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硅元素,晶圆

2019年9月16日 / 4次阅读
数字电路

硅,原子序数14,原子量28.0855, 硅有晶态和无定形两种形式。晶态硅具有金刚石晶格,硬而脆,熔点1410°C,沸点2355°C,密度2.32~2.34克/厘米3,硬度为7。无定形硅是一种灰黑色粉末,实际是微晶体。

晶态硅的电导率不及金属,且随温度升高而增加,具有明显的半导体性质。硅在常温下不活泼,与空气、水和酸等没有明显作用;在加热下,能与卤素反应生成四卤化硅;650°C,时硅开始与氧完全反应;硅单质在高温下还能与碳、氮、硫等非金属单质反应;硅可间接生成一系列硅的氢化物;硅还能与钙、镁、铁等化合,生成金属硅化物。

超纯的单晶硅可作半导体材料。粗的单晶硅及其金属互化物组成的合金,常被用来增强铝、镁、铜等金属的强度。

高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素,形成n型和p型半导体结合在一起,就可做成太阳能电池,将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路(包括计算机内的芯片基板和CPU)都是用硅做的原材料。

晶圆(wafer):通过硅熔炼,得到纯度很高的电子级硅(EGS),平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子;这种电子级硅的外形是硅锭,将其切片,就成了晶圆:

晶圆(wafer)

晶圆(wafer)

后面的操作,都是在晶圆上进行,光刻,蚀刻等等等等,最终的产品就是芯片。

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