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本文檔的主要內(nèi)容詳細介紹的是半導體材料與集成電路基礎教程之單晶硅生長及硅片制備技術。
單晶硅基片（Silicon Wafer），之所以在諸多半導體元素如鍺（Germanium）或化合物半導體如砷化稼（GaAs）等材料中脫穎而出，成為超大規(guī)模集成電路（VLSI）元器件的基片材料，其原因在于，首先，硅是地球表面存量豐富的元素之一，而其本身的無毒性以及具有較寬的帶寬（Bandgap）是它在微電子基片中能夠獲得應用的主要原因。當然，對于高頻需求的元器件，硅材料則沒有如砷化稼般的具有高電子遷移率（Electron Mobility）而受到青睬，尤其是它無法提供光電元件（Optoelectronic Device）的基體材料。在此方面的應用由砷化稼等半導體材料所取代。其次，從生產(chǎn)技術上考慮，硅材料能以提拉法（柴氏法）大量生長大尺寸的硅單晶棒，它是目前最經(jīng)濟的、成熟的規(guī)模生產(chǎn)工藝技術。
多晶硅原料制備技術
制造硅晶片的原料仍然是硅，只是從一高純度（99．999999999％）的多晶硅（Polysilicon）轉換成具有一定雜質（Dopant）的結晶硅材料。硅材料是地球豐度較高的元素，它以硅砂的二氧化硅狀態(tài)存在于地球表面。從硅砂中融熔還原成低純度的硅，是制造高純度硅的第一步。將二氧化硅與焦碳（Coke）、煤（Coal）及木屑等混合，置于石墨電弧爐中于1500℃～2000℃加熱將氧化物分解還原成硅，可以獲得純度為98％的多晶硅。接下來將這種98％多晶硅純化為高純度多晶硅則需經(jīng)一系列化學過程將其逐步純化
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