论半导体材料的实际应用

不同的半导体器件制备对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶片、研磨片、抛光片、薄膜等。不同形状的半导体材料需要不同的加工工艺。半导体材料体材料制备工艺包括纯化、单晶制备和薄膜外延生长。

每一种半导体材料都要对原料进行净化，所需纯度为6个“9”至多11个“9”以上。净化方法分为两类。一种是在不改变材料化学成分的情况下进行净化，称为物理净化；另一种是将元素转化为化合物进行净化，然后将净化后的化合物转化为元素，称为化学净化。物理净化方法包括真空蒸发、区域精制、拉晶净化等，常用的是区域精制。电解、络合、萃取、精馏等是化学提纯的主要方法。因为每一种方式都有一定的局限性，因此常使用几类提纯方式相结合的工艺流程以得到合格的材料。

绝大多数半导体器件是在单晶片或单晶片作为衬底的外延片上制造的。用熔体生长法制成批量半导体单晶。直拉法应用广泛，80%的硅单晶，大部分锗单晶和锑化锆单晶都是用这种方法生产的，其中硅单晶的大直径是300mm。在熔体中引入磁场的直拉法称为磁控拉晶法，这种方法已经产生了高均匀性硅单晶。在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂，称为液封直拉法，用于分解压大的单晶，如砷化镓、磷化镓、磷化铟等。高纯硅单晶采用该方法生长，不接触器皿。水准区熔法用于生产锗单晶。标准定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶，而竖向定向结晶法镓主要采用垂直定向结晶法。通过晶体定向、滚磨、作为参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检验、包装等全部或部分工序。