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半导体材料（复习解析）解析

半导体材料（复习解析）解析半导体材料复习资料0:绪论1.半导体的主要特征：（1）电阻率在10-3 ~ 109 ??cm 范围（2）电阻率的温度系数是负的（3）通常具有很高的热电势（4）具有整流效应（5）对光具有敏感性，能产生光伏效应或光电导效应2.半导体的历史：第一代：20世纪初元素半导体如硅（Si）锗（Ge）；第二代：20世纪50年代化合物半导体如砷化镓（GaAs）铟磷（InP）；第三代：20世纪90年代宽禁带化合物半导体氮化镓（GaN）碳化硅（SiC）氧化锌（ZnO）。

第一章：硅和锗的化学制备第一节：硅和锗的物理化学性质１.硅和锗的物理化学性质１）物理性质硅和锗分别具有银白色和灰色金属光泽，其晶体硬而脆。

二者熔体密度比固体密度大，故熔化后会发生体积收缩（锗收缩5.5%，而硅收缩大约为10%）。

硅的禁带宽度比锗大，电阻率也比锗大4个数量级，并且工作温度也比锗高，因此它可以制作高压器件。

但锗的迁移率比硅大，它可做低压大电流和高频器件。

2）化学性质（1）硅和锗在室温下可以与卤素、卤化氢作用生成相应的卤化物。

这些卤化物具有强烈的水解性，在空气中吸水而冒烟，并随着分子中Si(Ge)?H键的增多其稳定性减弱。

（2）高温下，化学活性大，与氧，水，卤族(第七族)，卤化氢，碳等很多物质起反应，生成相应的化合物。

注：与酸的反应（对多数酸来说硅比锗更稳定）；与碱的反应（硅比锗更容易与碱起反应）。

2.二氧化硅（SiO2）的物理化学性质物理性质：坚硬、脆性、难熔的无色固体，1600℃以上熔化为黏稠液体，冷却后呈玻璃态存在形式：晶体(石英、水晶)、无定形(硅石、石英砂) 。

化学性质：常温下，十分稳定，只与HF、强碱反应3.二氧化锗（GeO2）的物理化学性质物理性质：不溶于水的白色粉末，是以酸性为主的两性氧化物。

两种晶型：正方晶系金红石型，熔点1086℃；六方晶系石英型，熔点为1116℃化学性质：不跟水反应，可溶于浓盐酸生成四氯化锗，也可溶于强碱溶液，生成锗酸盐。

半导体材料的基本特性参数培训资料

▪ 强电场作用下的载流子散射
弱电场下，μ为常数；强电场下，μ随电场增加而减小强电场下载流子漂移速度偏离弱场规律，主要有两种表现：
速度饱和效应负微分迁移率现象
▪ 迁移率与外场的关系
μμ 0[1212
13(μ 0 E)2]1/2
8u
μ 0 为电子与晶格处于热平衡时的迁移率，μ为热
电子的迁移率，u为格波传播的速度，
τ W
2 b
B
2 DP
载流子迁移率大小的影响因素
▪ 散射对载流子的迁移率具有重要影响
主要的散射机构有：晶格振动散射、电离杂质散射、载流子之间的散射等体材料中载流子散射以及表面散射
▪ 晶格振动的散射
用电子和声子相互作用来描述。在轻参杂时，占主导地位。载流子被晶格散射过程，可以是吸收或发射声学声子，也可以是吸收或发射光学声子。
▪ 负微分迁移效应
由于电子的不等价能谷间转移形成的。热电子有主能谷跃迁到能量较高的自能谷，子能谷的迁移率较低，如果迁移电子数量较多，平均的漂移速度会降低。
▪ 表面散射及表面迁移率
表面散射：各种与表面相关联的因素对载流子迁移率的附加影响；
越靠近表面，影响越大，对电子影响大于空穴；
第二节载流子密度和电阻率
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量
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简并半导体的载流子密度统计
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半导体基础知识PPT培训课件

