硅片的基本测试 : 加热硅片

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01 加热硅片

  在之前看到手工制作二极管博文中，看到别人直接利用硅片制作场效应管。 这是在淘宝上，购买到的单晶硅镜片，价格也很便宜，只要一块钱便可以获得一片。 购买到的硅片表面有一层蓝色的塑料保护薄膜，使用镊子将其揭开便可漏出硅片的深思光滑的表面。 硅片又硬又脆，很像深色玻璃。 使用万用表测量硅片的电阻，结果也显示它的阻抗很大，大于几兆欧姆。 今天在Youtube上看到一个短视频，显示了如果硅片被加热到发红色，它变成了导体。这是玻璃所不具备的。 这种随着环境温度变化对应导电性能快速变化是半导体材料的一大特征。 半导体内部的原子周围的电子处在不同的能级。 加热可以使得电子跃迁到导带，从而可以自由移动。 对于普通的玻璃，它们内部原子对应的带间能级比较大，即使将玻璃加热到融化，也无法形成电子状态的跃迁。

  正式看到了这个短片，让我们指导在红热状态下的硅片是一个导体。 这也给我一个启示，下一次可以测量一下硅片加热状态下的电阻。 这也让我们可以近距离触碰半导体的特性。

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02 之前的测量

➤ 01购买到的硅片

  原本在博文 手工制作二极管 中所引用到 Homemakde Field Effect Transistor 提到使用硅片来制作场效应管的过程。

  下面对于购买到的单晶硅片的进行初步测试。

  需要通过测试，回答一下问题：

• 基本的单晶硅片是否导电？
• 导电规律是否收到一些因素的影响：比如温度、光强等；
• 通过加热是否可以形成氧化层？

➤ 02初步测试

1.揭开蓝色的保护薄膜

  在单晶硅片的表面有一层保护塑料薄膜，可以通过镊子将其揭开。

2.测量电阻

  使用万用表表笔直接触碰硅片的表面，可以测量到硅片的电阻；

1. 在硅片的光滑表面

  在硅片的去掉保护膜的光滑表面，触摸的表笔测量到的电阻有两种：

• 一种在数M欧姆；
• 一种在数十k欧姆：这种情况需要用力压按硅片的表面；

2. 在硅片的背面

  在硅片的粗糙表面所能够测量到的电阻大约为数兆欧姆。不随着压按的力量而有大的跳变；

3. 在硅片的侧面
     沿着硅片断裂的侧面侧矿，测量到的电阻大约从几欧姆到数十欧姆的变化。

3.使用丙烷喷火枪加热

  使用丙烷喷火枪对硅片进行加热，可以使其变红。冷却之后，肉眼观察不到明显的变化。
  这是否可以认为其表面已经有了一层氧化膜的存在了。

➤ 03: 遗留问题

1. 该晶片是否有掺杂，掺杂的种类是什么？
2. 如何能够在晶片表面形成可靠的管脚引线？

■ 相关文献链接:

• 手工制作二极管
• Homemakde Field Effect Transistor
• 淘宝购买单晶硅片

● 相关图表链接:

• 晶圆硅片
• 购买到的单晶硅及其安装盒
• 揭开保护蓝塑料薄膜
• 硅片的边缘
• 硅片及其保护膜