半导体技术对人类社会的影响

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1、物理学与人类文明任课老师：戴长建班级：材化一班姓名：余伟学号：20114203半导体技术对人类社会的影响材化一班余伟20114203半导体材料对20世纪的人类文明所起的巨大影响最令人惊讶。20世纪是科学技术突飞猛进的100年，原子能、半导体、激光和电了计算机被称为20世纪的四大发明，后三大发明是紧密相关的。半导体，指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。半导体电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质称为半导体：室温时电阻率约在ImQ・cm~lGQ•cm

2、之间，温度升高时电阻率则减小。半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。错和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括第III和第V族化合物（碑化镣、磷化稼等）、第II和第VI族化合物（硫化镉、硫化锌等）、氧化物（猛、辂、铁、铜的氧化物）,以及由m・v族化合物和II族化合物组成的固溶体（镣铝础、镣硼磷等）。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。半导体的分类，按照其制造技术可以分为：集成电路器件，分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类

3、。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类，虽然不常用，但还是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其规模进行分类的方法。此外，还有按照其所处理的信号，可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。半导体五大特性：掺杂性，热敏性，光敏性，负电阻率温度特性,整流特性。★在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。★在光照和热辐射条件下，其导电性有明显的变化。半导体材料的制造为了满足量产上的需求，半导体的电性必须是可预测并且稳定的，因此包括掺杂物的纯度以及半导体晶格结构的品质都必须

4、严格要求。常见的品质问题包括晶格的错位、双晶面，或是堆栈错误都会影响半导体材料的特性。对于一个半导体元件而言，材料晶格的缺陷通常是影响元件性能的主因。目前用来成长高纯度单晶半导体材料最常见的方法称为裘可拉斯基制程。这种制程将一个单晶的晶种放入溶解的同材质液体中，再以旋转的方式缓缓向上拉起。在晶种被拉起时，溶质将会沿着固体和液体的接口固化，而旋转则可让溶质的温度均匀。最早的实用"半导体”是「电晶体(Transistor)/二极体(Diode)Jo一、在无线电收音机(Radio)及电视机(Television)中，作为

5、“讯号放大器/整流器”用。二、近来发展「太阳能(SolarPower)J,也用在「光电池(SolarCell)」中。三、半导体可以用来测量温度，测温范围可以达到生产、生活、医疗卫半、科研教学等应用的70%的领域，有较高的准确度和稳定性,分辨率可达o.rc,甚至达到0.01°c也不是不可能，线性度0.2%,测温范围・100〜+300°C,是性价比极高的一种测温元件。半导体的发现实际上可以追溯到很久以前，1833年，英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，

6、但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。不久，1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被发现的半导体的第二个特征。1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应，这是半导体又一个特有的性质。半导体的这四个效应，虽在1紀0年以前就先后被发现了，但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。在1874年，

7、德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关，即它的导电有方向性，在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效应，也是半导体所特有的第三种特性。同年，舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。为什么半导体被认可需要这么多年呢？主要原因是当时的材料不纯。没有好的材料，很多与材料相关的问题就难以说清楚。1904年发明真空二极管，1920年无线电广播便风靡全球;1931年半导体理论提出，1948年用半导体材料错制成了晶体管，从真空管到晶体管，使电子工业发生了质的飞跃，具有

8、划时代的意义;1959年硅半导体材料研制成功，为微电子工业奠定了基础，事实上也是为计算机时代的到来提供了物质条件.1946年世界上第一台电子计算机在美国问世，当时还没有半导体材料，它是由18000支真空管组成的庞然大物，每秒钟实现加法运算40000次;1948年半导体材料取得突破,随即晶体管线路普及,1956年第一台晶体管计算机问世，和第一代真空管计算机相比