半导体基础知识ppt培训课件
目录
• 半导体简介 • 半导体材料 • 半导体器件 • 半导体制造工艺 • 半导体技术发展趋势 • 案例分析
半导体简介
01
半导体的定义
总结词
半导体的定义
详细描述
半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，常见的半导体材料有硅、锗等。
半导体的特性
总结词
化合物半导体具有宽的禁带宽度和高的电子迁移率等特点，使得化合物半导体在光电子器件和高速电子器件等领域具有广泛的应用。
掺杂半导体
掺杂半导体是在纯净的半导体中掺入其他元素，改变其导电性能的半导体。
掺杂半导体的导电性能可以通过掺入不同类型和浓度的杂质来调控，从而实现电子和空穴的平衡，是制造晶体管、集成电路等电子器件的重要材料。
掺杂的目的是形成PN结、调控载流子浓度等，从而影响器件的电学性能。
掺杂和退火的均匀性和控制精度对器件性能至关重要，直接影响最终产品的质量和可靠性。
半导体技术发展趋势
05
新型半导体材料
硅基半导体材料
宽禁带半导体材料
作为传统的半导体材料，硅基半导体在集成电路、微电子等领域应用广泛。随着技术的不断发展，硅基半导体的性能也在不断提升。
半导体制造工艺
04
晶圆制备
晶圆制备是半导体制造的第一步，其目的是获得具有特定晶体结构和纯度的单晶硅片。
制备过程包括多晶硅的提纯、熔炼、长晶、切磨、抛光等步骤，最终得到可用于后续工艺的晶圆。
晶圆的质量和表面光洁度对后续工艺的成败至关重要，因此制备过程中需严格控制工艺参数和材料质量。
薄膜沉积
输入标题
详细描述
集成电路的制作过程涉及微电子技术，通过一系列的工艺步骤，将晶体管、电阻、电容等电子元件集成在一块硅片上，形成复杂的电路。

半导体材料的培训概要

半导体材料的培训概要导语：随着信息技术的发展，半导体材料在电子设备制造中扮演着重要的角色。

为了提升半导体材料的应用技术、培养专业人才，开展半导体材料培训十分必要。

本文将对半导体材料培训的概要进行讨论，包括培训目标、课程设置、培训方法以及培训评估等方面的内容。

一、培训目标1.深入理解半导体材料的基本概念和原理；2.掌握半导体材料的制备方法和工艺；3.熟悉半导体材料的物理、光学和电学性质；4.熟练使用半导体材料的测试与表征设备；5.能够应用半导体材料解决实际工程问题。

二、课程设置1.半导体材料基础知识：介绍半导体材料的基本概念、结构和特性；2.半导体材料制备技术：介绍半导体材料的制备方法（如薄膜沉积、离子注入等）；3.半导体材料测试与表征：介绍半导体材料的测试与表征方法（如光电子显微镜、X射线衍射等）；4.新型半导体材料与应用：介绍当前研究领域的新型半导体材料及其应用领域（如碳纳米管、钙钛矿材料等）；5.实践案例分析：通过实际案例分析，让学员将所学知识应用于解决实际问题。

三、培训方法1.理论授课：通过讲座、研讨会等形式，向学员传授半导体材料的相关理论知识；2.实验操作：设置实验室环节，让学员亲自操作半导体材料的制备、测试与表征等器材，提升他们的实践能力；3.病例分析：结合实际案例，引导学员分析解决问题的思路和方法，培养学员解决实际问题的能力；4.小组讨论：组织小组讨论，让学员互相交流、分享经验和想法，提高学员之间的互动和合作能力。

四、培训评估为确保培训效果，应对学员进行培训评估。

评估方式包括以下几个方面：1.知识测试：通过笔试、实验报告等方式，对学员的知识掌握情况进行评估；2.实践操作评估：对学员在实验操作环节的实际操作能力进行评估；3.病例分析评估：对学员在病例分析环节的问题解决能力进行评估；4. 反馈survey：组织学员填写反馈问卷，收集对培训质量、内容和教学方法的意见和建议，以便进一步完善培训计划。

半导体测试与分析-PPT精选文档

二探针法
用两根探针借助于电位差计量取样品表面某两点(实际上是某两个等位面)间的电位差U，并量出流经样品的电流值I，即可算出该两个等位面间的长方体的电阻值R。精确量出探针间距L及样品截面积S，则样品的电阻率为

