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半導(dǎo)體材料—硅烷的新發(fā)展


硅烷即硅與氫的化合物，是一系列化合物的總稱，包括甲硅烷( SiH4) 、乙硅烷( 

Si2H6) 和一些更高級的硅氫化合物。目前應(yīng)用最多的是甲硅烷,一般我們把甲硅烷簡稱

做硅烷。

硅烷作為一種提供硅組分的氣體源，可用于制造高純度多晶硅、單晶硅、微晶硅、非晶

硅、氮化硅、氧化硅、異質(zhì)硅、各種金屬硅化物。 因其高純度和能實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制，已

成為許多其他硅源無法取代的重要特種氣體。硅烷已成為半導(dǎo)體微電子工藝中使用的最

主要的特種氣體, 用于各種微電子薄膜制備, 包括單晶膜、微晶、多晶、氧化硅、氮化

硅、金屬硅化物等。硅烷的微電子應(yīng)用還在向縱深發(fā)展: 低溫外延、選擇外延、異質(zhì)外

延。不僅用于硅器件和硅集成電路，也用于化合物半導(dǎo)體器件(砷化鎵、碳化硅等)。在

超晶格量子阱材料制備中也有應(yīng)用�？梢哉f現(xiàn)代幾乎所有先進(jìn)的集成電路的生產(chǎn)線都需

用到硅烷。硅烷的純度對器件性能和成品率關(guān)系極大，更高級的器件需要更高純度的硅

烷(包括乙硅烷、丙硅烷)。



我國電子和大規(guī)模集成電路行業(yè)的芯片進(jìn)口總額去年高達(dá)2300億美元。其中，一個(gè)重要

原因是缺乏高純度晶體硅材料，而生產(chǎn)高純晶體硅必須以高純硅烷為基礎(chǔ)。高純度硅烷

是一種對國家發(fā)展至關(guān)重要、具有戰(zhàn)略意義的新材料。

2010年我國開發(fā)硅烷法多晶硅技術(shù)，該項(xiàng)目的投產(chǎn)，標(biāo)志著擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的成

套工業(yè)化硅烷生產(chǎn)技術(shù)在國內(nèi)率先取得突破，結(jié)束了國外技術(shù)壟斷和國內(nèi)產(chǎn)品全部依靠

進(jìn)口的歷史。該項(xiàng)目采用硅烷法實(shí)現(xiàn)硅烷的工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中原料可全部轉(zhuǎn)化，

沒有廢物排放，打破了日本鎂硅法、美國氯硅法等傳統(tǒng)硅烷技術(shù)難以大規(guī)模生產(chǎn)和成本

高、廢物排放多等瓶頸。除了“硅烷法”外，另外還有“西門子”制程和“冶金法”這

兩種多晶硅生產(chǎn)方法，尤其是前者，經(jīng)過改良以后成為現(xiàn)在主力的多晶硅生產(chǎn)方法。



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