超純材料，用於製備半導體材料和半導體摻雜劑的純淨物質。
基本介紹
- 中文名：超純材料
- 用途：用於製備半導體材料和半導體摻雜劑
超純材料技術是伴隨原子能工業和半導體工業發展而發展的，但在更廣大程度上還是由半導體工業的發展所促進。早期的研究表明，用粗硒作整流器時，所能承受的反向電壓只有12～18伏；採用經過提純淨化後的硒可達60伏；而用純度≥99.999%的硒時，反向電壓可達到130伏。可見半導體材料純度對其性能好壞有很大影響。20世紀30～40年代，固體量子理論的發展，對雜質在半導體中的作用有了更深入的了解，這就進一步促進了超純材料技術的發展。材料的提純方法很多，大體上可以歸結為兩類。①化學提純法。利用化學中的化合、分解和還原等反應，減少原始材料中的雜質含量，提高材料純度的一種工藝技術。其主要特點是，它不是直接提純原始材料的本體，而是通過化學反應，先將原始材料轉化成一種中間化合物（例如矽提純中，先生成矽的鹵化物或氫化物），然後對這些中間化合物進行化學提純（分餾），再將高純度的中間化合物還原或熱分解，得到高純度的材料（矽多晶）。②物理提純法。依據各種雜質在半導體中有不同的物理性質（如分凝係數等），採用物理手段（如區域熔化技術），直接對材料本體進行提純。這種方法較化學提純法的效率高，材料純度一般可達99.999 999％～99.999 999 9％（通常表示為8N～9N）。半導體中套用的超純材料很多，其中Ⅳ族元素超純鍺(9N)、矽(9N)等主要用於製備半導體鍺和矽的單晶，錫(5N)和鉛(4N)多用作摻雜劑或Ⅳ－Ⅵ族化合物的製備。高純度的Ⅲ族元素硼(5N)、鋁(6N5)、鎵(8N)、銦(7N)和V族元素磷(7N)、砷(7N5)、銻(7N)等，主要用於製備Ⅲ－V族化合物半導體或多元固溶體材料的單晶和薄膜等。Ⅱ族元素鈹(5N)、鋅(4N)、鎘(4N)、汞(6N)和Ⅵ族元素硫(4N)、硒(5N)、碲(6N)等，用於製備Ⅱ－Ⅵ族化合物。上述某些超純材料，也可用作半導體的N型和P型摻雜劑。此外，半導體中套用的氣體（如氧、氮等）、金屬有機化合物源（如一些元素的烷基化合物）等，也都是超純材料。
