晶圓制造之硅的性質(zhì)

1 晶圓制造

1.1 硅的性質(zhì)

硅是元素周期表中原子序數(shù)為14的化學(xué)元素。硅是一種經(jīng)典的半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和電介質(zhì)之間。天然硅（來自拉丁語 silex/silicis：鵝卵石）

僅作為氧化物：二氧化硅（SiO2）以沙子、石英或硅酸鹽（化合物硅與氧、金屬等）。因此，硅是一種非常便宜的起始材料，其價值取決于進(jìn)一步加工。其他半導(dǎo)體如因?yàn)殒N或砷化鎵化合物半導(dǎo)體提供了比硅顯著改善的電氣特性：電荷載流子遷移率以及由此產(chǎn)生的開關(guān)速度在鍺和 GaAs 中顯著提高。然而，與其他半導(dǎo)體相比，硅具有顯著的優(yōu)勢。

在硅晶體上可以很容易地產(chǎn)生氧化層，得到的硅。二氧化碳是一種最高質(zhì)量的絕緣體，可以精確地在基板上制造。在鍺或砷化鎵上制造類似的絕緣體非常昂貴。

通過摻雜硅來改變電導(dǎo)率的可能性是另一個很大的優(yōu)勢。其他物質(zhì)部分毒性很大，含有這些元素的化合物不是像硅一樣耐用和穩(wěn)定。半導(dǎo)體中使用硅的要求制造是硅以單晶的超純形式存在。這個是指晶格中的硅原子排列規(guī)則，有材料中絕對沒有未定義的雜質(zhì)。

除單晶外，還有多晶硅（poly=many）和非晶硅（a-Si）。而單晶硅是微電子學(xué)的基礎(chǔ)，圓形晶圓，多晶硅適用于完成特定任務(wù)（例如掩膜、柵電極……）。多晶硅是由許多不規(guī)則排列的個體組成單晶，并且可以很容易地沉積和圖案化。非晶硅不具有規(guī)則但無序的晶格結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體制造中沒有任何作用，但非晶硅比其他形式具有優(yōu)勢

硅在薄膜太陽能電池制造中的應(yīng)用。

審核編輯：湯梓紅