半导体生产与洁净度
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如果我们在纯净的本征半导体中掺入少量杂质锑（或磷、砷之类），把么在 这块半导体中就产生了许多新电子，这些新产生的电子数量远远超过原来未 掺入杂质前的电子或空穴的数量，因此在全部载流子中现在占压倒多数的是 电子，而空穴数目很少。在这种半导体中起支配地位的载流子是电子，导电 作用主要有电子来决定，所以称电子为“多数载流子”，而空穴是“少数载 流子”。这种类型的半导体叫做电子型半导体，简称n型半导体，如图4所示。
在室温时这些共价电子被局限在共价键上，在温度和光照作用下，共 价键被破坏即能激发电子参与放电行为，
在硅晶体待参杂时， 破坏了共价键的平衡，产生导电行为。 在外界条件的影响下，局部晶体结构被破坏令产生缺陷。
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图3 金刚石型晶体结构的四面体结构在二维空间的链接示意图
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Baidu Nhomakorabea
1-2 半导体的导电性能 n型和p型半导体
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图4 Ｎ型半导体示意图
图5 Ｐ型半导体示意图
由于在本征半导体掺入的杂质不同，两种类型的半导体中多数
载流子和少数载流子也就有所不同。在P型半导体中空穴是多数 载流子，电子是少数载流子；而在n 型半导体中则恰好相反。此 外，掺入杂质的数量愈多，多数载流子的数目也就愈多，半导体
的导电能力也就愈强。因此掺入的杂质对半导体的性质有着特别 重要的影响。
以上电子器件的结构原理就是从半导体特征性能P－N 结为基础的。下面就最基础的半导体原理讲起，从其P－N结制 造的过程，提出了“洁净度”的要求。
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半导体基本知识
1-1半导体的晶体结构
硅是已知的12个带有半导体性质中最重要的元素半导体 是位于元素周期表中第三周期四族的第二个元素，硅晶体 原子以共价键结合，硅的原子序数为14是4价元素，
开发、生产及利用再生能源，提到议事日程。随即太阳能电池技术迅 速发展。
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以半导体硅材料为基础的大规模工业生产的太阳能电池其理论 计算转换效率达20％，在后来20多年发展过程中，由于大规模 集成电路的迅速发展，给晶体硅太阳能技术的进一步革新提供 了很多优越的借鉴条件。大规模生产的太阳能电池转换效率不 断提高，多晶硅太阳能转换效率达到15％以上，单晶硅可达到 17％以上，近年来，太阳能电池每年销售量在全球范围内以每 年25％速度在递增，1997年为100MW/年，1998年135/MW年， 2001年为401MW/年。1999年美国的太阳能电池销售量为61MW ，日本为85MW。
面更广泛应用微电子技术，微电子行业更能有突飞猛进的发展。在半
导体另一个新辟领域，即利用半导体特有的性能，使光热能通过半导 体硅多晶硅或硅单晶变为电能。第一个太阳能电池是1951年诞生在美 国贝尔实验室，60年代主要用于航天领域，那时太阳能电池效率只有 10％。70年代中东石油危机对西方国家能源带来威胁，西方国家政府
相反，如果我们在纯净的本征半导体中掺入少量杂质铟（或铝、硼之类）， 那么在这块半导体终究会产生许多新的空穴，这些空穴的数量大大超过未掺 杂质前原有的电子和空穴的数量，因此在全部载流子中，占压倒多数的是空 穴，而电子的数量很少。所以这种半导体中对导电起支配作用的载流子是空 穴。空穴是多数载流子，而电子是少数载流子。这种类型的半导体叫做空穴 型半导体，简称P型半导体，如图5所示。
硅晶体中以共价键结合，具有正四面体晶体特征在常压 下硅晶体为金刚石型结构如图（1）
图（1）硅半导体材料晶体结构-金刚石型
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硅晶体有一些重要的晶向和晶面，常用的有（111）（110）（100） （111） 如图2
图2 硅面—立晶系中的重要晶面
