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半导体长晶是什么

发布时间: 2021-03-07 05:35:07

1. 晶圆是什么

晶圆是微电子产业的抄行业术语之一。
高纯度的硅(纯度,99.99.....99,小数点后面9-11个9),一般被做成直径6英寸,8英寸或者12英寸的圆柱形棒。
集成电路生产企业把这些硅棒用激光切割成极薄的硅片(圆形),然后在上面用光学和化学蚀刻的方法把电路、电子元器件做上去,做好之后的每片硅片上有大量的一片片的半导体芯片(小规模电路或者三极管的话,每片上可以有3000-5000片),这些加工好的圆形硅片就是晶圆。
之后它们将被送到半导体封装工厂进行封装,之后的成品就是我们看到的塑封集成电路或者三极管了。

2. 什么是晶圆

漫谈晶圆

晶圆是制造IC的基本原料

硅是由沙子所精练出来的,晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%),接着是将这些纯硅制成长硅晶棒,成为制造积体电路的石英半导体的材料,经过照相制版,研磨,抛光,切片等程序,将多晶硅融解拉出单晶硅晶棒,然后切割成一片一片薄薄的晶圆。我们会听到几寸的晶圆厂,如果硅晶圆的直径越大,代表著这座晶圆厂有较好的技术。另外还有scaling技术可以将电晶体与导线的尺寸缩小,这两种方式都可以在一片晶圆上,制作出更多的硅晶粒,提高品质与降低成本。所以这代表6寸、8寸、12寸晶圆当中,12寸晶圆有较高的产能。当然,生产晶圆的过程当中,良品率是很重要的条件。

晶圆是指硅半导体积体电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的原始材料是硅,而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼,盐酸氯化,并经蒸馏后,制成了高纯度的多晶硅,其纯度高达0.99999999999。晶圆制造厂再将此多晶硅融解,再于融液内掺入一小粒的硅晶体晶种,然后将其慢慢拉出,以形成圆柱状的单晶硅晶棒,由于硅晶棒是由一颗小晶粒在熔融态的硅原料中逐渐生成,此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过研磨,抛光,切片后,即成为积体电路工厂的基本原料——硅晶圆片,这就是“晶圆”。

3. 长晶炉是做什么的 谁能告诉我长晶炉韩语怎么说或者英语叫什么

蓝宝石来(Sapphire),是一种氧化源铝(Al2O3)的单晶,光学穿透带很宽,从近紫外光(190nm)到中红外线都具
有很好的透光性。蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性,强度高、硬度大、耐腐蚀,可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作,因而被广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料。其独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能使蓝宝石晶体成为实际应用的半导体GaN/Al2O3发光二极管(LED),大规模集成电路SOI和SOS及超导纳米结构薄膜等最为理想的衬底材料。随着近年来LED TV、LED Monitor、LED NB、LED Phone及LED照明市场的持续高速增长,强劲推动了用于制作LED基材的蓝宝石市场的需求扩张。

4. 半导体材料的生长为什么要用衬底

一些复杂结构的半导体,正常情况下不好长成单晶,那是由于其没有很好专的附着点,也不能成核属,不能凭白提供成核动力啊.更不用说长晶了.

例如,冰雹的形成,有条件了,没有灰尘小颗粒不能凝结成核的,也不能形成冰雹. 雪花也类似.

所以长晶需要衬底,需要相应的晶格匹配,需要成核点.
需要衬底是必须的,但是关键是选择什么的衬底,那才是工艺重要环节之一.

5. 半导体晶体的概念,性质和特点是什么

半导体、绝缘体和导体由禁带宽度划分,即导带与价带之间的相对位置决定。

1 导体的导带和价带基本重合,禁带宽度为0,电子由价带进入导带基本无需额外能量,因此内部存在大量自由电子,具有低电阻率。

2 半导体导带和价带距离适中,即禁带宽度适中,因此价带中的电子在常见能量级别的激励下,例如光、热和电压,即可进入导带,导致半导体电阻率变化。

3 绝缘体与半导体类同,但禁带宽度很宽,需要大量能量才能导电,例如高于5000V的高压电,因此电阻率很高。光和热通常无法导致绝缘体导电,绝缘体一般耐热性不高,能导致电子跃迁到导带的温度下,大部分碳基绝缘体已经碳化,其余绝缘体已经熔化或气化。

6. 晶圆是什么

晶圆是制造IC的基本原料

硅是由沙子所精练出来的,晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%),接着是将这些纯硅制成长硅晶棒,成为制造积体电路的石英半导体的材料,经过照相制版,研磨,抛光,切片等程序,将多晶硅融解拉出单晶硅晶棒,然后切割成一片一片薄薄的晶圆。我们会听到几寸的晶圆厂,如果硅晶圆的直径越大,代表著这座晶圆厂有较好的技术。另外还有scaling技术可以将电晶体与导线的尺寸缩小,这两种方式都可以在一片晶圆上,制作出更多的硅晶粒,提高品质与降低成本。所以这代表6寸、8寸、12寸晶圆当中,12寸晶圆有较高的产能。当然,生产晶圆的过程当中,良品率是很重要的条件。

