硅是什么材料 硅是什么材料做的


硅是什么材料 硅是什么材料做的

文章插图
本篇文章给大家谈谈硅是什么材料,以及硅是什么材料做的对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站!
内容导航:
  • 硅料到底是什么?
  • 硅材料的性质是什么?
  • 请问"硅"是什么材料?
  • 硅材料的分类
  • 硅是什么材料
  • 硅的性质有哪些 硅的性质是什么
Q1:硅料到底是什么?
硅料是指硅材料,重要的半导体材料 。
化学元素符号Si,电子工业上使用的硅应具有高纯度和优良的电学和机械等性能 。硅是产量最大、应用最广的半导体材料,它的产量和用量标志着一个国家的电子工业水平 。
硅还是有前途的太阳电池材料之一 。用多晶硅制造太阳电池的技术已经成熟;无定形非晶硅膜的研究进展迅速;非晶硅太阳电池开始进入市场 。
化学成分
硅是元素半导体 。电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分别低于0.4ppb和0.1ppb 。拉制单晶时要掺入一定量的电活性杂质,以获得所要求的导电类型和电阻率 。重金属铜、金、铁等和非金属碳都是极有害的杂质,它们的存在会使PN结性能变坏 。
硅中碳含量较高,低于1ppm者可认为是低碳单晶 。碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著 。硅中氧含量甚高 。氧的存在有益也有害 。直拉硅单晶氧含量在5~40ppm范围内;区熔硅单晶氧含量可低于1ppm 。
以上内容参考:百度百科—硅材料

Q2:硅材料的性质是什么?
在研究和生产中,硅材料与硅器件相互促进 。在第二次世界大战中,开始用硅制作雷达的高频晶体检波器 。所用的硅纯度很低又非单晶体 。1950年制出第一只硅晶体管,提高了人们制备优质硅单晶的兴趣 。1952年用直拉法(CZ)培育硅单晶成功 。1953年又研究出无坩埚区域熔化法(FZ),既可进行物理提纯又能拉制单晶 。1955年开始采用锌还原四氯化硅法生产纯硅,但不能满足制造晶体管的要求 。
1956年研究成功氢还原三氯氢硅法 。对硅中微量杂质又经过一段时间的探索后,氢还原三氯氢硅法成为一种主要的方法 。到1960年,用这种方法进行工业生产已具规模 。硅整流器与硅闸流管的问世促使硅材料的生产一跃而居半导体材料的首位 。60年代硅外延生长单晶技术和硅平面工艺的出现,不但使硅晶体管制造技术趋于成熟,而且促使集成电路迅速发展 。80年代初全世界多晶硅产量已达2500吨 。硅还是有前途的太阳电池材料之一 。用多晶硅制造太阳电池的技术已经成熟;无定形非晶硅膜的研究进展迅速;非晶硅太阳电池开始进入市场 。
化学成分
硅是元素半导体 。电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分别低于0.4ppb和0.1ppb 。拉制单晶时要掺入一定量的电活性杂质,以获得所要求的导电类型和电阻率 。重金属铜、金、铁等和非金属碳都是极有害的杂质,它们的存在会使PN结性能变坏 。硅中碳含量较高,低于1ppm者可认为是低碳单晶 。碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著 。硅中氧含量甚高 。氧的存在有益也有害 。直拉硅单晶氧含量在5~40ppm范围内;区熔硅单晶氧含量可低于1ppm 。
硅的性质
硅具有优良的半导体电学性质 。禁带宽度适中,为1.12电子伏 。载流子迁移率较高,电子迁移率为1350厘米2/伏·秒,空穴迁移率为480厘米2/伏·秒 。本征电阻率在室温(300K)下高达2.3×105欧·厘米,掺杂后电阻率可控制在104~10-4 欧·厘米的宽广范围内,能满足制造各种器件的需要 。硅单晶的非平衡少数载流子寿命较长,在几十微秒至1毫秒之间 。
热导率较大 。化学性质稳定,又易于形成稳定的热氧化膜 。在平面型硅器件制造中可以用氧化膜实现PN结表面钝化和保护,还可以形成金属-氧化物-半导体结构,制造MOS场效应晶体管和集成电路 。上述性质使PN结具有良好特性,使硅器件具有耐高压、反向漏电流小、效率高、使用寿命长、可靠性好、热传导好,并能在200高温下运行等优点 。


