硅烷的一大應(yīng)用是非晶半導(dǎo)體非晶硅。與單晶半導(dǎo)體材料相比非晶硅的特點(diǎn)是容易形成極薄的(厚度10nm左右)大面積器件,襯底可以是玻璃、不銹鋼、甚至塑料,表面可以是平面也可是曲面,因此可以制成各種性能優(yōu)異的器件。
如今,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)。
硅烷在使用中有哪些容易被大家忽略的安全風(fēng)險(xiǎn)呢?
硅烷雖然是一種燃燒范圍很廣的自燃?xì)怏w,但當(dāng)把它釋放到空氣中時(shí)其實(shí)并不一定會立刻燃燒,有時(shí)候可能根本不燃燒。但這并不意味著硅烷是不易燃不易爆的安全氣體。
硅烷的燃燒最主要是跟其釋放方式以及周圍環(huán)境的變化有著非常大的關(guān)系。用水霧可以消減濃煙和粉塵,但一定要注意不要熄滅任何的硅烷引起的火焰。只能通過切斷硅烷泄漏源來滅火。如果在硅烷泄漏源被切斷之前熄滅了硅烷火焰,硅烷會聚集起來,從而導(dǎo)致爆炸。
硅烷的可燃極限是非常廣泛的,被稀釋后的硅烷會擴(kuò)大可燃范圍,而不是縮小燃燒范圍。硅烷的可燃極限的下限是2%,當(dāng)引入不同的稀釋劑時(shí)可燃范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個(gè)濃度。周圍環(huán)境的空氣溫度和濕度也對可燃極限有影響。目前有些公司使用的是氣柜來供應(yīng)硅烷,在氣柜開啟的瞬間由于大量氧氣涌入有很大幾率的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。因此,國外很多在建立硅烷站時(shí)會采用氣架的方式單獨(dú)建站從而來降低爆炸風(fēng)險(xiǎn)。