半导体硅材料

colimae

半导体硅材料(semiconductor silicon)是最主要的元素半导体材料，包括硅多晶、硅单晶、硅片、硅外延片、非晶硅薄膜等，可直接或间接用于制备半导体器件。硅为周期表中Ⅳ族元素。在地壳中主要以二氧化硅和硅酸盐形式存在。丰度为27.7%，仅次于氧。硅的原子量为28.05，25℃下密度为2.329g/cm3，具有灰色金属光泽，较脆，硬度6.5Mohs，稍低于石英。熔点1410℃，在熔点时体积收缩率9.5%。常温下硅表面覆盖一层极薄氧化层，化学性质不活泼。
高温下与氧反应生成无定形二氧化硅层，在器件工艺中常用半作掩蔽层和隔离层。硅不溶于酸，但溶于HNO3。和HF的混合溶液中，常用这种溶液作腐蚀液。硅稍溶于加温的碱溶液中，还可采用等离子腐蚀技术来腐蚀硅。硅有结晶态和非晶。常温下硅单晶介电系数11.7，对光具有高的折射率(n=3.42)，反射损失较大，涂以适当减反射膜可大大提高透过率。硅中的杂质会引起光的吸收，氧和碳的吸收带在室温下分别位于1107和607cm-1处。