两个改进措施
1. 补偿法来测量电压，以避免探针与半导体之间高阻接触对测量结果的影响 2. 两个端电极与被测半导体之间为欧姆接触，因而避免了少数载流子的注入
半导体电阻率的测量与导体的电阻率测量是有区别的
1、在金属与半导体接触的界面附近也要产生一个耗尽层。因为金属的电子密度极高，因而这个耗尽层展宽在半导体一边。耗尽层中只有不能自由运动的电离杂质，它们不能参与导电，因而这是一个高阻层。同时，任何两种材料的小面积接触都会在接触处产生扩展电阻。尤其是对金属—半导体点接触，这个扩展电阻会很大，人们常常把这两个因接触而产生的高电阻统称为接触电阻。因此，当用欧姆表来测量半导体时，这个巨大的接触电阻就会使结果面目全非，毫不可信。
2、功函数不同的两种金属制品在接触时也要因接触电势差而在界面
上出现一个电荷偶层，但这个空间电荷层极薄，每边只有约一个原于层厚，远小于电子的扩散长度，因而对载流子没有阻挡作用。同时，金属与金属的小面积接触的扩展电阻也很小。因此，上述方法对测量金属导体的电阻率是精确的。
3、由非平衡载流子的电注入效应可以想到，如果被测半导体是n型，那么测量电流将通过正电极向半导体注入空穴；若被测半导体是P型则会从负电极向半导体注入电子。这些注入的少数载流子在外电场的驱使下向另一电极漂移，参与导电。在注入电极附近的某一范围内，载流子密度因此而高于载流子的热平衡密度，因而测量结果不能反映材料电阻率的真正大小。对于热平衡载流子密度较低的高阻材料，其接触电阻更大，少子注入的影响也更加严重。

半导体材料测试与分析

半导体中各种复合过程示意图（a）带间跃迁（b）带－杂质中心辐射复合跃迁（c）施主－受主对辐射复合跃迁
在上述辐射复合机构中，前两种属于本征机构，后面几种则属于非本征机构。由此可见，半导体的光致发光过程蕴含着材料结构与组份的丰富信息，是多种复杂物理过程的综合反映，因而利用光致发光光谱可以获得被研究材料的多种本质信息。
光致发光光谱PL
主要内容：
• 光致发光基本原理 • 仪器及测试 • 应用
一、光致发光的基本原理
• 1. 定义：光致发光(Photoluminescence) 指的是以光作为激励手段，激发材料中的电子从而实现发光的过程。它是光生额外载流子对的复合过程中伴随发生的现象。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 2. 基本原理：由于半导体材料对能量高于其吸收限的光子有很强的吸收，因此在材料表面约1μm厚的表层内，由本征吸收产生了大量的额外电子-空穴对，使样品处于非平衡态。这些额外载流子对一边向体内扩散，一边通过各种可能的复合机构复合。其中，有的复合过程只发射声子，有的复合过程只发射光子或既发射光子也发射声子。
二、仪器及测试
• 测量半导体材料的光致发光光谱的基本方法是，用紫外、可见或红外辐射等激发光源产生能量大于被测材料的禁带宽度Eg、且电流密度足够高的光子流去入射被测样品，同时用光探测器接受并识别被测样品发射出来的光，分析该材料的光学特性。
TRIAX550 PL谱仪
样品架
制冷仪
光致发光光谱测量装置示意图
E6 E5
E2
E0
自由载流子复合
束缚激 e-h 子自 e-h e-A 声子参与复由合激子 D-h 复合
浅能级与本征带间的载流子复合

半导体材料培训

1.2半导体材料的类别
对半导体材料可从不同的角度进行分类例如：根据其性能可分为高温半导体、磁性半导体、热电半导体；根据其晶体结构可分为金刚石型、闪锌矿型、纤锌矿型、黄铜矿型半导体；根据其结晶程度可分为晶体半导体、非晶半导体、微晶半导体，但比较通用且覆盖面较全的则是按其化学组成的分类，依此可分为：元素半导体、化合物半导体和固溶半导体三大类，见表1。在化合物阶段，所以本书在叙述中只限于无机化合物半导体材料，简称化合物半导体材料。
例如我们看砷化镓：它是半导体，如果把Ga下面的In替换镓，就变成InAs，也是半导体，同样，如果把As替换成P或Sb，同样也是半导体。这种替换是垂直方向的，它服从周期表的规律，即从上往下金属性变强，最后就不是半导体了。也可以在周期表中进行横向置换，仍以GaAs为中心，Ga向左移变成Zn，As 向右移变成Se，ZnSe是半导体。这些置换都要注意原子价的平衡。在垂直移动时，原子价不发生变化，但在横向移动时，就要考虑两个元素同时平移。同时在原子价总和不变的前提下也可以用两元素取代一个，例如ZnSe，Zn 是二价，与可以用其左右的Cu与Ga取代，即CuGaSe2也是半导体材料。这样可以导出三元化合物半导体。另外可用莫塞（Mooser）-皮尔狲（Pearson）法则来进行推算，此法能预测大多数化合物是否具有半导体性质，但对某些化合物，如金属的硼化物的判断就不够准确。
BC 硼碳
Si P S 硅磷硫 Ge As Se 锗砷硒 Sn Sb Te I 锡锑碲碘
图1.1元素半导体在周期表中的位置
在磷的同素异形体中，只有黑磷具有半导体性质，由于制备黑磷及其单晶的难度较大，未获工业应用。砷的同素异形体之一的灰砷具有半导体性质，但由于制备单晶困难，且其迁移率较低，故未获应用。锑的同素异形体之一的黑锑具有半导体性质，但它在0oC以上不稳定，亦未获应用。硫的电阻率很高，属绝缘体，但它具有明显的光电导性质。硫作为半导体材料还未获得应用。硒的半导体性质发现得很早，现用于制作整流器、光电导器件等。碲的半导体性质已有较多的研究，但因尚未找到n型掺杂剂等原因，未得到应用。

