Виробництво кремнію

Сіо (Місто)2+ C → Сі + CO2

Si + 3HCl → SiHCl3+ H2

Реакція солянки в ФБР робить газоподібний продукт, який становить близько 90% трихлорозилану (SiHCl3). Решта 10% газу, виробленого на цьому кроці, в основному тетрахлорозілан, SiCl4, з деякими дихлоросілланом, SIH2Cl2. Ця газова суміш проходить через ряд дрібних дистиляцій, які очищують трихлоросілана і збирають і повторно використовують тетрахлоросіллан і дихлоросілане по продуктах. Цей процес очищення виробляє надзвичайно чистий трихлорозілан з основними долями в низьких частинах на мільярд діапазону. Очищений, твердий полікристальний кремній виробляється з високої чистоти трихлоросілану за допомогою методу, відомого як "Процес Сіменса". У цьому процесі трихлоросіллан розбавляється водень і подається хімічним реактором накидки пари. Там умови реакції регулюються так, щоб полікризалічний кремній покладався на електрично-з підігрівом кремнієвих стрижнів відповідно до зворотної реакції трихлоросілана:

(У 201 за 1993+ H2→ Сі + 3ХК

По-продуктів від реакції на відкладення (H2, HCl, SiHCl3, SiCl4і СІГ2Cl2) захоплюються і переробляються через процес виробництва трихлоросілу, як показано на малюнку 2. Хімія виробництва, очищення і кремнієвих процесів нанесення, пов'язаних з кремнієм напівпровідника, є більш складною, ніж цей простий опис. Є також ряд альтернативних хімії, які можуть бути, і використовуються для виробництва поліциліну.

Більш високу чистоту кремнію можна виробляти методом, відомим як Float Zone (FZ) переробки. У цьому методі полікристлін кремнієвий злитко монтується вертикально в камері росту, або під вакуумом або інертної атмосфери. Зиготи не контактують з жодним з камерних компонентів, за винятком навколишнього газу і насіннєвого кристала відомої орієнтації на його базі (Рис. 4). Злитко нагрівається за допомогою неконтактних радіочастотних (РЧ) котухи, які встановлюють зону розплавленого матеріалу в злитку, як правило, близько 2 см завтовшки. У процесі ФЗ стрижень рухається вертикально вниз, дозволяючи розплавленій зоні рухатися вгору по довжині злитки, штовхаючи долями попереду тану і залишаючи позаду високо очищений один кришталевий кремній. Вафлі кремнію FZ мають стійкість до 10000 ом-см.

Заключний етап у виробництві кремнію вафельний включає в себе хімічноТравленнявід будь-яких поверхневих шарів, які можуть накопичити пошкодження кристалів і забруднення під час пиляння, шліфування та плескання; Післяхімічне механічне полірування(CMP) для отримання дуже відбиваючої, подряпини і пошкодження вільної поверхні з одного боку вафельного. Хімічне травлення здійснюється за допомогою травного розчину гідрофторичної кислоти (HF), змішаної з нітричними і оцтовими кислотами, які можуть розчиняти кремнію. У CMP кремнієві скибочки монтується на носій і поміщаються в машину CMP, де вони проходять комбіноване хімічне і механічне полірування. Як правило, CMP використовує тверду поліуретановий поліуретановий поліруретановий полірухувальний майданчик в поєднанні з шламом дрібно розсіяного алюмінію або кремнезему абразивних частинок в лужному розчині. Готовий продукт процесу CMP - це кремнієвий вафельний вафельний, з який ми, як користувачі, знайомі. Вона має дуже відбиваючу, подряпину і пошкодження вільної поверхні з одного боку, з якого напівпровідникові пристрої можуть бути виготовлені.

У таблиці 1 міститься список елементарних і двійкових (двох елементів) з'єднаних напівпровідників разом з характером їх смуги розриву і його величини. Крім двійкових сполук напівпровідників, також відомі та використовуються в приладоприробці. Напівпровідники з'єднання включають такі матеріали, як алюмінієвий арсенід галію, AlGaAs, арсенід інію в інію, ІнГаас та алюмінієвий арсенід алюмінію, InAlAs. Також відомі та використовуються у сучасній мікроелектроніці.

Унікальна світлодіюча здатність з'єднаних напівпровідників обумовлена тим, що вони є прямим розривом смуги напівпровідників. У таблиці 1 позначається, що напівпровідники володіють цією властивістю. Довжина хвилі світла, що випромінюється пристроями, побудованими з прямого розриву смуги напівпровідників, залежить від енергії розриву смуги. За допомогою вміло інженерії смуги розрив структури композитних пристроїв, побудованих з різних сполук напівпровідників з прямими смугами, інженери змогли виробляти твердотільні світлові випромінювальні пристрої, які варіюються від лазерів, що використовуються в волоконно-оптичних комунікацій до високоефективних світлодіодних ламп. Детальне обговорення наслідків прямих і непрямих розривів групи в напівпровідникових матеріалах виходить за рамки цієї роботи.

Прості, двійкові сполуки напівпровідники можуть бути підготовлені оптом, а однокриштальні вафлі виробляються процесами, подібними до тих, що використовуються у виробництві кремнію. GaAs, InP та інші з'єднання напівпровідникові злитки можна вирощувати за допомогою методу Czochralski або Bridgman-Stockbarger з вафельними вафельами, підготовленими таким чином, як кремнію, подібно до виробництва кремнієвих вафель. Поверхневе кондиціонування з'єднаних напівпровідникових вафель , (тобто, що робить їх відбивними і плоскими) ускладнюється тим, що принаймні два елементи присутні, і ці елементи можуть реагувати з травниками і абразивами в різних модах.

Таблиця 1. Елементарні напівпровідники і двійкові сполуки напівпровідників.