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中国硅烷产业发展现状分析

中国硅烷产业发展现状分析
一、中国硅烷行业规模分析

我国对硅烷的应用起步较晚,目前每年消耗量约数十吨。广州市世源气体与国内外知名企业建立了广泛的联系,硅烷产品服务于电子,化工等多个行业。随着一系列新技术、新产品的开发应用,除微电子工业外,硅烷已经成为信息、新材料、能源和环境科学的基础原料,是许多未来产业所必不可少的。它的现代科学和现代工业中的地位显得十分重要。
二、国内硅烷技术动向
利用硅烷制备多晶较之三氯氢硅还原法有三大特点:
1、以相同生产能力的设备投资来看,前者的投资总额只占后者投资总额的三分之一。而且前者在生产过程中不产生任何的腐蚀性物质。
2、多晶硅所含电活性杂质前者大大低于后者。如前者基磷含量小于0.2×10-9,基硼小于0.03×10-9。用硅烷制备的多晶硅区熔后单晶电阻率已经达到5-7万Ω·cm。后者是较难达到这一水平的。
3、硅烷的热分解温度一般控制在820℃左右,三氯氢硅的还原温度需要控制在1150℃。最新的科技信息报告,硅烷制备多晶硅,温度可以降到400℃左右。可见前者每生产一吨多晶砘,能耗要大大地低于后者。
三、硅烷主要应用情况分析
1、制备二氧化硅薄膜
利用化学气相沉积(CVD)生长二氧化硅磷硅玻璃薄膜,在半导体器件工艺中是一种较好的钝化保护方式。其特点是生长温度低(300-500℃),沉积薄膜上的针孔较少,针孔密谋仅为其它方式如高频射电子枪蒸发二氧化硅等的二十分之一。在管芯上生长这样一层钝化保护膜就能较好地抵御钠离子的玷污和防止管芯受潮。还因为它对金属表面有较好的粘附能力,膜层就不易产生龟裂现象。
2、制备氮化硅钝化薄膜
利用硅烷生长氮化硅钝化薄膜是制造大规模集成电路工艺中的一个重要环节,尤其在N-MOS电路中显得更为重要。较之二氧化硅,氮化硅薄膜更致密,它对钠离子的屏蔽效果更好。
3、硅烷外延
所谓外延是指在衬底上生长一层与衬底结构相同的晶体,是CVD的一种特殊形式。20世纪60年代中期,在CVD外延技术正处于发展阶段时,专家们就应用硅烷作为外延过程的硅源气。它主要是在蓝宝石或在重掺杂硅单芯片上外延单晶硅。与上面介绍的两种用途二氧化硅薄膜氮化硅钝化薄膜所不同中的是,前二者仅仅在半导体器件器件中起保护膜的作用。生长了外延层的硅片是制造集成电路或V-MOS器件的基片。外延过程在特定的外延炉中进行。
据国外的有关资料介绍,对未来的双极和CMOS技术来说,硅的低温外延是必不可少的。如果采用等离子增强CVD(PECVD)技术,用硅烷可以在温度低达650℃的情况下

进行外延生长,这一点比其它的硅源气如四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅更具有得天独厚的优势。
4、制备高纯多晶硅
多晶硅是拉制N型和P型单晶硅及区熔单晶硅的主要原料。世界上大多数国家和我国生产多晶硅的方法主要是采用三氯氢硅还原法(亦是西门子法)。
硅烷用于制备高纯多晶硅的过程为:
让高纯硅烷进入气体分解炉,硅烷分解,硅沉积在热载体上形成高纯多晶硅棒。或者是形成块状多晶硅。也可以让硅烷进入流化床反应器,硅烷围绕细小的硅颗泣进行分解形成1000μm大小的颗粒状多晶硅。

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