Q3:请问"硅"是什么材料?
硅guī(台湾、香港称矽xī)是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽 。原子序数14,相对原子质量28.09,有无定形和晶体两种同素异形体,同素异形体有无定形硅和结晶硅 。属于元素周期表上IVA族的类金属元素 。晶体结构:晶胞为面心立方晶胞 。晶体硅为钢灰色,无定形硅为黑色,密度2.4克/立方厘米,熔点1420℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体,硬而有光泽,有半导体性质 。硅的化学性质比较活泼,在高温下能与氧气等多种元素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液,用于造制合金如硅铁、硅钢等,单晶硅是一种重要的半导体材料,用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等 。硅在自然界分布极广,地壳中约含27.6%, 结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体 。化学性质非常稳定 。在常温下,除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应 。硅的用途:①高纯的单晶硅是重要的半导体材料 。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素,形成n型和p型半导体结合在一起,就可做成太阳能电池,将辐射能转变为电能 。在开发能源方面是一种很有前途的材料 。另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路(包括我们计算机内的芯片和CPU)都是用硅做的原材料 。②金属陶瓷、宇宙航行的重要材料 。将陶瓷和金属混合烧结,制成金属陶瓷复合材料,它耐高温,富韧性,可以切割,既继承了金属和陶瓷的各自的优点,又弥补了两者的先天缺陷 。可应用于军事武器的制造第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时摩擦产生的高温,全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳 。③光导纤维通信,最新的现代通信手段 。用纯二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纤维,激光在玻璃纤维的通路里,无数次的全反射向前传输,代替了笨重的电缆 。光纤通信容量高,一根头发丝那么细的玻璃纤维,可以同时传输256路电话,它还不受电、磁干扰,不怕窃听,具有高度的保密性 。光纤通信将会使 21世纪人类的生活发生革命性巨变 。④性能优异的硅有机化合物 。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料 。在地下铁道四壁喷涂有机硅,可以一劳永逸地解决渗水问题 。在古文物、雕塑的外表,涂一层薄薄的有机硅塑料,可以防止青苔滋生,抵挡风吹雨淋和风化 。天安门广场上的人民英雄纪念碑,便是经过有机硅塑料处理表面的,因此永远洁白、清新 。有机硅化合物,是指含有Si-O键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物,习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物 。其中,以硅氧键(-Si-0-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中为数最多,研究最深、应用最广的一类,约占总用量的90%以上 。由于有机硅独特的结构,兼备了无机材料与有机材料的性能,具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性,广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业,其中有机硅主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等 。随着有机硅数量和品种的持续增长,应用领域不断拓宽,形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系,许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的 。有机硅材料按其形态的不同,可分为:硅烷偶联剂(有机硅化学试剂)、硅油(硅脂、硅乳液、硅表面活性剂)、高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶、硅树脂、复合物等 。分布 硅主要以化合物的形式,作为仅次于氧的最丰富的元素存在于地壳中,约占地表岩石的四分之一,广泛存在于硅酸盐和硅石中 。制备 工业上,通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得 。这样制得的硅纯度为97~98%,叫做金属硅 。再将它融化后重结晶,用酸除去杂质,得到纯度为99.7~99.8%的金属硅 。如要将它做成半导体用硅,还要将其转化成易于提纯的液体或气体形式,再经蒸馏、分解过程得到多晶硅 。如需得到高纯度的硅,则需要进行进一步的提纯处理 。同位素已发现的硅的同位素共有12种,包括硅25至硅36,其中只有硅28,硅29,硅30是稳定的,其他同位素都带有放射性 。用途 硅是一种半导体材料,可用于制作半导体器件和集成电路 。还可以合金的形式使用(如硅铁合金),用于汽车和机械配件 。也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中 。还可用于制造玻璃、混凝土、砖、耐火材料、硅氧烷、硅烷 。


推荐阅读