晶圓si是什么材質(晶體si的主要用途)

博主:adminadmin 2023-03-08 12:18:01 條評論
摘要:今天給各位分享晶圓si是什么材質的知識,其中也會對晶體si的主要用途進行解釋,現在開始吧!Si可以制成半...

今天給各位分享晶圓si是什么材質的知識,其中也會對晶體si的主要用途進行解釋,現在開始吧!

Si可以制成半導體材料嗎?

當然可以,SI是半導體最常用的材料,我們常說的晶圓,就是SI材料。

晶圓si是什么材質(晶體si的主要用途)

晶圓是什么東西?

晶圓是生產集成電路所用的載體。

晶圓(英語:Wafer)是指硅半導體集成電路制作所用的硅芯片,是生產集成電路(integrated circuit,IC)所用的載體。而我們現實中比較常見到的硅晶片就要數電腦CPU和手機芯片。

在半導體行業,尤其是集成電路領域,晶圓的身影隨處可見。晶圓就是一塊薄薄的、圓形的高純硅晶片,而在這種高純硅晶片上可以加工制作出各種電路元件構,使之成為有特定電性功能的IC產品。

晶圓制造工藝:

表面清洗:晶圓表面附著大約2um的Al2O3和甘油混合液保護層,在制作前必須進行化學刻蝕和表面清洗。

初次氧化:由熱氧化法生成SiO2緩沖層,用來減小后續中Si3N4對晶圓的應力氧化技術。

熱CVD:此方法生產性高,梯狀敷層性佳(不管多凹凸不平,深孔中的表面亦產生反應,及氣體可到達表面而附著薄膜)等,故用途極廣。

以上內容參考:百度百科-晶圓

si半導體 是什么意思

就是硅基半導體,Si是化學元素硅,

硅基半導體是以硅材料為基礎發展起來的新型材料。包括絕緣層上的硅材料、鍺硅材料、多孔硅、微晶硅以及以硅為基底異質外延其他化合物半導體材料等。

能不能給一下這個材料具體一點的信息

砷化鎵(英文名稱為Gallium arsenide,化學式為GaAs)是鎵和砷兩種元素所合成的化合物。也是很重要的半導體材料,被用來制作像微波集成電路(例如單晶微波集成電路 MMIC)、紅外線發光二極管、雷射二極管和太陽電池等元件。

砷化鎵的優點

GaAs擁有一些比Si還要好的電子特性,如高的飽和電子速率及高的電子移動率,使得GaAs可以用在高于250 GHz的場合。如果等效的GaAs和Si元件同時都操作在高頻時,GaAs會擁有較少的噪聲。也因為GaAs有較高的崩潰電壓,所以GaAs比同樣的Si元件更適合操作在高功率的場合。因為這些特性,GaAs電路可以運用在移動電話、衛星通訊、微波點對點連線、雷達系統等地方。GaAs曾用來做成Gunn diode (中文翻做甘恩二極管或微波二極管) 以發射微波。

GaAs的的另一個優點:它是直接能隙的材料,所以可以用來發光。而Si是間接能隙的材料,只能發射非常微弱的光。(但是,最近的技術已經可以用Si做成LED和運用在雷射。)

因為GaAs的切換速度很快,所以GaAs被認為是電腦應用的理想材料。1980年代時,大家都認為微電子市場的主力將從Si換成GaAs。首先試著要去改變的有超級電腦的供應商Cray電腦公司、Convex電腦公司,Alliant電腦系統公司,這些公司都試著要搶下CMOS微處理器技術的領導地位。Cray公司最后終于在1990年代早期建造了一臺GaAs為基礎的機器,叫Cray-3。但這項成就還沒有被充分地運用,公司就在1995年破產了。

