安信证券-电子行业走进“芯”时代系列之十四,行业趋势热点前瞻解析系列之十八:半导体硅片,供需缺口持续,国产化蓄势待发-180715

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硅材料的优点
在20世纪40-50年代,人们主要选择锗作为半导体材料,但随后被硅取代,硅的主要优势有:
(1)硅的储量丰富:硅是地壳中含量最丰富的元素之一,占地壳元素含量的27.7%,占地球全部元素含量的15.1%;
(2)更高的熔化温度:硅具有更高的熔点以适应高温加工,硅的熔点为1414℃,而锗为938℃;
(3)更宽的工作温度范围:硅的禁带宽度大于锗,为1.12eV,而锗为0.66eV。这使得硅可以在更宽的温度范围内工作,提升半导体器件工作的可靠性和稳定性。
(4)二氧化硅的自然生成:
在自然条件下,硅片表面会生长一层二氧化硅( SiO2 ), 这层氧化层对后续半导体制备具有重要意义,主要有:
①作为天然钝化层,保护硅的表面,防止外部环境污染;
②SiO2作为绝缘体,可以有效抑制相邻半导体的漏电现象 ;
③抑制硅片在后续高温制程中产生过度的弯曲或翘曲现象。