硅的材料性能
纯净的单晶硅具有灰色金属光泽 ,硬而脆,是典型金 刚石结构 的半导 体 ,经抛光后 表面光亮如镜 。硅的熔 点为 1420℃,常温下硅 的化学性 质稳定 ,升 温时,很容易同氧、氯等多种物质发生反应,高温下极活 泼 。硅 不溶 于盐 酸、硫 酸 、硝 酸及王水 ,但 易溶 于 HF—HNO。混合液,后者常用作为硅的腐蚀液 ;硅易与碱反应 ,可用来 显示晶体缺 陷 ;硅与金属作用 能便于实现机电器件的集成化。在室温下 ,单晶硅在外力 作用下很难产生 位错和滑移 。但 由于其抗拉应力远大于抗剪应力,因此 ,在切割、研磨和机械抛光等加工过程 中,硅材料由于承受剪切应力而易于产生破碎现象,从而影响成品率。 2 硅片直径及集成 电路的发展趋势按照美 国半导体 工业协 会 (SIA)提 出 的微 电子技 术发展构 图 ,到 2008年 ,将开 始使用直径为 450 mm 的硅 片 ,实现 特征线宽 0.07btm,硅 片表 面总厚度变化 (TTV)要求小于 0.2btm,硅 片表面局部平整 度 (SFQD)要求 为设 计线 宽的 z/3,硅 片表面粗糙度要求达到纳米和亚纳米级,芯片集成度达到 9000 万个晶体管/平方厘米等。目前 ,一个芯片上可集成几 亿个元 件 ,集成 电路 已进 入 ULSI阶段 ,ULSI电路集成度的迅速增长主要取决于以下 2个因素 :一是 完美 晶体生长 技术 已达 到极 高 的水 平 ;二是 制造设备 不断完善 ,加 工精度 、自动化程度和可靠 性的提高 已使器件尺寸进入深亚微米级领域。
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