微电子工艺__制造技术_复习 ..doc

1.1 硅单晶的化学性质 硅Si，密度为2.4 g/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+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+203 kJ (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↑+2H2O SiO2与强碱反应： SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O (1-7) SiO2+NaCO3＝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) 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(656.888 kJ/mol)。3Si+2N2 ＝Si3N4 CVD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） 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。 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＝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及碳酸等弱电解质。纯水中剩余含盐量一般应在1.0 mg/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