半导体phe是什么气体

半导体phe是什么气体,第1张

半导体是处于导体以及非导体之间的一种物质形态。PHE应该代表这类物质或者说是某种电子元器件上存在三个可以接通弱点产生效果的引脚吧!一般多为惰性气体,不会爆炸,也就是纯氮气,没有水份也没有氧更没有氢。

(1)

硅的主要来源是石英砂(二氧化硅),硅元素和氧元素通过共价键连接在一起。因此需要将氧元素从二氧化硅中分离出来,换句话说就是要将硅还原出来,采用的方法是将二氧化硅和碳元素(可以用煤、焦炭和木屑等)一起在电弧炉中加热至2100°C左右,这时碳就会将硅还原出来。化学反应方程式为:SiO2 (s) + 2C (s) = Si (s) + 2CO (g)(吸热)

(2)

上一步骤中得到的硅中仍有大约2%的杂质,称为冶金级硅,其纯度与半导体工业要求的相差甚远,因此还需要进一步提纯。方法则是在流化床反应器中混合冶金级硅和氯化氢气体,最后得到沸点仅有31°C的三氯化硅。化学反应方程式为:Si (s) + 3HCl (g) = SiHCl3 (g) + H2 (g)(放热)

(3)

随后将三氯化硅和氢气的混合物蒸馏后再和加热到1100°C的硅棒一起通过气相沉积反应炉中,从而除去氢气,同时析出固态的硅,击碎后便成为块状多晶硅。这样就可以得到纯度为99.9999999%的硅,换句话说,也就是平均十亿个硅原子中才有一个杂质原子。

(4)

进行到目前为止,半导体硅晶体对于芯片制造来说还是太小,因此需要把块状多晶硅放入坩埚内加热到1440°C以再次熔化 。为了防止硅在高温下被氧化,坩埚会被抽成真空并注入惰性气体氩气。之后用纯度99.7%的钨丝悬挂硅晶种探入熔融硅中,晶体成长时,以2~20转/分钟的转速及3~10毫米/分钟的速率缓慢从熔液中拉出:

探入晶体“种子”

长出了所谓的“肩部”

长出了所谓的“身体”

这样一段时间之后就会得到一根纯度极高的硅晶棒,理论上最大直径可达45厘米,最大长度为3米。

以上所简述的硅晶棒制造方法被称为切克劳斯法(Czochralski process,也称为柴氏长晶法),此种方法因成本较低而被广泛采用,除此之外,还有V-布里奇曼法(Vertikalern Bridgman process)和浮动区法(floating zone process)都可以用来制造单晶硅。

惰性气体包括氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和氡(Rn)。它们原本常被称为稀有气体,但后来发现,氩气(Ar)在地球大气层的含量占0.923%,胜过二氧化碳(0.03%);而氦气(He)在地球大气层的含量确实很少,但在宇宙中,它占有23%,仅次于氢(75%)。

宇宙中的氦由氢聚变产生的,存在于各恒星的表面。所以,它们又改称为惰性气体,表示它们化学性质很稳定。这些惰性气体虽然含量极少,但是其作用却很广,让我们来了解一下它们的神奇之处。这些惰性气体大都有这些共同作用:

广泛应用于航空航天和飞机制造业,从制造到飞行的整个过程。在焊接精密零件或镁、铝等活泼金属,制造半导体晶体管的过程中,以及机械加工原子能反应堆的核燃料钚,常用惰性气体作保护气。

惰性气体还可用于准分子激光器,这是因为,它们可形成短暂存在的电子激发态受激子。这些用于激光器的受激子可能是稀有气体二聚体(如Ar2、Kr2或Xe2)。准分子激光有诸多工业、医药和科学用途:集成电路制造过程中的显微光刻法和微制造必须用到准分子激光;激光手术,例如血管再成形术和眼部手术也需用到准分子激光。

这些气体在电压下通电会发不同的光,世界上第一盏霓虹灯就是填充氖气制成的。通电时,氦气发出淡红色光,氖灯发出红光,氩气发出蓝紫光,氪发出蓝绿色光,氙发出亮白色光。有了它们,我们夜晚的城市才被装点的如此绚烂多彩。


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