半导体产品培训资料

可靠性问题
随着半导体产品在各个领域的广泛应用，产品的可靠性问题越来越突出，如何提高产品的可靠性和稳定性是当前面临的重要挑战。
技术创新与突破
新材料的应用
通过研发和应用新材料，如新型半导体材料、新型绝缘材料等，可以突破现有技术的限制，提高半导体产品的性能。
制程技术的改进
通过改进制程技术，如纳米压印技术、电子束光刻技术等，可以提高制程精度和良品率，降低生产成本。
人工智能和云计算的发展将推动半导体市场的增长，特别是在高性能计算、数据中心等领域。
05
半导体产品研发与技术创新
当前技术挑战
摩尔定律的极限
随着半导体工艺的不断发展，制程技术已经接近物理极限，如何突破技术瓶颈成为当前面临的重要挑战。
高性能计算需求
随着人工智能、云计算等技术的快速发展，对高性能计算的需求越来越高，如何提高半导体产品的计算性能是当前面临的重要挑战。
产业协同与合作
面对全球半导体市场的激烈竞争，企业间需要加强合作与协同，共同应对供应链风险，推动产业健康发展。
人才培养与教育
随着半导体技术的不断发展，对专业人才的需求也将持续增长。未来需要加强半导体专业人才的培养和教育，为产业发展提供有力的人才保障。
THANKS
感谢观看
生激光光束。
02
半导体产品分类
按材料分类
硅基半导体
硅是最常用的半导体材料，具有高稳定性、低成本和成熟的制造
工艺等优点。
化合物半导体
如砷化镓、磷化铟等化合物，具有高电子迁移率和光子吸收性能，常用于高速电子器件和光电器件。
宽禁带半导体
如硅碳化物、氮化镓等，具有高热导率、高击穿场强和高电子饱和速度等特点，适用于高功率和高频率器件。

半导体材料的培训共50页文档

▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
ห้องสมุดไป่ตู้
50
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有久久不会退去的余香。
半导体材料的培训4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮回里有你。

半导体材料测试技术

目录

X射线双晶衍射技术光致发光分析方法霍尔效应测量原理电化学C-V分布测量技术扫描电子显微镜的原理及应用
第一章 X射线双晶衍射技术

X射线是1895年11月8日由德国物理学家伦琴（W.C.Rontgen）在研究真空管高压放电现象时偶然发现的。由于当时对这种射线的本质和特性尚无了解，故取名为X射线，后人也叫伦琴射线。从1895到1897年间，他搞清楚了X射线的产生、传播、穿透力等大部分特性。伦琴的这一伟大发现使得他于1901年成为世界上第一位诺贝尔奖获得者。X射线发现近半年就被医务界用来进行骨折诊断和定位了，随后又用于检查铸件中的缺陷等。
A
400
300
Intensity(a.U.)
200
100
0
32.9
33.0
33.1
33.2
33.3
?
A
3500 3000 2500
intensity(a.u.)
2000 1500 1000 500 0 34.90 34.95 35.00 35.05 35.10 35.15 35.20
?
XRD results
优点

对于研究材料的结晶完整性、均匀性、层厚、组分、应变、缺陷和界面等重要信息， X射线双晶衍射方法具有独特的优势。首先它是非破坏性的，其次是精度高，方法简便。它不仅为材料生长工艺提供准确的参数，用来指导生长工艺，同时也为器件研究和物理研究提供了可靠的基础。这里主要介绍X射线双晶衍射方法在光电子材料中的应用，其中包括异质外延晶格失配、单量子阱和超晶格结构参数的确定和测量等。

1、阴极，阴极系灯丝，阴极的功能是发射电子。 2 、阳极，阳极又称之为靶（ target ）。是使电子突然减速并发射X射线的地方。当高速运动的电子与阳极相碰时，便骤然停止运动。此时电子的能量大部分变为热能，一部分变成X射线光能，由靶面射出。 3、窗口，窗口是 X射线射出的通道。窗口材料要求既要有足够的强度以维持馆内的高真空，又要对X射线的吸收较小，较好的材料是金属铍。

