金属硅
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为什么要用高纯硅粉制作半导体材料

为什么要用高纯硅粉制作半导体材料

为什么要用高纯硅粉制作半导体材料

早期的半导体材料是由锗制成的,因为当时硅的提纯技术还不够成熟。第一个集成电路是在锗上制造的。用高纯硅粉制作半导体材料大概有以下几个原因:地壳中硅的含量很高。根据我们目前对半导体硅的使用情况,如果还是用锗的话,地球上可能没剩下多少锗了(个人并没有具体计算)。

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硅和二氧化硅之间的界面。高纯硅粉的界面性能良好。与其他半导体材料对应氧化层的界面相比,硅与二氧化硅的界面是完美的。随着技术的发展,界面缺陷的控制越来越好。例如洁净室改造后,缺陷的影响一直很低。同时,在注入杂质时,二氧化硅可以作为屏蔽层,有效阻挡磷、硼等杂质。二是高纯硅粉是一种非常稳定的绝缘体材料(它的能隙大约是9ev,我不知道我是否记得正确),而二氧化锗不仅在高温下不稳定,而且还可以溶于水,而二氧化硅根本没有这样的问题;二氧化硅的大能隙会使其漏电流变小(当然,如果氧化层太薄,漏电流会增大)。

与锗相比,高纯硅粉具有更大的能隙,因此可以承受更高的工作温度和更大的杂质掺杂范围。硅材料的击穿电压也会更高。以前的半导体器件都是锗做的,技术成熟,开关响应速度更快。但是,这个东西需要烧太多钱。资本家选择了硅,于是很多科学家开始在硅上有所突破。当然,这和硅本身的很多优良性质有关,比如储量大,性能稳定。另一个优点是二氧化硅是天然绝缘体,热处理后可以直接用作中间层。

硅含量为99%(2N)、99.9%(3N)、99.99%(4N)、氧、碳、磷、硫和金属杂质含量极低的高纯硅粉,可以满足对杂质要求高的工业过程的需要,填补了国内高纯工业硅粉领域的空白。航空/汽车用铝合金、钛合金、铜合金、高性能氮化硅和碳...

在国际上,高纯度高纯硅粉材料的生产仍以美国、德国、日本和韩国为主。在政府政策的鼓励和大量的财政援助下,依靠自建电厂、优惠电价、财税补贴等政策支持,技术改造和产能扩张并重。


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