微電子芯片進(jìn)入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,使古老的醫(yī)學(xué)青春煥發(fā),為人類的醫(yī)療保健事業(yè)不斷創(chuàng)造輝煌。 微電子芯片的“魔力”還在于,它可以使盲人復(fù)明,聾人復(fù)聰,啞人說話和假肢能動(dòng),使全世界數(shù)以千萬計(jì)的殘疾者得到光明和希望。 微電子技術(shù)在航空航天、國(guó)防和工業(yè)自動(dòng)化中的無比威力更是眾所皆知的事實(shí)。在大型電子計(jì)算機(jī)的控制下,無人飛機(jī)可以自由地在藍(lán)天飛翔;人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)可以準(zhǔn)確升空、飛行、定位,并自動(dòng)向地面發(fā)回各種信息。在電子計(jì)算機(jī)的指揮下,火炮、導(dǎo)彈可以彈無虛發(fā),準(zhǔn)確擊中目標(biāo),甚至可以準(zhǔn)確擊中空中快速移動(dòng)目標(biāo),包括敵方正在飛行中的導(dǎo)彈。
硅單晶制備,需要實(shí)現(xiàn)從多晶到單晶的轉(zhuǎn)變,即原子由液相的隨機(jī)排列直接轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜿嚵?,由不?duì)稱結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)稱結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)變不是整體效應(yīng),而是通過固液界面的移動(dòng)逐漸完成的,為實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化過程,多晶硅就要經(jīng)過固態(tài)硅到熔融態(tài)硅,再到固態(tài)晶體硅的轉(zhuǎn)變,這就是從熔融硅中生長(zhǎng)單晶硅所要遵循的途徑。目前應(yīng)用廣泛的有兩種,坩堝直拉法和無坩堝懸浮區(qū)熔法,這兩種方法得到的單晶硅分別稱為CZ硅和FZ硅。
沒有摻雜雜質(zhì)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體,其中電子和空穴的濃度是相等的。而為了控制半導(dǎo)體的性質(zhì)需要人為的在半導(dǎo)體中或多或少的摻入某種特定雜質(zhì)的半導(dǎo)體,稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。當(dāng)雜質(zhì)為施主型雜質(zhì)(起施放電子作用)稱為N型半導(dǎo)體,當(dāng)雜質(zhì)為受主型雜質(zhì)(接受電子而產(chǎn)生空穴)稱為P型半導(dǎo)體。
由于外界條件的作用,價(jià)帶中的電子可躍遷到上面的空帶中去,價(jià)帶由滿帶變?yōu)椴粷M帶,空帶中有了電子稱為導(dǎo)帶。一種晶體的各個(gè)允許能帶有一定的寬度,能量高的能帶較寬,能量低的能帶較窄,每一個(gè)能帶里包含的能級(jí)數(shù)目等于晶體所包含的原胞數(shù)目。能帶理論成功地解釋了金屬、半導(dǎo)體和絕緣體之間的差別。