微电子工艺 制造技术 复习

《微电子工艺 制造技术 复习》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1.1硅单晶的化学性质硅Si，密度为2.4g/cm3，熔点1420℃，沸点2360℃。硅分为单晶和多晶硅两种：单晶硅---〉集成电路等；多晶硅---〉太阳电池等。硅单晶和酸在通常条件下不起反应，只与(HF+HNO3)混合酸反应。在反应中。硝酸起氧化剂作用。而氢氟酸则起络合剂的作用。因此，(HF+HNO3)混合酸可以硅的腐蚀液。强碱能和单晶硅反应，生成硅酸盐并释放出氢气，如下式：Si+2KOH+H2O＝K2SiO3+2H2↑(1-2)Si+2NH4OH→(NH4)2SiO3+2H2↑(1-3)Si+Ca(OH)2

2、+NaOH＝Na2SiO3+CaO+2H2↑(1-5)在高温，气态氟化氢与硅进行反应：Si+4HF＝SiF4↑+2H2↑(1-4)(1)二氧化硅Si+O2＝SiO2+203kJ(1-6)无色透明固体，熔点达1713℃。石英(密度2.65g/cm3)：水晶。地壳(Qiao)二分子一以上是由二氧化硅组成。熔化的SiO2仅在2590℃时才沸腾。SiO2不溶于水，除HF外不和其它酸反应，SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2OSiO2与强碱反应：SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O(1-7)SiO2+NaCO3＝

3、Na2SiO3+CO2↑(1-8)(2)一氧化硅(升华温度1700℃)高温：SiO2+Si＝2SiO(1-9)(3)碳化硅(超硬材料)（又称金刚砂）2000℃：510.448J+SiO2+3C＝2CO+SiC(1-10)2500℃升华再结晶制成单晶碳化硅：金刚砂(不与酸反应，HF与HNO3混合酸除外)。碳化硅：金刚砂与碱反应：SiC+4NaOH+3O2＝Na2SiO3+Na2CO3+2H2O(4)氮化硅(超硬材料)ä将硅与氮加热至1300℃以上，能直接化合成氮化硅(Si3N4)，并释放出大量热(656.888k

4、J/mol)。3Si+2N2＝Si3N4äCVD法制备氮化硅薄膜，应用于IC制备中抗辐射:700-900℃：3SiH4+4NH3＝Si3N4+12H2(1-11)硅烷（SiH4）ä高纯硅的制备：一般首先由硅石(SiO2)制得工业硅(粗硅)，再制成高纯的多晶硅，最后拉制成半导体材料硅单晶。10问题1:中国单晶硅的发展历史情况简单介绍？在高纯硅制备方面;中国采用(1)三氯化氢硅还原法(2)硅烷热分解法(3)四氯化硅还原法。制取粗硅。硅石与焦炭混合制取粗硅：1800℃SiO2+3C＝SiC+2CO↑2SiC+SiO2

5、＝3Si+2CO↑粗硅总反应式：SiO2+2C＝Si+2CO↑1.3.1三氯化氢硅还原法SiHCl3三氯化氢硅的合成Si+3HCl＝SiHCl3+H2↑1.3.2硅烷热分解法硅烷（SiH4）是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。1.3.3四氯化硅还原法(1)工业粗硅氯化制备四氯化硅Si+2Cl2＝SiCl4(2)精馏提纯四氯化硅(3)纯四氯化硅的氢还原SiCl4+2H2＝Si+4HCl↑纯水江水、河水、湖水、海水以及

6、地下水等自然的水通称为天然水。一般水中的杂质按形态不同，分为三类：(1)悬浮物质(2)胶体物质(3)溶解物质2.1.1.1水的纯度水的纯度常以水中含盐量或水的电导率来衡量。水的纯度分为下列四种：(1)淡化水：(2)除盐水：(3)纯水：(4)高纯水在半导体生产中，各种产品对水的纯度要求不同，将水分为纯水与高纯水两种。纯水又称去离子水，即去掉阴离子、阳离子和有机物等杂质的水。将自来水等原水经沙滤器除去难溶于水的杂质，在经活性炭吸附除去有机物，最后经离子交换柱进行离子交换，即可除去水中的强电解质，同时可除去大部分硅酸

7、及碳酸等弱电解质。纯水中剩余含盐量一般应在1.0mg/L以下。通常半导体工艺清洗用的纯水，25℃时电阻率须在5M×Wcm以上。R=ρl/s其中的ρ就是电阻率，l为材料的长度，s为面积即水越纯导电能力越差10高纯水或超纯水：所悬浮颗粒直径在0.45mm以下、细菌数在0~10个/mL、25℃时电阻率在10M×Wcm以上的水。将纯水在惰性气体保护下经化学处理、蒸馏、膜滤及紫外照射杀菌等方法处理后，便可获得高纯水。目前制出的高纯水纯度已能达到99.99999%，水的电阻率已能达到18M×Wcm以上（不导电）。但水中依然

8、存在0.01mg/L的杂质离子。纯水可以充当与杂质产生化学反应的介质，即可以达到溶解去除杂质的目的。微电子行业中，清洗所用的各种有机溶剂和酸等也不是最纯的，它们对被清洗的硅片等物质也玷污。由于纯水的纯度是最高的，因此最后一道清洗工序是用纯水来完成的。一般来说温度越高，物质的溶解度越大，因此热水的清洗效果更好，必要时可用热纯水冲洗。冲洗次数越多，清洗的效果越好。2.2.3高质量的高纯水新