晶圆是指硅半导体积体电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的原始材料是硅,而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼,盐酸氯化,并经蒸馏后,制成了高纯度的多晶硅,其纯度高达0.99999999999。晶圆制造厂再将此多晶硅融解,再于融液内掺入一小粒的硅晶体晶种,然后将其慢慢拉出,以形成圆柱状的单晶硅晶棒,由于硅晶棒是由一颗小晶粒在熔融态的硅原料中逐渐生成,此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过研磨,抛光,切片后,即成为积体电路工厂的基本原料——硅晶圆片,这就是“晶圆”。

7. 半导体常见的晶体结构

一、导体
1、导体原子结构

铜是良导体,其原子结构见图1,第一层个电子,第二层8个电子,第三层18个电子,最外层只有一个电子。

图1:铜原子结构图

2、价带与核心

原子的最外层电子轨道称为价带轨道,他决定着原子的电特性,铜原子内部简化见图2,叫做核心。

图2:通原子的核心

3、自由电子

原子核心与价电子之间的吸引力很小,外力非常容易使这个电子脱离铜原子,这就是价电子经常称为自由电子的原子的原因,也是铜成为良导体的原因,外加微小的电压,自由电子就在电场的作用下形成定向移动,也就是形成电流。最好的导体是铜、银、金,他们都可以用图2的核心图表示。

二、半导体
最好的导体都有一个价电子,最好的绝缘体都有8个价电子,半导体介于导体和半导体之间,最好的半导体都有4个价电子。

1、锗半导体

早期半导体元器件使用的唯一原材料,但是锗半导体存着致命的缺陷,反向电流过大,后来硅半导体的实用化,大部分器件开始使用硅制造!锗应用的很少了。

2、硅半导体

硅是地球上除氧外含量最丰富的元素,早期硅的提纯技术制约了硅的应用,提纯技术突破后,硅成为半导体的首要材料,硅的原子结构和核心见图3和图4。

图3:硅原子结构图

图4:硅原子核心

三、硅晶体
硅原子结合成固体时,他们排列具有规律性,称为硅晶体。

1、共价键

硅晶体中的的共价键,见图5。

图5:硅晶体中的共价键

2、价带饱和

每个硅原子价带轨道中都有8个电子,8个电子的稳定结构使硅形成稳定的固体,没有人知道为什么原子的最外层轨道为什么都趋向于8个电子,如果一个元素最外层没有8个电子,那么这个元素就与其它元素结合共享电子,以使最外层达到8个电子。

3、空穴

在一定的温度下,硅晶体形成一个自由电子的同时会产生一个空穴,即空穴和电子成对出现。

图6:自由电子和空穴

4、复合与寿命

纯净的硅中,电子和空穴会结合,导致电子和空穴的消失,称为复合,一定条件下,产生的电子和空穴与复合的速度是平衡的,也就是电子和空穴的浓度保持一个稳定的水平。

四、本征半导体
本征半导体是指纯净半导体,如果晶体中每个原子都是硅原子就称为硅本征半导体。

1、自由电子的流动

假设本征半导体中只有一个空穴和电子,图7中电子在正极的吸引下,负极电场的排斥下,从右侧向左侧运动,形成电子的流动。

图7:

8. 什么是半导体的衬底

衬底是具有特定晶面和适当电学,光学和机械特性的用于生长外延层的洁净单晶薄片。

化工学衬底最常见的为氮化物衬底材料等。氮化物衬底材料的研究与开发增大字体复位宽带隙的GaN基半导体在短波长发光二极管、激光器和紫外探测器,以及高温微电子器件方面显示出广阔的应用前景;对环保,其还是很适合于环保的材料体系。

(8)半导体长晶是什么扩展阅读

半导体的分类:

(1)按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。

锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。

除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

(2)按照其制造技术可以分为:集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。

此外还有以应用领域、设计方法等进行分类,虽然不常用,但还是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。此外,还有按照其所处理的信号,可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。

参考资料来源:网络-半导体

参考资料来源:网络-外延衬底

参考资料来源:网络-衬底

9. 半导体中,晶锭 晶棒有什么区别

晶棒是指整个的单晶硅,因为单晶硅棒的制作是用直拉法 区熔法制作完成的,其成品均为棒状,故称为晶棒,也有将单晶硅称作晶锭的,但很少。大多数晶锭是指多晶硅块。

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