2020年(培训体系)半导体培训手册上册

第一章太阳电池的工作原理和基本特性1.1半导体物理基础1.1.1半导体的性质世界上的物体如果以导电的性能来区分，有的容易导电，有的不容易导电。

容易导电的称为导体，如金、银、铜、铝、铅、锡等各种金属；不容易导电的物体称为绝缘体，常见的有玻璃、橡胶、塑料、石英等等；导电性能介于这两者之间的物体称为半导体，主要有锗、硅、砷化镓、硫化镉等等。

众所周知，原子是由原子核及其周围的电子构成的，一些电子脱离原子核的束缚，能够自由运动时，称为自由电子。

金属之所以容易导电，是因为在金属体内有大量能够自由运动的电子，在电场的作用下，这些电子有规则地沿着电场的相反方向流动，形成了电流。

自由电子的数量越多，或者它们在电场的作用下有规则流动的平均速度越高，电流就越大。

电子流动运载的是电量，我们把这种运载电量的粒子，称为载流子。

在常温下，绝缘体内仅有极少量的自由电子，因此对外不呈现导电性。

半导体内有少量的自由电子，在一些特定条件下才能导电。

半导体可以是元素，如硅（Si）和锗（Ge），也可以是化合物，如硫化镉（OCLS）和砷化镓（GaAs），还可以是合金，如Ga x AL1-x As，其中x为0-1之间的任意数。

许多有机化合物，如蒽也是半导体。

半导体的电阻率较大（约10-5≤ρ≤107Ω⋅m），而金属的电阻率则很小（约10-8~10-6Ω⋅m），绝缘体的电阻率则很大（约ρ≥108Ω⋅m）。

半导体的电阻率对温度的反应灵敏，例如锗的温度从200C升高到300C，电阻率就要降低一半左右。

金属的电阻率随温度的变化则较小，例如铜的温度每升高1000C，ρ增加40%左右。

电阻率受杂质的影响显著。

金属中含有少量杂质时，看不出电阻率有多大的变化，但在半导体里掺入微量的杂质时，却可以引起电阻率很大的变化，例如在纯硅中掺入百万分之一的硼，硅的电阻率就从2.14⨯103Ω⋅m减小到0.004Ω⋅m左右。

金属的电阻率不受光照影响，但是半导体的电阻率在适当的光线照射下可以发生显著的变化。

培训资料(半导体)

半导本一、半导体的基要知识导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体绝缘体：有的物体几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。

半导本：另一类物质的导电性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和硫化物、氧化物等。

二、本征半导本通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。

完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。

在硅和锗晶体中，原子之间靠近的很近，分属于每个原子的价电子受到相邻原子的影响，而使价电子为两个原子共有，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。

共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。

共价键中的两个电子被电子紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，在常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导本的导电能力很弱。

在绝对0度和没有外界激发时，价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为0，相当于绝缘体。

在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键留下一个空位，称为空穴。

本征导半导中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。

一个空穴带一个单位的正电子电量，电子是构成原子的基本粒子之一，质量极小，带负电。

三、杂质半导本在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导本的导电性能发生显著变化。

使自由电子浓度大大增加的杂质半导本称为N型半导体（电子半导本），使空穴浓度大大增加的杂质半导体称为P型半导本（空穴半导本）1、N型半导本在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导本原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相临的半导本原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就就成了不能移动的带正电电的离子。

