什么是晶硅片

1. 什么是晶硅片

　　目前，在米粒大的硅片上，已能集成4000多万个晶体管。这是何等精细的工程！这是多学科协同努力的结晶，是科学技术进步  硅片制造过程
　　的又一个里程碑。   微电子技术正在悄悄走进航空航天、工业、农业和国防，也正在悄悄进入每一个家庭。小小硅片的巨大“魔力”是我们的前人根本无法想象的。
　　芯片又是现代化的微型“知识库”，它具有神话般的存储能力，在针尖大小的硅片上可以装入一部24卷本的《大英百科全书》。如今世界上的图书、杂志已多达3000多万种，而且每年都要增加50多万种，可谓浩如烟海。德国未来学家拜因豪尔指出：“今天的科学家，即使整日整夜地工作，也只能阅读本专业全部出版物的5％。”出路何在呢？唯一的办法就是由各个图书情报资料中心负责把各种情报存入硅片存储器，并用通信线路将其连接成网。这样，科技人员要查找某种资料和数据时，只要坐在办公室里操作计算机键盘，立即就会在计算机的荧光屏上显示出所要查询的内容。   微电子芯片进入医学领域，使古老的医学青春焕发，为人类的医疗保健事业不断创造辉煌。   微电子芯片的“魔力”还在于，它可以使盲人复明，聋人复聪，哑人说话和假肢能动，使全世界数以千万计的残疾者得到光明和希望。   微电子技术在航空航天、国防和工业自动化中的无比威力更是众所皆知的事实。在大型电子计算机的控制下，无人飞机可以自由地在蓝天飞翔；人造卫星、宇宙飞船、航天飞机可以准确升空、飞行、定位，并自动向地面发回各种信息。在电子计算机的指挥下，火炮、导弹可以弹无虚发，准确击中目标，甚至可以准确击中空中快速移动目标，包括敌方正在飞行中的导弹。工业中广泛使用计算机和各种传感技术，可以节省人力，提高自动化程度及加工精度，大大提高劳动生产效率。机器人已在许多工业领域中出现。它们不仅任劳任怨，而且工作速度快、精确度高，甚至在一些高温、水下及危险工段工种中也能冲锋陷阵，一往无前，智能机器人也开始显示出不凡的身手。近年在韩国举办了第一届国际机器人足球赛，小小机器人那准确的判断能力，有效的组织配合和强烈的射门意识都令人拍手叫绝。最近，美国科学家和工程师研制出了一台名字叫“深蓝”的超级计算机，战胜了世界头号特级国际象棋大师。它的精彩表演表明，智能计算机已发展到了一个崭新的阶段。

2. 单晶硅的半导体

非晶硅是一种直接能带半导体，它的结构内部有许多所谓的“悬键”，也就是没有和周围的硅原子成键的电子，这些电子在电场作用下就可以产生电流，并不需要声子的帮助，因而非晶硅可以做得很薄，还有制作成本低的优点．

3. 为什么硅是半导体

硅是半导体的原因：硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，所以具半导体性质。

扩展资料：
硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有机生命的基础，那么硅对于地壳来说，占有同样的位置，因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的。这些岩石几乎全部是由硅石和各种硅酸盐组成。长石、云母、黏土、橄榄石、角闪石等等都是硅酸盐类；水晶、玛瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。

4. 晶硅是什么

就是单质硅 ,目前广泛用于半导体、太阳能光伏发电电池等方面。
硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。是构成地球上矿物界的主要元素，在地壳中的丰度为27.7%，在所有的元素中居第二位，地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的二氧化硅SiO2，占地壳总质量的87%。 单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。 
硅有晶态和无定形两种同素异形体。晶态硅又分为单晶硅和多晶硅，它们均具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金属光泽，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。晶态硅的熔点1410C,沸点2355C,密无定形硅是一种黑灰色的粉末

5. 为什么硅是半导体？

硅是半导体的原因：
硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。

简介：
硅是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.0855，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。
物理性质：
有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度2.32-2.34克/立方厘米，熔点1410℃，沸点2355℃，晶体硅属于原子晶体。不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。硬而有金属光泽。
晶胞类型：立方金刚石型；
晶胞参数：20℃下测得其晶胞参数a=0.543087nm；
颜色和外表： 深灰色、带蓝色调；
采用纳米压入法测得单晶硅（100）的E为140～150GPa；
电导率：硅的电导率与其温度有很大关系，随着温度升高，电导率增大，在1480℃左右达到最大，而温度超过1600℃后又随温度的升高而减小。
化学性质：
硅有明显的非金属特性，可以溶于碱金属氢氧化物溶液中，产生（偏）硅酸盐和氢气。
硅原子位于元素周期表第IV主族，它的原子序数为Z=14，核外有14个电子。电子在原子核外，按能级由低硅原子到高，由里到外，层层环绕，这称为电子的壳层结构。硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。
正因为硅原子有如此结构，所以有其一些特殊的性质：最外层的4个价电子让硅原子处于亚稳定结构，这些价电子使硅原子相互之间以共价键结合，由于共价键比较结实，硅具有较高的熔点和密度；化学性质比较稳定，常温下很难与其他物质（除氟化氢和碱液以外）发生反应；硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。
加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般无机酸中，可溶于碱溶液中，并有氢气放出，形成相应的碱金属硅酸盐溶液，于赤热温度下，与水蒸气能发生作用。
应用领域：
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型半导体。p型半导体和n型半导体结合在一起形成p-n结，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、场效应管和各种集成电路（包括人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。用纯二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纤维。激光可在玻璃纤维的通路里，发生无数次全反射而向前传输，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；而且它还不受电、磁的干扰，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。
5、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。
6、硅可以提高植物茎秆的硬度，增加害虫取食和消化的难度。尽管硅元素在植物生长发育中不是必需元素，但它也是植物抵御逆境、调节植物与其他生物之间相互关系所必需的化学元素。

