什么是晶种,原理是什么?

什么是晶种,原理是什么?,第1张

结晶法中,通过加入不溶的添加物即晶种,形成晶核,加快或促进与之晶型或立体构型相同的对映异构体结晶的生长. 一、结晶之简介 1. 结晶是纯质从一均匀相中所析出之高纯度之固体。 2. 组成之基本单位为由其成份原子、分子或离子在三度空间排列 整齐所构成之晶格。 3. 结晶之发生必需有过饱和之存在。 4. 结晶产品之纯度,通常为99%以上;如再结晶,则纯度可?small>99.9%或 99.99%,甚至更高。 二、晶体种类 1. 金属晶体 金属晶体--由阳离子产生静电力,使带正电原子结合一起而和周围电子云结 合而成。 2. 离子晶体--由阴电性差异很大的阴阳离子结合。 3. 共价晶体--利用共用电子对形成。 4. 分子晶体--由凡得耳力结合。 5. 氢键晶体--由氢键结合而成。 6. 半导体--因杂有微量不纯物,结晶体有孔洞产生。 三、晶体形状 1. 三斜晶体:三结晶轴互相斜交。其长度均不同。 2. 单斜晶体:三结晶轴均不等长,其中两轴互相斜交,但皆垂直於第三轴。 3. 斜方晶体:三结晶轴均不等长,互相垂直。 4. 正方晶体:三结晶轴互相垂直,其中两轴等长,另一轴不等。 5. 三方晶体:等长三轴互相倾斜,且倾角相等。 6. 六方晶体:三轴等长,且相交成60度角。另一不等长的轴则与此平面垂直。 7. 等轴晶体:三轴相等,且相互垂直。 四、结晶习性 1. 结晶习性,俗称晶癖,指结晶成长过程中,各晶面相对的生长率。 2. 各晶面生长率随晶体本身之性质及外界之条件而变化。 3. 影响晶癖的主要因素 (1)溶剂种类 (2)不纯物的含量 (3)搅拌速度 (4) 溶液的PH值 (5) 溶液温度 五、结晶之赫夷定律 同一溶质所析出的晶体,其边长与面积的大小可能不同,然而各相 对 的夹角均相同;即析出之晶体均成几何相似,此为赫夷定律。 六、结晶之迈耶理论 1. 迈耶提出在溶解度曲线以上的过饱和区,再以过溶解度曲线分为不安 定区及准安定区。 2. 准安定区:只能成长晶体不能生成晶体,故需加入少数微小晶体,作 为晶种;如控制得当,可得较大之晶体。 3. 不安定区:会有大量微小晶体析出,分享了过饱和溶质的量,使晶体 无法长大,故成为微小的晶体。 七、结晶之方法—过饱和 1. 结晶之步骤: (1) 晶核之生成: 单位聚群晶胚晶核 (2) 晶体的生长:晶核结合了动力单位而形者。 2. 达成过饱和之方法 (1) 冷却法:溶质之溶解度变化很大时。 (2) 溶剂蒸发法:溶质之溶解度随温度变化很小时。 (3) 盐析法:在溶液中加入第三种物质,藉以急速降低溶质之溶解度。 (4) 绝热蒸发法:急速蒸发,可降低溶液温度,同时减少溶剂的量。 3. 影响结晶的因素: (1)晶种:在准安定区结晶,可获得大颗粒结晶。 (2)温度:温度不同,则溶液的饱和度不同。 (3)杂质:有杂质存在,则晶形不同。 (4) 搅拌:对於高黏度容液的结晶,搅拌,可以促进晶核成长。 八、晶体之纯度与母液 1. 晶体与溶液分离时可能含有母液。 2. 可用过滤或离心分离,或以新鲜溶剂洗涤。 九、结晶之管理与 *** 作 结晶之目的在於求得适当大小及形状之高纯度晶体。 应注意事项如下: 1. 以适当加热方式除去多余之晶核。 2. 避免快速冷却及过大之过饱和度,以防止大量晶核产生。 3. 保持均匀之过饱和。 4. 选用器壁平滑之结晶器。 5. 减少碰撞及摩擦,以避免产生新晶核。 结晶介绍 http://content.edu.tw/vocation/chemical_engineering/tp_ss/content-wa/wchm2/wpage2-5.htm参考资料: http://content.edu.tw/vocation/chemical_engineering/tp_ss/content-wa/wchm2/wpage2-5.htm

