體 ? 有機半導體 ? 非晶半導體 24 第三章 硅片（晶圓）制造流程 25 26 晶 圓 制備的四個步驟 A： 礦石到高純氣體的轉變 （ 石英砂冶煉制粗硅 ） B： 氣體到多晶的轉變 C： 多晶到單晶 ， 摻雜晶棒的轉變 （ 拉單晶 、 晶體生長 ） D： 晶棒到晶圓的制備 ?芯片制造的第一階段：材料準備 ?芯片制造的第二階段：晶體生長和晶圓制備 27 晶 圓制備 （ 1） 獲取多晶 ① 冶煉 SiO2 + C → Si + CO↑ 得到的是冶金級硅 ， 主要雜質： Fe、 Al、 C、 B、 P、 Cu要進一步提純 。 ② 酸洗 硅不溶于酸 ， 所以粗硅的初步提純是用 HCl、 H2SO 王水 ，HF等混酸泡洗至 Si含量 %以上 。 28 晶 圓制備 （ 1） 獲取多晶 ③ 精餾提純 ?將酸洗過的硅轉化為 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來還原 SiHCl3或 SiCl4得到半導體純度的多晶硅： 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 定義 : 把多晶塊轉變成一個大單晶 ， 給予正確的定向和適量的 N型或 P型摻雜 ， 叫做晶體生長 。 按制備時有無使用坩堝分為兩類： ? 有坩堝的：直拉法 、 磁控直 拉法液體掩蓋直拉法； ? 無坩堝的：懸浮區(qū)熔法 。 31 晶 圓制備 （ 2） 晶體生長 ① 直拉法 — Czochralski法 （ CZ法 ） 方法 在坩堝中放入多晶硅 ， 加熱使之熔融
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