6. 晶体态硅是半导体吗？

晶体硅是一种重要的非金属材料，

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％
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7. 什么是矽晶片

矽晶片 
对EDA供应商来说，后矽晶片验证是一个崭新的领域，但它并不是一种全新的实践。因为，随著晶片功能整合度的提升，设计复杂度相应增加，对现代的晶片设计而言，确保所设计的晶片能够正确运作的定义已经涵盖了从设计阶段到制造完成后的测试，甚至包含了现场应用阶段。 

当晶片首次被制造出来时，必须有人持续对矽晶片进行测试，以确保晶片能依照当初设计的期望值工作，如同PCB在出货前必须在实验室中进行检查一样，除非你所设计的矽晶片在可视性和可存取性方面相当有限。 

举例来说，在一些情况下，晶片可能在独立的系统中工作，但并不是在用户试图制作的系统中工作。针对这些状况，后矽晶片除错有助於发现问题。而在另外一些情况下，晶片也有可能在出货一段时间后才发生现场故障。这通常意味著更严重的问题，因为晶片已出货到客户手中，而此时产生的故障将导致必须对整个系统进行测试以判断造成故障的主因或是关键元件，所花费的成本可能包含了测试及回收等，对制造商与晶片商来说，不仅在成本方面是相当高昂的负担，在许多电子产品最强调的上市时程方面，也可能带来相当巨大的影响。 

当然，会产生这种状况的原因，也许不是由晶片本身的问题所造成，而是因为有些使用者以无法预料的方式使用晶片所造成的结果，抑或是在现场应用中，该晶片与其他零组件甚至是设计本身的不匹配所带来的运作失常。但必须重申的是，无论所面临的情况为何，后矽晶片除错方法对设计人员来说已经占有愈来愈重要的地位，目前所使用的特殊方法已经成为瓶颈。 

卡内基梅隆(Carnegie Mellon)大学的电子与电脑工程系教授Rob Rutenbar将后矽晶片除错戏称为‘公开的小秘密’，因为在一般情况下，必须花费1,500万到2,000万美元、以及至少六个月的时间才能完成。但尽管这个问题看来相当重要，目前业界却有一种非常奇特的现况，即EDA供应商对此一问题的关注如此之少。 

不过，状况已经开始产生变化。以去年为例，至少有两家公司已开始步入这一领域。Novas Software公司推出的Siloti工具为近矽晶片(near-silicon)和后矽晶片应用提供了可视性。而新创企业Dafca公司推出的ClearBlue工具则使用可重配置逻辑，将测试电路插入IC中，以便用於后矽晶片除错。ClearBlue的第二个部份是后矽晶片分析引擎，可以与Novas除错工具搭配使用。 

Dafca公司执行长Peter Levin承认，后矽晶片验证是一种对抗型销售(confrontational sale)。因为IC设计人员通常不会愿意承认他们也会犯错，但是像ClearBlue这样的产品却认为他们有可能会犯错－这是一种对立的情况。为此，Dafca提出的解决方案据称可以在某种程度上减轻这方面的压力。用户可以先购买测试部份，然后在真正有需要时再决定购买分析部份。 

你可能不想购买预先包装好的解决方案用於后矽晶片验证，或增加会潜在增加面积的逻辑。但你确实需要某种类型的计划，因为很明显地，这方面的需求已经出现。当然，除非你是那些少数几个能确保百分之百一次投片就获得成功的IC设计团队之一

8. 为什么硅是半导体？

硅是半导体的原因：硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。简介：硅是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量28.0855，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%）。物理性质：有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度2.32-2.34克/立方厘米，熔点1410℃，沸点2355℃，晶体硅属于原子晶体。不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。硬而有金属光泽。晶胞类型：立方金刚石型；晶胞参数：20℃下测得其晶胞参数a=0.543087nm；颜色和外表：深灰色、带蓝色调；采用纳米压入法测得单晶硅（100）的E为140～150GPa；电导率：硅的电导率与其温度有很大关系，随着温度升高，电导率增大，在1480℃左右达到最大，而温度超过1600℃后又随温度的升高而减小。化学性质：硅有明显的非金属特性，可以溶于碱金属氢氧化物溶液中，产生（偏）硅酸盐和氢气。硅原子位于元素周期表第IV主族，它的原子序数为Z=14，核外有14个电子。电子在原子核外，按能级由低硅原子到高，由里到外，层层环绕，这称为电子的壳层结构。硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。正因为硅原子有如此结构，所以有其一些特殊的性质：最外层的4个价电子让硅原子处于亚稳定结构，这些价电子使硅原子相互之间以共价键结合，由于共价键比较结实，硅具有较高的熔点和密度；化学性质比较稳定，常温下很难与其他物质（除氟化氢和碱液以外）发生反应；硅晶体中没有明显的自由电子，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般无机酸中，可溶于碱溶液中，并有氢气放出，形成相应的碱金属硅酸盐溶液，于赤热温度下，与水蒸气能发生作用。应用领域：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型半导体。p型半导体和n型半导体结合在一起形成p-n结，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、场效应管和各种集成电路（包括人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。用纯二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纤维。激光可在玻璃纤维的通路里，发生无数次全反射而向前传输，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；而且它还不受电、磁的干扰，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。5、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。6、硅可以提高植物茎秆的硬度，增加害虫取食和消化的难度。尽管硅元素在植物生长发育中不是必需元素，但它也是植物抵御逆境、调节植物与其他生物之间相互关系所必需的化学元素。