半导体、绝缘体和导体由禁带宽度划分,即导带与价带之间的相对位置决定。

1 导体的导带和价带基本重合,禁带宽度为0,电子由价带进入导带基本无需额外能量,因此内部存在大量自由电子,具有低电阻率。

2 半导体导带和价带距离适中,即禁带宽度适中,因此价带中的电子在常见能量级别的激励下,例如光、热和电压,即可进入导带,导致半导体电阻率变化。

3 绝缘体与半导体类同,但禁带宽度很宽,需要大量能量才能导电,例如高于5000V的高压电,因此电阻率很高。光和热通常无法导致绝缘体导电,绝缘体一般耐热性不高,能导致电子跃迁到导带的温度下,大部分碳基绝缘体已经碳化,其余绝缘体已经熔化或气化。

芯片制作完整过程包括芯片设计、晶片制作、封装制作、测试等几个环节,其中晶片制作过程尤为的复杂。首先是芯片设计,根据设计的需求,生成的“图样”

1、芯片的原料晶圆

晶圆的成分是硅,硅是由石英沙所精练出来的,晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%),接着是将这些纯硅制成硅晶棒,成为制造集成电路的石英半导体的材料,将其切片就是芯片制作具体所需要的晶圆。晶圆越薄,生产的成本越低,但对工艺就要求的越高。

2、晶圆涂膜

晶圆涂膜能抵抗氧化以及耐温能力,其材料为光阻的一种。

3、晶圆光刻显影、蚀刻

在晶圆(或衬底)表面涂上一层光刻胶并烘干。烘干后的晶圆被传送到光刻机里面。光线透过一个掩模把掩模上的图形投影在晶圆表面的光刻胶上,实现曝光,激发光化学反应。对曝光后的晶圆进行第二次烘烤,即所谓的曝光后烘烤,后烘烤是的光化学反应更充分。

最后,把显影液喷洒到晶圆表面的光刻胶上,对曝光图形显影。显影后,掩模上的图形就被存留在了光刻胶上。涂胶、烘烤和显影都是在匀胶显影机中完成的,曝光是在光刻机中完成的。匀胶显影机和光刻机一般都是联机作业的,晶圆通过机械手在各单元和机器之间传送。

整个曝光显影系统是封闭的,晶圆不直接暴露在周围环境中,以减少环境中有害成分对光刻胶和光化学反应的影响。

该过程使用了对紫外光敏感的化学物质,即遇紫外光则变软。通过控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蚀剂,使得其遇紫外光就会溶解。

这时可以用上第一份遮光物,使得紫外光直射的部分被溶解,这溶解部分接着可用溶剂将其冲走。这样剩下的部分就与遮光物的形状一样了,而这效果正是我们所要的。这样就得到我们所需要的二氧化硅层。

4、掺加杂质

将晶圆中植入离子,生成相应的P、N类半导体。具体工艺为从硅片上暴露的区域开始,放入化学离子混合液中。这一工艺将改变搀杂区的导电方式,使每个晶体管可以通、断、或携带数据。简单的芯片可以只用一层,但复杂的芯片通常有很多层,这时候将该流程不断的重复,不同层可通过开启窗口联接起来。

这一点类似多层PCB板的制作原理。 更为复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层,这时候通过重复光刻以及上面流程来实现,形成一个立体的结构。

5、晶圆测试

经过上面的几道工艺之后,晶圆上就形成了一个个格状的晶粒。通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测。一般每个芯片的拥有的晶粒数量是庞大的,组织一次针测试模式是非常复杂的过程,这要求了在生产的时候尽量是同等芯片规格构造的型号的大批量的生产。

数量越大相对成本就会越低,这也是为什么主流芯片器件造价低的一个因素。

6、封装

将制造完成晶圆固定,绑定引脚,按照需求去制作成各种不同的封装形式,这就是同种芯片内核可以有不同的封装形式的原因。比如:DIP、QFP、PLCC、QFN等等。这里主要是由用户的应用习惯、应用环境、市场形式等外围因素来决定的。

7、测试、包装

经过上述工艺流程以后,芯片制作就已经全部完成了,这一步骤是将芯片进行测试、剔除不良品,以及包装。

扩展资料

集成电路(IC)芯片在封装工序之后,必须要经过严格地检测才能保证产品的质量,芯片外观检测是一项必不可少的重要环节,它直接影响到IC产品的质量及后续生产环节的顺利进行。外观检测的方法有三种:

1、传统的手工检测方法,主要靠目测,手工分检,可靠性不高,检测效率较低,劳动强度大,检测缺陷有疏漏,无法适应大批量生产制造;

2、基于激光测量技术的检测方法,该方法对设备的硬件要求较高,成本相应较高,设备故障率高,维护较为困难;

3、基于机器视觉的检测方法,这种方法由于检测系统硬件易于集成和实现、检测速度快、检测精度高,而且使用维护较为简便,因此,在芯片外观检测领域的应用也越来越普遍,是IC芯片外观检测的一种发展趋势。

参考资料来源:百度百科-IC芯片

参考资料来源:百度百科-芯片


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