引言：半导体行业的发展是非常迅速的，而且这方面的人才也很稀缺。尤其是在信息技术发展的今天，半导体产业对于整个社会而言都有着举足轻重的作用，那么半导体产业对社会的进步到底有着怎样的影响呢？
对通讯技术的作用其实人们经常使用的电脑很多时候都是一个简简单单的组装里面最重要的就是那个芯片芯片就相当于说是电脑的大脑，如果说没有芯片的话，电脑就像是一个简单的机器，是没有办法实现智能化 *** 作的。而芯片就是我们所说的集成电路必须要制作在半导体上面，半导体是最合适实现晶体管的材料，其实集成电路就可以看成是无限缩小的电路，人们在家庭生活中也可以看到很多电路的。但是这些电路体积都太大了，对于电脑这种高度集成化的机器来说是没有办法适应的，于是就通过半导体来搭载机体管材料，从而形成了集成电路，集成电路里面就可以形成各种各样的指令来让电脑完成各种各样的任务。所以说现代智能计算机的发展离不开集成电路的发展，也就离不开半导体的发展，半导体的制作工艺是集成电路以及计算机发展的重中之重，如果说没有掌握这项工艺的话，那就相当于自己没有办法制作出一个聪明的电脑。
对于材料科学的作用实际上半导体的发展也是经历了很多阶段的刚开始的半导体材料为元素半导体，这个时候半导体刚刚发现，而且主要是以硅材料为主的元素。半导体之后人们又制作了一个化合物半导体化合物，半导体的体积更小，而且效应更强。后来又发明了一个氮化物为主的半导体材料，这个半导体材料的材质是更好的，所以也体现了材料科学的发展。
（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。
欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）