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在自然界，除了上面所说的导体和绝缘体外，还存在着导电性能介于导 体和绝缘体之间的许多物体，这就是半导体。半导体是一种晶体，它的 种类很多，目前用得最广得是锗、硅、硒等。按电阻值来讲，电阻值大 于1×10e11为绝缘体，电阻值小于1×10e4为导体，电阻值在1×10e11—— 1×10e4之间的为半导体，对于具有金刚石结构的硅来讲，每个原子与相 邻的四个原子成链接，如图3所示硅原子的最外层电子轨道具有四个价 电子它可以与四个相邻分享其价电子称为共价键。
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经过了40年的发展，集成电路从小规模集成电路发展到了巨大规模集
成电路和系统芯片。集成的元器件数也从几个发展到目前的几十亿个 。晶体管和集成电路从美国发明， 开始重点都放在军用上，集成电路
踏入民用领域还是从1964年通过日本大公司，计算器等民用产品的生
产。日本科技独创性不强，但它能利用美国的科研成果从产业化入手 ，创造出无与伦比的辉煌业绩。90年代韩国依靠财团的雄厚资金，踩 着日本人的足迹也获得了成功。在21世纪通讯、航天、民用电器等方
放大和振荡三种国能。它被称为电子设备的心脏。但电子管体积大、耗 电 多 、 散 热 大 、 易 破 碎 、 寿 命 短 等 。 例 如 1 9 4 5 年 美 国 莫 克 利 （ J.W. Mauchly）和埃克特（J.P Eokert）研制成功的世界第一台电子计算机共 使用了18000个电子管，重30吨，占地170m2，耗电150KW，运算速度 5000次/sec，平均无故障时间仅7分钟，但它比手摇计算速度快1000倍， 比人工快20万倍。
半导体生产与洁净度
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主要内容
1、半导体的发展简介 2、半导体的基本知识 3、半导体特性决定其制造过程必须有 洁净度要求 4、洁净区的管理
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微电子的发展史
1904年英国人弗来明（J.A.Fleming）发明真空二极管。1906年 美国人德福雷斯特（Lee do forest）发明真空三极管。三极管具有检波、
1947年12月23日， 贝尔研究所物理学家巴丁（J Bardeen）和布
拉顿用两根触丝放在锗半导体的表面，当触丝十分靠近时观察到了信号 放大特征，但是接触晶体管利用触须接点很不稳定。1950年贝尔研究所 领导肖克利（W.B Shockley）与物理学家巴丁.布拉顿成功开发第一个结 型晶体管，并于1956年获诺贝尔奖金。1958年德州仪器（TI）公司、基 比尔（J.C Kilby）和仙童公司诸伊斯（R.N Woyce）相继研究成功世界上 第一块集成电路。
在室温时这些共价电子被局限在共价键上，在温度和光照作用下，共 价键被破坏即能激发电子参与放电行为，
在硅晶体待参杂时， 破坏了共价键的平衡，产生导电行为。 在外界条件的影响下，局部晶体结构被破坏令产生缺陷。
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图3 金刚石型晶体结构的四面体结构在二维空间的链接示意图
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1-2 半导体的导电性能 n型和p型半导体
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图4 Ｎ型半导体示意图
图5 Ｐ型半导体示意图
由于在本征半导体掺入的杂质不同，两种类型的半导体中多数
载流子和少数载流子也就有所不同。在P型半导体中空穴是多数 载流子，电子是少数载流子；而在n 型半导体中则恰好相反。此 外，掺入杂质的数量愈多，多数载流子的数目也就愈多，半导体
的导电能力也就愈强。因此掺入的杂质对半导体的性质有着特别 重要的影响。
以上电子器件的结构原理就是从半导体特征性能P－N 结为基础的。下面就最基础的半导体原理讲起，从其P－N结制 造的过程，提出了“洁净度”的要求。
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半导体基本知识
1-1半导体的晶体结构
硅是已知的12个带有半导体性质中最重要的元素半导体 是位于元素周期表中第三周期四族的第二个元素，硅晶体 原子以共价键结合，硅的原子序数为14是4价元素，
开发、生产及利用再生能源，提到议事日程。随即太阳能电池技术迅 速发展。