每个磷原子给出一个电子，称为施主原子。

半导体材料的培训

微缺陷对器件性能的影响
微缺陷的存在使材料的载流子寿命下降，从而导致器件HFE减小，在器件制做过程中漩涡缺陷有可能转化成位错、层错及形成局部沉淀，进而造成微等离子击穿或使PN结反向电流增大；使大功率高反压器件的性能劣化。
硅片送离度大会对扩散速度和划片质量产生影响
少子寿命电阻率
位错密度用途
可生产无位错单晶做晶体管、二极管、集成电路
硅片检验
晶体完整性
化学择优腐蚀法（ SIRTL腐蚀液）
厚度；总厚度变化
6033T无接触厚度测试仪
电阻率；径向电阻率变化率
6035无接触电阻率测试仪四探针电阻率测试仪
直径
卡尺
外观
目检
硅单晶中的微缺陷
漩涡缺陷
硅单晶中的微缺陷，通常是指无位错单晶在生长方向的横断面经西特尔（SIRTL）腐蚀后，所观察到的呈漩涡状分布的宏观缺陷花纹，故俗称漩涡缺陷。微观上这些漩涡花纹是由浅底腐蚀坑所组成。
络合剂的清洗作用
氢氟酸
是氟化氢的水溶液，无色透明液体，易挥发、有刺激性气味、剧毒。百分比浓度40%。氢氟酸是弱酸，但腐蚀性很强。其酸性比碳酸强而比磷酸弱。氢氟酸的一个很重要性质是能腐蚀玻璃，即能溶解二氧化硅。用氢氟酸腐蚀硅片表面的二氧化硅薄膜，就是利于这个性质，反应方程式如下： SiO2+6HF= H2[SiF6] +2H2O 生成的H2[SiF6]是可溶性的络合物，可用纯水冲除，达到除去二氧化硅的目的。氢氟酸能使皮肤，特别是骨胳造成难以治愈的灼伤，因此使用氢氟酸时应戴橡皮手套。
半导体材料的应用
培训讲义
前言
感谢人力资源部给了我这次与产品工程师与工艺工程师交流的机会，我把我公司原材料的使用、检验、管理和原材料对产品产生的影响跟各位介绍一下。各位产品工程师与工艺工程师在平时工作中，对原材料有什么要求和对原材料哪些性能需要了解，请及时与我联系。我希望在和各位工程师在密切的联系、协作中，使我公司原材料质量不断提高，进而使我公司产品质量不断提高。

半导体材料第六章新

阻又叫集中电阻或扩展电阻。
0.5mm
探针形状及尺寸
半导体材料第辐六章射新状电流示意图
RR R
s
S0
b0
R KR s
S0K
4
半导体材料第六章新
非接触法
常用于在线测量电阻线圈磁场感应使导体中产生涡旋电流。给两个间隔几
毫米的传感器（铁芯线圈）加上几MHz的高频电流, 当晶片插入传感器的中间，通过高频电感的耦合，在晶片内产生涡流。涡旋电流正比电导率和厚度，反比方块电阻。线圈产生的磁场就会被导体电涡流产生的磁场部分抵消，使线圈的电感量、阻抗和品质因数发生变化。
光学性能：薄膜材料的折射率，吸收系数，光电导
特性，发光特性等工业生产中，一般检测的参数有：晶向，位错密
度，氧碳含量，导电类型，电阻率，少子寿命等
半导体材料第六章新
1、定向：
光学定向法； X光定向法
2、缺陷：
金相观察法（与半导体专业基础实验相同）扫描电子显微镜（SEM）透射电子显微镜（TEM）原子力显微镜（AFM） X射线形貌技术
半导体材料第六章新
扩展电阻，金属探针与均匀半导体形成压力接触且半导体的线度相对于探针和半导体的接触半径而言可视为穷大，若有电流从探针流入半导体，则电流在接触点集中，而在半导体中沿方向呈辐射状。此时探针止半导体底端的电阻可由微分电阻累加而得。
R
S = 2 r 0
整个电阻主要集中在探针接触点附近，因而这个电
半导体材料第六章新
光学显微镜的分辨率：
r0 2
光学显微镜的最大分辨率：0.2μm；人眼的分辨本领是大约0.2mm；故光学显微镜的放大倍数一般最高在1000~1500倍。
欲提高分辨率，只有降低光源的波长。

电子行业的半导体技术培训资料

消费电子领域应用
手机
半导体在手机中的应用包括处理器、内存、传感器、摄像头模块等。
平板电脑
半导体在平板电脑中用于实现触控功能、显示驱动、音频处理等。
智能家居
半导体在智能家居领域应用于智能音箱、智能门锁、智能照明等。
通讯领域应用
5G通讯
半导体在5G通讯中发挥着重要作用，如5G基站、5G手机、5G模块等。
可靠性分析
可靠性分析是评估半导体器件在长期使用过程中的稳定性和可靠性的重要手段，包括环境适应性测试、寿命测试、加速老化测试等。
故障分析
故障分析用于确定半导体器件失效的原因和机制，通过失效分析、物理分析等方法找出问题所在并进行改进。
质量保证
质量保证体系是确保半导体制造质量的关键环节，包括制定严格的质量标准和检验流程、采用先进的质量控制方法和设备等。
国际合作
加强与国际先进企业和研发机构的合作交流，共同推动半导体技术进步和产业发展。
06
半导体技术前沿动态与趋势展望
新型半导体材料研究进展
第三代半导体材料
以氮化镓、碳化硅等宽禁带半导体材料为代表，具有高温、高频、高功率等特性，适用于5G 、新能源汽车等领域。
二维半导体材料
如石墨烯、二硫化钼等，具有优异的电学、光学和机械性能，在柔性电子、光电子器件等领域有广阔应用前景。
二极管工作原理
晶体管工作原理
晶体管是半导体技术的重要发明，通过控制基极电流可以控制集电极电流，实现放大、开关等功能。
二极管是最简单的半导体器件之一，由PN结构成，具有整流、检波、稳压等功能。
半导体工艺流程
晶圆制备
晶圆是制造半导体器件的基础材料，通过切割、研磨、抛光等工艺制备出符合要求的晶圆。