硅的優點

Si比GaAs好,有三個主要理由。第一,Si制程是大量生產且便宜的制程。且Si有較好的物理應力,所以可做成大尺寸的晶圓(現今,Si晶圓直徑約為300 mm,而GaAs晶圓最大直徑約只有150 mm)。在地球表面上有大量Si的原料:硅酸鹽礦。硅工業已發展到規模經濟(透過高的產能以降低單位產品的成本)的情形了,更降低了工業界使用GaAs的意愿。

第二個主要的優點是,Si很容易就會變成二氧化硅(在電子元件中,這是一種很好的絕緣體)。二氧化硅可以輕易地被整合到Si電路中,且二氧化硅和Si擁有很好的界面特性。反觀,GaAs不能產生一層穩定且附著在GaAs上的絕緣層。

第三,大概也是最重要的Si的優點,是Si擁有高很多的電洞移動率。在需要CMOS邏輯時,高的電洞率可以做成高速的P-通道場效應晶體管。如果需要快速的CMOS結構時,雖然GaAs的電子移動率快,但因為它的功率消耗高,所以使的GaAs電路無法被整合到Si邏輯電路中。

砷化鎵的異質結構

因為GaAs和AlAs的晶格常數幾乎是一樣的,所以可以利用分子束磊晶(molecular beam epitaxy, MBE)或有機金屬氣相磊晶 (metal-organic vapour phase epitaxy,MOVPE,也稱做有機金屬化學氣相沉積法),在GaAs上輕易地形成異質的結構,如成長砷化鋁(AlAs)或砷化鋁鎵(AlxGa1-xAs)合金。且因為成長出來的層應力很小,所以幾乎可以成長任意的厚度。

GaAs的另一個很重要的應用是高效率的太陽電池。1970年時,Zhores Alferov和他的團隊在蘇聯做出第一個GaAs異質結構的太陽電池。 用GaAs、Ge和InGaP三種材料做成的三接面太陽電池,有32%以上的效率,且可以操作在2,000 suns下的光。這種太陽電池曾運用在探測火星表面的機器人:精神號漫游者 (spirit rover) 和機會號漫游者 (opportunity rover)。而且很多太陽電池都是用GaAs來做電池陣列的。

利用Bridgeman技術可以制造出GaAs的單晶,因為GaAs的力學特性,所以用Czochralski法是很難運用在GaAs材料的。但,曾經有人有Czochralski法做出超高純度的GaAs當做半絕緣體。

安全

GaAs的毒性至今仍沒有被很完整的研究。因為它含有As,經研究指出,As是有毒的,As也是一種致癌物質。但,因為GaAs的晶體很穩定,所以如果身體吸收了少量的GaAs,其實是可以忽略的。當要做晶圓拋光制程(磨GaAs晶圓使表面微粒變小)時,表面的區域會和水起反應,釋放或分解出少許的As。就環境、健康和安全等方面來看GaAs(就像是三甲基鎵 trimethylgallium和As)時,及有機金屬前驅物的工業衛生監控研究,都最近指出以上的觀點。

想知道晶圓是什么東西?

晶圓是電路制作所用的硅晶片。由于其形狀為圓形,故稱為晶圓,在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結構,而成為有特定電性功能的集成電路產品,半導體集成電路最主要的原料是硅,因此對應的就是硅晶圓。

晶圓的工藝

初次氧化,由熱氧化法生成SiO2緩沖層,用來減小后續中Si3N4對晶圓的應力氧化技術,熱CVD,此方法生產性高,梯狀敷層性佳(不管多凹凸不平,深孔中的表面亦產生反應,及氣體可到達表面而附著薄膜)等,故用途極廣。

硅在自然界中以硅酸鹽或二氧化硅的形式廣泛存在于巖石、砂礫中,硅晶圓的制造可以歸納為三個基本步驟,硅提煉及提純、單晶硅生長、晶圓成型,制造工藝,表面清洗,晶圓表面附著大約2um的Al2O3和甘油混合液保護層,在制作前必須進行化學刻蝕和表面清洗。

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