半导体单晶和薄膜制造技术(1).ppt
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1、第四章 半导体单晶和薄膜制造技术,4.1 半导体单晶的制造,单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸(300毫米)及18英寸(450毫米)等。直径越大的圆片,所能刻制的集成电路越多,芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体生长方法的不同,分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材,外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在38英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域,广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品
2、。目前晶体直径可控制在36英寸。外延片主要用于集成电路领域。 由于成本和性能的原因,直拉法(CZ)单晶硅材料应用最广。在IC工业中所用的材料主要是CZ抛光片和外延片。存储器电路通常使用CZ抛光片,因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片,因其在IC制造中有更好的适用性并具有消除Latchup的能力。 单晶硅也称硅单晶,是电子信息材料中最基础性材料,属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域,当今全球超过2000亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及99%以上的集成电路用硅。,区熔法(FZ法),优缺点: 可以制备大分解压化合物半导体单晶 避免熔体挥发 质量大为提
3、高,4.2 半导体外延制造技术,半导体的外延根据向衬底输送原子的方式可分为三种:液相外延、气相外延和真空外延。MOCVD是一种典型的气相外延,而MBE又是一种典型的真空外延。由于MOCVD既可以生长组份突变的异质结,又可以生长组份渐变的异质结,因此到目前为止,在半导体外延领域,MOCVD技术仍然是外延技术的主流。另外降低反应室压力可以增加反应剂的流速,易于生长突变异质结。再有在低压下,反应剂的浓度可以控制得很低,因此外延生长的速率也可以控制得很低。正因MOCVD在低压下外延具有更多的优点,所以目前的MOCVD实际上都是低压MOCVD,即LP MOCVD。,常用外延材料及其工艺,砷化镓材料的制备
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