本文檔的主要內(nèi)容詳細(xì)介紹的是半導(dǎo)體材料與集成電路基礎(chǔ)教程之單晶硅生長及硅片制備技術(shù)。

　　單晶硅基片（Silicon Wafer），之所以在諸多半導(dǎo)體元素如鍺（Germanium）或化合物半導(dǎo)體如砷化稼（GaAs）等材料中脫穎而出，成為超大規(guī)模集成電路（VLSI）元器件的基片材料，其原因在于，首先，硅是地球表面存量豐富的元素之一，而其本身的無毒性以及具有較寬的帶寬（Bandgap）是它在微電子基片中能夠獲得應(yīng)用的主要原因。當(dāng)然，對于高頻需求的元器件，硅材料則沒有如砷化稼般的具有高電子遷移率（Electron Mobility）而受到青睬，尤其是它無法提供光電元件（Optoelectronic Device）的基體材料。在此方面的應(yīng)用由砷化稼等半導(dǎo)體材料所取代。其次，從生產(chǎn)技術(shù)上考慮，硅材料能以提拉法（柴氏法）大量生長大尺寸的硅單晶棒，它是目前最經(jīng)濟(jì)的、成熟的規(guī)模生產(chǎn)工藝技術(shù)。

　　多晶硅原料制備技術(shù)

　　制造硅晶片的原料仍然是硅，只是從一高純度（99．999999999％）的多晶硅（Polysilicon）轉(zhuǎn)換成具有一定雜質(zhì)（Dopant）的結(jié)晶硅材料。硅材料是地球豐度較高的元素，它以硅砂的二氧化硅狀態(tài)存在于地球表面。從硅砂中融熔還原成低純度的硅，是制造高純度硅的第一步。將二氧化硅與焦碳（Coke）、煤（Coal）及木屑等混合，置于石墨電弧爐中于1500℃～2000℃加熱將氧化物分解還原成硅，可以獲得純度為98％的多晶硅。接下來將這種98％多晶硅純化為高純度多晶硅則需經(jīng)一系列化學(xué)過程將其逐步純化