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- 不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求,包括单晶的切片、磨 片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导 体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。
所有的半导体材料都需要对原料进行提纯,要求的纯度在 6 个“9”以上 ,最高达 11 个“9”以上。提纯的方法分两大类,一类是不改变材料的化学组成进行提纯,称为 物理提纯; 另一类是把元素先变成化合物进行提纯, 再将提纯后的化合物还原成元素, 称为化学提纯。物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等,使用最多的是 区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等,使用最多的是精馏。 由于每一种方法都有一定的局限性,因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获 得合格的材料。
- 绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。成批量的 半导体单晶都是用熔体生长法制成的。直拉法应用最广,80%的硅单晶、大部分锗单 晶和锑化铟单晶是用此法生产的,其中硅单晶的最大直径已达 300 毫米。在熔体中 通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法,用此法已生产出高均匀性硅单晶。在坩埚熔体表 面加入液体覆盖剂称液封直拉法,用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大 的单晶。悬浮区熔法的熔体不与容器接触,用此法生长高纯硅单晶。水平区熔法用以 生产锗单晶。水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶,而垂直定向结晶法用于制备 碲化镉、砷化镓。用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、 磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。
- 硅在当前的应用相当广泛,他不仅是半导体集成电路,半导体器件和硅太阳能电池的基础材料,而且用半导体制作的电子器件和产品已经大范围的进入到人们的生活,人们的家用电器中所用到的电子器件80%以上与案件都离不开硅材料。锗是稀有元素,地壳中的含量较少,由于锗的特有性质,使得它的应用主要集中与制作各种二极管,三极管等。而以锗制作的其他钱江如探测器,也具有着许多的优点,广泛的应用于多个领域。有机半导体材料具有热激活电导率,如萘蒽,聚丙烯和聚二乙烯苯以及碱金属和蒽的络合物,有机半导体材料可分为有机物,聚合物和给体受体络合物三类。有机半导体芯片等产品的生产能力差,但是拥有加工处理方便,结实耐用,成本低廉,耐磨耐用等特性。