半导体材料硅 超纯硅PDF电子书下载

目 录 1

前言 1

第一章半导体材料硅总论 1

一半导体材料硅的发展概况和发展趋向 1

（一）硅材料的发展概况 1

（二）硅材料生产要点与新动向 2

二半导体材料硅的重大应用 4

三器件对硅材料的要求 6

四超纯硅的性能 7

（一）优良特性 7

（二）半导体性质 8

六半导体材料分类 10

五硅材料的制备方法及工艺流程 10

（四）物理性质 10

（三）化学性质 10

第二章原料的制备 17

一原料的特性 17

二工业硅的制备与纯化 19

三四氯化硅的制备 20

（一）四氯化硅的制备方法 21

（二）直接氯化法制备四氯化硅 21

1．设备与工艺 21

2．工艺操作要点 21

3．反应原理与反应条件 22

4．工艺过程常见现象和具体问题讨论 23

四三氯氢硅的制备 24

（一）反应原理，反应条件 25

（二）设备与工艺实例 27

第三章原料的提纯 29

一原料提纯方法概述 29

二精馏法 30

（一）精馏塔的结构与实例 30

1．精馏塔的种类与要求 31

2．精馏塔的结构与实例 32

（二）精馏工艺操作要点与生产实践举例 39

1．精馏工艺操作要点 39

2．生产实践举例 40

（三）精馏法基本原理 41

1．精馏是怎样提纯物质的 41

2．四氯化硅与三氯氢硅精馏提纯 45

3．从筛板塔流体力学寻求最佳操作点 47

（四）工艺过程和生产操作具体问题讨论 48

1．精馏操作曲线 49

2．回流比与流量 50

3．操作的关键 50

4．冷凝器的分离效应 51

5．密闭精馏及补充气体 51

6．静电效应 52

7．精馏塔的清洗 52

8．“冷媒”中断怎么办？ 53

9．三氯氢硅的安全操作 53

10．精馏效果讨论 54

（五）精馏塔的改革 54

附录一络合物形成法 58

附录二固体吸附法 65

附录三部分水解吸附法 72

附录四萃取提纯法 73

第四章还原超纯硅 76

一还原超纯硅工艺概况 76

二氢还原法与设备 77

（一）超纯硅在还原炉中是怎样制得的 77

（二）还原炉的心脏——载体 78

（三）载体联桥和夹头 79

（四）进气喷口形状和气体流速 79

（五）炉壁与底盘的材料和温度 80

（六）炉内各部件及其相对位置和尺寸 80

三氢还原工艺操作要点 81

（一）还原设备的处理与安装 81

（三）正常还原沉积过程中要注意那些 83

（二）怎样开炉 83

（四）停炉 84

（五）生产实践举例 84

四 氢还原反应原理、反应条件、影响因素 86

（一）还原炉内化学反应是怎样进行的 86

（二）氢还原反应沉积温度 88

（三）反应混合气配比 88

（四）反应气体流量、流速和反应时间 90

（五）挥发器温度，反应气体与载体（硅捧）预热 91

五还原超纯硅生产工艺具体问题讨论 93

（一）对超纯硅质量与产量的探讨 93

1．“表面畸形”与“结构夹层” 93

2．“表面氧化”与“氧化夹层” 94

4．超纯硅纯度（电阻率）的影响因素 95

3．“硅油” 95

5．对炉产量、沉积速率和实收率的探讨 97

（二）对工艺操作具体问题的处理方法 97

1．突然断水怎么办？ 97

2．突然停电怎么办？ 98

3．突然断氢怎么办？ 98

4．爆炸起火怎么办？ 98

5．鼓泡中断怎么办？ 98

6．“倒压”怎样避免？ 99

（三）反应尾气的回收 99

（四）沉积速率、实收率与还原掺杂计算 100

（五）对设备改进的探讨 101

六氢气净化 101

（二）氢气净化方法与工艺 102

（一）工业氢的制备 102

（三）各类净化剂的净化原理、设备与操作 105

1．分子筛 105

2．硅胶 108

3．活性炭 108

4．各类干燥剂比较 108

5．活性铜 108

6．钯石棉 109

7．105催化剂 110

8．其它净化剂简介 110

9．硝酸银、浓硫酸、硫酸铜 111

10．钯合金管扩散室 111

附录五硅烷法制备超纯硅 114

附录六氢还原法（或热分解）直接生长单晶硅 121