半导体培训测试

半导体培训测试（100分）1、姓名【填空题】________________________2、工号【填空题】________________________一、单选题3、1、自然界的物质、材料按导电能力大小可分哪些种类。

【单选题】（3分）A.A、导体B.B、半导体C.C、绝缘体D.D、以上三项都是正确答案: D4、2、选出下列属于半导体材料的选项。

【单选题】（3分）A.A、硅B.B、锗C.C、砷化镓D.D、以上三项都是正确答案: D5、3、当前半导体行业研究的热门话题low-K材料是什么？【单选题】（3分）A.A、低介电常数材料B.B、所有半导体材料C.C、光刻胶材料D.D、以上三项都是正确答案: A6、4、低介电常数材料或称low-K材料的介电常数通常是多少以下？【单选题】（3分）A.A、介电常数k≤2.8B.B、介电常数k≤3.9C.C、介电常数k≤1D.D、以上三项都是正确答案: D7、5、晶圆的的8、12英寸是是什么参数指标？【单选题】（3分）A.A、重量B.B、材料系数C.C、晶圆直径D.D、晶圆厚度正确答案: C8、6、硅晶圆材料主要来源什么物资的提炼？【单选题】（3分）A.A、沙子B.B、植物C.C、石油D.D、海水正确答案: A9、7、晶体管实质上有哪几部分由组成？【单选题】（3分）A.A、漏极（Drain）B.B、源极（Source）C.C、栅极（Gate）D.D、以上三项都是正确答案: D10、8、晶圆制造工艺中、芯片电路内纳米架构是晶体管越小越好，栅极的最小宽度就是工艺制程中的X 纳米，那么以下哪些选项是我们加工所谓的LOW-K材料？【单选题】（3分）A.A、45nm-32nmB.B、28nm-14nm，C.C、10nm-7nmD.D、以上三项都是正确答案: D11、9、选出硅片从原材料到成型的加工工序。

【单选题】（3分）A.A、冶金熔融B.B、拉直长晶C.C、晶棒切片D.D、以上三项都是正确答案: D12、10、烧蚀激光切割机的加激光属于什么光？【单选题】（3分）A.A、日光B.B、紫外光C.C、红外光D.D、黄光正确答案: B二、多选题13、11、半导体工厂的生产环境要求包括以下哪些？【多选题】（5分）A.A、恒温B.B、恒湿C.C、ESD 防护D.D、防火正确答案: ABC14、12、下列不属于IC封装生产工序的是。

