硅片上课讲义.ppt

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1、硅片晶体结构晶体是一个固体，是在三维空间含有周期性重复的结构单元。这一个单元可以是一个原子（原始晶胞），也可以是一个大的分子集团。晶格晶体中的原子和分子被缩小到一个点，数学抽象的晶体。晶胞用晶格矢量形成的最小可能的平行六边体称为晶胞2常见的立方晶格简单立方（sc）面心立方（fcc）体心立方（bcc）简单立方是一个原始晶胞。a)每一个立方体的角结点处有一个原子b)每个原子有8个相邻晶胞3米勒指数a)用晶格矢量a1,a2,a3确定晶面的截距，并用晶格常数的单位a1,a2,a3来表示结果。b)取这组数字的倒数，(当截距为无穷大，则倒数为0）。在不能得到整数时，取三者的最小公分母相乘，把结果放在圆

2、括号内：(hkl)ZXY(100)ZXY(110)ZXY(111)4Conventions:–(hkl):singleplaneorsetofallparallelplanes.–(hkl):foraplanethatinterceptsthexaxisonthenegativesideoftheorigin.–{hkl}:forallplanesofequivalentsymmetry,suchas{100}for(100),(010),(001),(100),(010),and(001)incubicsymmetry.–[hkl]:forthedirectionperpendicula

3、rtothe(hkl)plane.–:forafullsetofequivalentdirections.5硅晶体：首先从一个面心立方开始，然后在每一个开始的结点处由两个原子代替（面心立方金刚石结构）一个原子原位，一个（1/4,1/4,1/4)四面体6立方结构六角形结构隧道效应7多晶和单晶结构PolycrystallinestructureMonocrystallinestructure82硅的来源硅是微电子及微系统技术领域使用的基本材料硅是一种灰色、易碎、四价的非金属化学元素。地壳成分中27.8%是硅元素构成的，其次是氧元素，硅是自然界中最丰富的元素。在石英、玛瑙、燧石和普通的

4、滩石中就可以发现硅元素。硅是建筑材料水泥、砖、和玻璃中的主要成分。如二氧化硅（SiO2）-----石英、水晶硅酸盐（SiO32-）------高岭石、黏土等所需要的是高纯度的单晶硅9硅的物理性质沸点(oC):2355密度(gm/cc):2.32-2.34水溶性:Insoluble熔点(oC):1410外观/气味:Darkbrownpowder;noodor单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅可以分为单晶体和多晶体。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。晶体硅还有一个重要的性质，就是它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。1

5、0常温下，硅的性质可归纳为三反应和三不反应：三反应：氟气(F2)氢氟酸(HF)强碱(NaOH)三不反应：氧气(O2)氯气(Cl2)硝酸(HNO3)硅的化学性质11在VLSI中，一万亿个硅原子仅允许含有少于一个的重金属元素。问题：1立方厘米的硅中有多少杂质？(密度2330kg/m3)12二氧化硅的结构SiOOSiOOSiOOSiOOSiOOSiOOSiOOSiOOSiOOSiO2的平面结构OOOOSiOOOOSiOOOOSiSiO2的立体结构13二氧化硅的性质二氧化碳（CO2）二氧化硅(SiO2)存在空气存在于岩石中，硅石、石英、水晶、硅藻土结构分子晶体，存在CO2分子。原子晶体，不存在Si

6、O2分子物理性质无色气体，熔、沸点低，微溶于水坚硬难熔的固体，不溶于水。与水反应CO2+H2O⇋H2CO3不反应与NaOH反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O与酸反应不反应只与HF反应与CaO反应CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO===CaSiO3高温14二氧化硅的性质二氧化碳（CO2）二氧化硅(SiO2)与盐反应CO2+Na2CO3+H2O==2NaHCO3CO2+Na2SiO3+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓SiO2+CaCO3===CaSiO3+CO2↑弱氧化性CO2+C===2COCO2+2Mg===C+2MgOS

7、iO2+2C===Si+2CO↑高温高温点燃高温讨论：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞（玻璃中有SiO2)?15水晶晶体与石英玻璃石英玻璃是用二氧化硅制造的特种工业技术玻璃，是一种非常优良的基础材料。石英玻璃具有一系列优良的物理，化学性能。1、耐高温。石英玻璃的软化点温度约1730度，可在1100度下长时间使用，短时间最高温度可达到1450度。2、耐腐蚀。除氢氟酸外，石英玻璃几乎不与其他酸类物质发生化学