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以半导体硅材料为基础的大规模工业生产的太阳能电池其理论 计算转换效率达20％，在后来20多年发展过程中，由于大规模 集成电路的迅速发展，给晶体硅太阳能技术的进一步革新提供 了很多优越的借鉴条件。大规模生产的太阳能电池转换效率不 断提高，多晶硅太阳能转换效率达到15％以上，单晶硅可达到 17％以上，近年来，太阳能电池每年销售量在全球范围内以每 年25％速度在递增，1997年为100MW/年，1998年135/MW年， 2001年为401MW/年。1999年美国的太阳能电池销售量为61MW ，日本为85MW。
面更广泛应用微电子技术，微电子行业更能有突飞猛进的发展。在半
导体另一个新辟领域，即利用半导体特有的性能，使光热能通过半导 体硅多晶硅或硅单晶变为电能。第一个太阳能电池是1951年诞生在美 国贝尔实验室，60年代主要用于航天领域，那时太阳能电池效率只有 10％。70年代中东石油危机对西方国家能源带来威胁，西方国家政府
相反，如果我们在纯净的本征半导体中掺入少量杂质铟（或铝、硼之类）， 那么在这块半导体终究会产生许多新的空穴，这些空穴的数量大大超过未掺 杂质前原有的电子和空穴的数量，因此在全部载流子中，占压倒多数的是空 穴，而电子的数量很少。所以这种半导体中对导电起支配作用的载流子是空 穴。空穴是多数载流子，而电子是少数载流子。这种类型的半导体叫做空穴 型半导体，简称P型半导体，如图5所示。
硅晶体中以共价键结合，具有正四面体晶体特征在常压 下硅晶体为金刚石型结构如图（1）
图（1）硅半导体材料晶体结构-金刚石型
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硅晶体有一些重要的晶向和晶面，常用的有（111）（110）（100） （111） 如图2
图2 硅面—立晶系中的重要晶面
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在自然界，除了上面所说的导体和绝缘体外，还存在着导电性能介于导 体和绝缘体之间的许多物体，这就是半导体。半导体是一种晶体，它的 种类很多，目前用得最广得是锗、硅、硒等。按电阻值来讲，电阻值大 于1×10e11为绝缘体，电阻值小于1×10e4为导体，电阻值在1×10e11—— 1×10e4之间的为半导体，对于具有金刚石结构的硅来讲，每个原子与相 邻的四个原子成链接，如图3所示硅原子的最外层电子轨道具有四个价 电子它可以与四个相邻分享其价电子称为共价键。
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经过了40年的发展，集成电路从小规模集成电路发展到了巨大规模集
成电路和系统芯片。集成的元器件数也从几个发展到目前的几十亿个 。晶体管和集成电路从美国发明， 开始重点都放在军用上，集成电路
踏入民用领域还是从1964年通过日本大公司，计算器等民用产品的生
产。日本科技独创性不强，但它能利用美国的科研成果从产业化入手 ，创造出无与伦比的辉煌业绩。90年代韩国依靠财团的雄厚资金，踩 着日本人的足迹也获得了成功。在21世纪通讯、航天、民用电器等方
放大和振荡三种国能。它被称为电子设备的心脏。但电子管体积大、耗 电 多 、 散 热 大 、 易 破 碎 、 寿 命 短 等 。 例 如 1 9 4 5 年 美 国 莫 克 利 （ J.W. Mauchly）和埃克特（J.P Eokert）研制成功的世界第一台电子计算机共 使用了18000个电子管，重30吨，占地170m2，耗电150KW，运算速度 5000次/sec，平均无故障时间仅7分钟，但它比手摇计算速度快1000倍， 比人工快20万倍。
半导体生产与洁净度
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主要内容
1、半导体的发展简介 2、半导体的基本知识 3、半导体特性决定其制造过程必须有 洁净度要求 4、洁净区的管理
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微电子的发展史
1904年英国人弗来明（J.A.Fleming）发明真空二极管。1906年 美国人德福雷斯特（Lee do forest）发明真空三极管。三极管具有检波、
1947年12月23日， 贝尔研究所物理学家巴丁（J Bardeen）和布
拉顿用两根触丝放在锗半导体的表面，当触丝十分靠近时观察到了信号 放大特征，但是接触晶体管利用触须接点很不稳定。1950年贝尔研究所 领导肖克利（W.B Shockley）与物理学家巴丁.布拉顿成功开发第一个结 型晶体管，并于1956年获诺贝尔奖金。1958年德州仪器（TI）公司、基 比尔（J.C Kilby）和仙童公司诸伊斯（R.N Woyce）相继研究成功世界上 第一块集成电路。