半导体行业工程师培训资料

半导体行业工程师培训资料随着科技的发展和应用领域的不断扩展，半导体行业正迎来了巨大的发展机遇。

作为这个行业的核心从业人员，半导体工程师的培训显得尤为重要。

本文将从半导体行业的背景和概述、工程师的培训内容、培训方法以及未来发展趋势等方面，探讨半导体行业工程师培训的相关资料与知识。

一、半导体行业背景和概述半导体是一类重要的电子材料，具有导电性能介于导体和绝缘体之间。

半导体材料的特殊性质赋予了它在电子学和信息技术领域中应用广泛的潜力。

如今，半导体已渗透到了我们生活的方方面面，从手机、电脑、汽车到家电等各种电子设备都离不开半导体器件。

半导体行业无疑成为了现代社会的核心支撑之一。

二、工程师的培训内容半导体行业工程师面临的任务和挑战颇多，因此在培训中需要掌握一系列专业知识和技能。

1.半导体物理与工艺理解和掌握半导体物理特性、半导体器件的工艺制备过程以及半导体工艺所使用的仪器和设备，是工程师的基本素养。

2.半导体器件设计与仿真工程师需要学习半导体器件设计理论、模拟仿真软件的使用和半导体器件测试方法。

通过理论和实践相结合的培训，工程师可以掌握设计新型半导体器件的能力。

3.半导体工艺制程半导体器件的工艺制程是工程师必备的专业技能之一，包括光刻、沉积、离子注入、腐蚀、衬底处理等一系列步骤和工艺参数的掌握。

4.半导体器件封装与测试了解半导体器件的封装工艺和封装材料，以及器件的测试方法和技术规范，是工程师必须具备的技能。

三、培训方法为了提高工程师的专业水平和能力，半导体行业的培训机构和企业采用了多种培训方法。

1.理论课程与实践操作相结合理论课程可以让工程师系统地学习半导体行业的知识体系，而实践操作则是将理论知识应用到实际工作中的关键环节。

2.案例分析和问题解决通过分析实际案例和解决问题的方式，使工程师能够更好地理解和运用所学知识，提高解决实际问题的能力。

3.团队合作和项目实战半导体行业的工程师需要与团队成员密切合作，完成一些复杂的项目任务。

半导体测试与分析

三、探针须固定，并有一定的刚性。
其摆动不仅会造成针距的变化，而且会引起接触电阻的变化。为了使探针与样品表面形成良好的欧姆接触，应在探针与被测表面之间施加一定的压力，一般为1—2N。
四、在测量过程中，电流探针有可能向被测样品注入少数载流于，需要极力避免。
对于高阻材料和少于寿命较高的材料，少子注入可能使电流探针附近较大范围内的电阻率下降。因此，在可能的情况下，采取对被测表面做粗磨处理，以提高表面复合率、降低少子寿命。适当保持较宽的针距，对避免少数载流子的影响也是有益的。
二探针法的优点和缺点
优点：不受样品尺寸大小的影响和电流源少子注入的影响等缺点：对样品的形状和电阻率的均匀性要求严格，而且还需要大面积的欧姆接触电极，在实际应用中颇不方便
四探针法
用四探针法测量半导体电阻率的基本实验装置如图。四根金属探针相互保持一定距离，同被测半导体的某一平坦表面接触。恒流源通过两外侧探针向半导体样品输入稳定电流I，在样品中产生一稳定电流场，然后借助于两根内探针测量该电流场中某两点间的电位差U。电流场理论对各种样品形状提供了I、U与样品材料电阻率 ρ 之间的函数关系。
七、为了减少金属探针与半导体表面接触的整流效应，以及触点的非对称性导电和不相等接触电阻等因素对测试结果精度的影响，每一次测量都要用正反向电流各测一次，以两个测试值的平均作为测试结果。 ·
八、当测试在靠近高频发生器的地方进行时，测量回路中可能会感生出乱真电流，因而应尽量避免这种情况的发生。如果测试仪器不得不靠近这类电源放置时，必须采取必要的屏蔽措施。
半导体材料的测试分析
前言
半导体材料中杂质和缺陷的重要性随着半导体技术和科学的发展，对杂质和缺陷的检测方法在准确性和精度方面要求越来越高检测内容也发生了变化。

电子与半导体技术培训资料

电子与半导体技术培训资料
汇报人：XX 2024-01-15
目录
• 电子技术基础 • 半导体器件与技术 • 模拟电子技术 • 数字电子技术 • 电子与半导体技术前沿动态
01
电子技术基础
电流、电压与电阻
01
02
03
电流
电荷的定向移动形成电流，电流的大小和方向是电路分析的基础。
电压
电压是推动电荷移动的力，是形成电流的必要条件。
了解数字电子技术在计算机领域的应用，如计算机内部的数据表示和处
理、计算机接口电路等。
03
数字电子技术在控制系统中的应用
了解数字电子技术在控制系统中的应用，如数字控制器的设计与实现、
数字信号处理在控制系统中的应用等。
05
电子与半导体技术前沿动态
新型半导体材料研究进展
第三代半导体材料
以氮化镓、碳化硅等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料，具有高电子迁移率、高击穿电压等特性，适用于高温、高频、大功率等恶劣环境。
半导体器件结构和工作原理
PN结
晶体管
详细介绍PN结的形成过程、结构特点和伏安特性。
介绍晶体管的基本结构、工作原理和放大原理，包括NPN和PNP型晶体管的区别和应用。
二极管
阐述二极管的基本结构、工作原理和特性曲线，包括正向导通、反向截止和反向击穿等状态。
半导体器件制造工艺
晶圆制备
描述晶圆制备的过程，包括单晶生长、切片、研磨和抛光等步骤
电阻
电阻是导体对电流的阻碍作用，是电路中的重要元件。
直流电路与交流电路
直流电路
电流方向始终不变的电路，其分析方法包括欧姆定律、基尔霍夫定律等。
交流电路