单晶硅各晶向之间有什么区别？
时间：2025-06-23 发布人：admin 点击数：0
(100) 晶向：对应立方体的棱边方向，原子排列成正方形网格。 (110) 晶向：对应立方体面对角线方向，原子排列呈矩形。 (111) 晶向：对应立方体体对角线方向，原子排列为正三角形密堆积。
(100) 晶向：最低（约6.8✖10^14原子/cm²），原子间距较大，表面能较高。 (110) 晶向：中等（约9.6✖10^14原子/cm²）。 (111) 晶向：最高（约1.4✖10^15原子/cm²），表面能最低。
弹性模量：(111) 面硬度最高，(100) 面次之，(110) 面相对较低。 热膨胀系数：(100) 面热膨胀系数约为 2.6×10⁻⁶/℃，(111) 面约为 2.8×10⁻⁶/℃，温度变化时 (111) 面更易产生应力。 热导率：(111) 面热导率略高于 (100) 面，适用于需要散热的器件。
载流子迁移率：电子在 (100) 面的迁移率约为 1350 cm²/(V・s)，在 (111) 面约为 1450 cm²/(V・s)，空穴迁移率则相反（(100) 面更高）。 光吸收特性：(111) 面对光的反射率较低，在光电器件（如太阳能电池）中更具优势。
氧化速率：(100) 面的氧化层生长速度比 (111) 面快约 30%，例如在 1000℃干氧环境中，(100) 面氧化层厚度约为 (111) 面的 1.3 倍。 腐蚀速率：(111) 面在 KOH 溶液中腐蚀速率远低于 (100) 面，利用这一特性可进行各向异性刻蚀（如制作微机电系统 MEMS 结构）。
切割与抛光：(100) 面硅片切割损耗低、抛光效率高，表面平整度更易控制，是集成电路（IC）制造的主流选择。 缺陷控制：(100) 面的位错密度通常低于 (111) 面，更适合对缺陷敏感的器件（如 MOSFET）。
(100) 晶向：主要用于逻辑芯片（如 CPU、GPU）、存储芯片（如 DRAM、NAND Flash），因其表面态密度低，便于制备高质量栅氧化层。适合制造平面型器件，如 CMOS 晶体管。 (111) 晶向：用于功率器件（如肖特基二极管、IGBT），因其击穿电场强度高（约为 (100) 面的 1.4 倍）。适用于光电器件（如红外探测器）和高频器件（如微波二极管）。 (110) 晶向：用于制作双极型晶体管（BJT）和垂直结构器件（如功率 MOSFET），因其原子层间距适合外延生长多层结构。在 MEMS 领域用于制作悬臂梁、沟槽等三维结构。
