二氧化硅材料主要以粉體材料的形式出現(xiàn)在工業(yè)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，如硅微粉、硅藻土粉體、白炭黑（氣相法二氧化硅）等。本文將展現(xiàn)二氧化硅的另外一種形態(tài)的應(yīng)用，那就是二氧化硅薄膜的行業(yè)應(yīng)用。

一、二氧化硅薄膜行業(yè)應(yīng)用

微電子領(lǐng)域：在微電子工藝中，SiO2薄膜因其優(yōu)越的電絕緣性和工藝的可行性而被廣泛采用。在半導(dǎo)體器件中，利用SiO2禁帶寬度可變的特性，可作為非晶硅太陽(yáng)電池的薄膜光吸收層，以提高光吸收效率；還可作為金屬2氮化物2氧化物2半導(dǎo)體(MNSO）存儲(chǔ)器件中的電荷存儲(chǔ)層，集成電路中CMOS器件和iGeMOS器件以及薄膜晶體管(TFT)中的柵介質(zhì)層等。

此外，隨著大規(guī)模集成電路器件集成度的提高，多層布線技術(shù)變得愈加重要，如邏輯器件的中間介質(zhì)層將增加到4～5層,這就要求減小介質(zhì)層帶來(lái)的寄生電容。目前普遍采用的制備介質(zhì)層的SiO 2，其介電常數(shù)約為4.0，并具有良好的機(jī)械性能。如用于硅大功率雙極晶體管管芯平面和臺(tái)面鈍化，提高或保持了管芯的擊穿電壓，并提高了晶體管的穩(wěn)定性。

光學(xué)領(lǐng)域：當(dāng)前Si基SiO2光波導(dǎo)無(wú)源和有源器件的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)非常成熟，這類器件不僅具有優(yōu)良的傳導(dǎo)特性， 還具備光放大、發(fā)光和電光調(diào)制等基本功能， 在光學(xué)集成和光電集成器件方面很有應(yīng)用前景。中國(guó)工程物理研究院與化學(xué)所用溶膠凝膠法成功地研制出紫外激光SiO 2 減反膜。結(jié)果表明， 浸入涂膜法制備的多孔SiO2 薄膜比早期的真空蒸發(fā)和旋轉(zhuǎn)涂膜法制備的SiO 2 薄膜有更好的減反射效果。

其他方面：非晶態(tài)SiO2薄膜由于具有十分優(yōu)良的負(fù)電荷充電和存儲(chǔ)能力， 成為無(wú)機(jī)駐極體的代表性材料，與已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)有機(jī)高分子聚合物駐極體相比，以單晶硅為基片的SiO2薄膜駐極體無(wú)疑具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。除了電荷儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)(可達(dá)200～ 500 年)、抗高溫惡劣環(huán)境能力強(qiáng)(可在近200℃溫度區(qū)內(nèi)工作)外，還可以和現(xiàn)代硅半導(dǎo)體工藝相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)微型化甚至集成電路化。在駐極體電聲器件與傳感器件、駐極體太陽(yáng)能電池板、駐極體馬達(dá)與發(fā)電機(jī)等方面獲得更廣泛的應(yīng)用。在ITO透明導(dǎo)電玻璃中，SiO2可作為鈉離子阻擋層。近年來(lái)，隨著溶膠凝膠技術(shù)的迅猛發(fā)展，采用這種工藝在玻璃表面浸鍍上一層二氧化硅薄膜已成為一種較好的材料強(qiáng)度改性方法。此外，非晶SiO2還可以用于高阻隔食品包裝材料。 

二、常見(jiàn)二氧化硅薄膜制備方法

化學(xué)氣相淀積（CVD）：CVD法制備SiO2可用以下幾種反應(yīng)體系:SiH4-O2、SiH4-N2O、SiH2Cl2-N2O、Si(OC2H5)4等。各種不同的制備方法和不同的反應(yīng)體系生長(zhǎng)SiO2所要求的設(shè)備和工藝條件都不相同，且各自擁有不同的用途和優(yōu)缺點(diǎn)。

物理氣相沉積(PVD)：物理氣相沉積主要分為蒸發(fā)鍍膜、離子鍍膜和濺射鍍膜三大類。其中真空蒸發(fā)鍍膜 技術(shù)出現(xiàn)較早，但此法沉積的膜與基體的結(jié)合力不強(qiáng)。美國(guó)IBM公司研制出射頻濺射法，從而構(gòu)成了PVD技術(shù)的三大系列——蒸發(fā)鍍，濺射鍍和離子鍍。

熱氧化法：熱氧化工藝是在高溫下(900～1200℃)使硅片表面氧化形成SiO 2 膜的方法，包括干氧氧化、濕氧氧化以及水汽氧化。

溶膠凝膠法：溶膠凝膠法是一種低溫合成材料的方法，是材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。目前在此方面已取得了較大進(jìn)展。通常，多孔SiO2薄膜的特性依賴溶膠、凝膠的制備條件、控制實(shí)驗(yàn)條件(如溶膠組分、pH值、老化溫度及時(shí)間、回流等)，可獲得折射率在1.009～1.440、連續(xù)可調(diào)、結(jié)構(gòu)可控的SiO2納米網(wǎng)絡(luò)。

小結(jié)：SiO2薄膜作為二氧化硅材料家族中的重要成員，對(duì)其開發(fā)具有很重要的意義。相信隨著材料科學(xué)的進(jìn)步，納米SiO2薄膜會(huì)進(jìn)一步工業(yè)化，并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。