硅片制成的芯片是有名的神算子,有著驚人的運算能力。無論多么復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題、物理問題和工程問題,也無論計算的工作量有多大,工作人員只要通過計算機鍵盤把問題告訴它,并下達解題的思路和指令,計算機就能在極短的時間內(nèi)把答案告訴你。這樣,那些人工計算需要花費數(shù)年、數(shù)十年時間的問題,計算機可能只需要幾分鐘就可以解決。甚至有些人力無法計算出結(jié)果的問題,計算機也能很快告訴你答案。
半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中硅片須經(jīng)嚴(yán)格清洗。微量污染也會導(dǎo)致器件失效。清洗的目的在于清除表面污染雜質(zhì),包括有機物和無機物。這些雜質(zhì)有的以原子狀態(tài)或離子狀態(tài),有的以薄膜形式或顆粒形式存在于硅片表面。有機污染包括光刻膠、有機溶劑殘留物、合成蠟和人接觸器件、工具、器皿帶來的油脂或纖維。無機污染包括重金屬金、銅、鐵、鉻等,嚴(yán)重影響少數(shù)載流子壽命和表面電導(dǎo);堿金屬如鈉等,引起嚴(yán)重漏電;顆粒污染包括硅渣、塵埃、、微生物、有機膠體纖維等,會導(dǎo)致各種缺陷。清除污染的方法有物理清洗和化學(xué)清洗兩種。
多晶硅(polycrystalline silicon)有灰色金屬光澤,密度2.32~2.34g/cm3。熔點1410℃。沸點2355℃。溶于氫氟酸和硝酸的混酸中,不溶于水、硝酸和鹽酸。硬度介于鍺和石英之間,室溫下質(zhì)脆,切割時易碎裂。加熱至800℃以上即有延性,1300℃時顯出明顯變形。常溫下不活潑,高溫下與氧、氮、硫等反應(yīng)。高溫熔融狀態(tài)下,具有較大的化學(xué)活潑性,能與幾乎任何材料作用。具有半導(dǎo)體性質(zhì),是極為重要的優(yōu)良半導(dǎo)體材料,但微量的雜質(zhì)即可大大影響其導(dǎo)電性。電子工業(yè)中廣泛用于制造半導(dǎo)體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎(chǔ)材料。由干燥硅粉與干燥氯化氫氣體在一定條件下氯化,再經(jīng)冷凝、精餾、還原而得。
多晶硅生產(chǎn)過程中主要危險、有害物質(zhì)中氯氣、氫氣、三氯氫硅、氯化氫等主要危險特性有:
1)氫氣:與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會發(fā)生爆炸。氣體比空氣輕,在室內(nèi)使用和儲存時,漏氣上升滯留屋頂不易排出,遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應(yīng)。
2)氧氣:助燃物、可燃物燃燒爆炸的基本要素之一,能氧化大多數(shù)活性物質(zhì)。與易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。
3)氯:有刺激性氣味,能與許多化學(xué)品發(fā)生爆炸或生成爆炸性物質(zhì)。幾乎對金屬和非金屬都起腐蝕作用。屬高毒類。是一種強烈的刺激性氣體。
4)氯化氫:無水氯化氫無腐蝕性,但遇水時有強腐蝕性。能與一些活性金屬粉末發(fā)生反應(yīng),放出氫氣。遇氰化物能產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體。
5)三氯氫硅:遇明火強烈燃燒。受高熱分解產(chǎn)生有毒的氯化物氣體。與氧化劑發(fā)生反應(yīng),有燃燒危險。極易揮發(fā),在空氣中發(fā)煙,遇水或水蒸氣能產(chǎn)生熱和有毒的腐蝕性煙霧。燃燒(分解)產(chǎn)物:氯化氫、氧化硅。
6)四氯化硅:受熱或遇水分解放熱,放出有毒的腐蝕性煙氣。
7)氫氟酸:腐蝕性極強。遇H發(fā)泡劑立即燃燒。能與普通金屬發(fā)生反應(yīng),放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物。
8)硝酸:具有強氧化性。與易燃物(如苯)和有機物(如糖、纖維素等)接觸會發(fā)生劇烈反應(yīng),甚至引起燃燒。與堿金屬能發(fā)生劇烈反應(yīng)。具有強腐蝕性。
9)氮氣:若遇高熱,容器內(nèi)壓增大。有開裂和爆炸的危險。
10)氟化氫:腐蝕性極強。若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開裂和爆炸的危險。