半导体材料和工艺化学品

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1、第2章半导体材料和工艺化学品半导体材料拥有特有的电性能和物理性能，这些性能使得半导体器件和电路具有独特的功能。这里将这些性能与原子的基本性能、固体、本征半导体和掺杂半导体的电性能，一同进行分析。要想理解半导体材料就必须了解原子结构的基本知识。2.1原子结构2.1.1玻尔原子原子是自然界的基本构造单元。自然界中的任何事物都是由96种稳定元素和12种不稳定元素组成的。每一种元素都有不同的原子结构，不同的结构决定了元素的不同特性。♦例如：黄金的特性是由黄金的原子结构决定的。如果一块黄金不断地被分割而变小,那么最终会留下一小块，依然能呈现出黄金的特性，

2、这一小块就是原子。进一步分下去，就会产生构成每个原子的三个部分，它们被称做亚原子粒子，也就是质子、中子和电子。原子二质子+中子+电子这些亚原子粒子各有其特性。要组成金原子就要求这些亚原子粒子有特定的组合和结构。♦著名物理学家尼尔斯•玻尔最早把原子的基本结构用于解释不同元素的不同物理、化学和电性能。玻尔的原子模型位子子子填电质中未一一=一一=;NO在玻尔的原子模型中，带正电的质子和不带电的中子集中在原子核中，带负电的电子围绕原子核在固定的轨道上运动。注：中子是中性不带电的粒子，与质子一起构成原子核。带正电的质子和带负电的电子之间存在着吸引力，不过

3、吸引力和电子在轨道上运行的离心力相抵，这样一来原子结构就稳定To♦每个轨道容纳的电子数量是有限的。在有些原子中，不是所有的位置都会被电子填满，这样结构中就留下一个“空穴”当一个特定的电子轨道被填满后，其余的电子就必须填充到下一个外层轨道上。2.2元素周期表不同的元素，其原子中的电子、质子和中子数是不同的。♦原子结构的第一条规则。①在任何原子中都有数量相等的质子和电子。②任何元素都包括特定数目的质子，没有任何两种元素有相同数目的质子。♦可以按质子数（或电子数）对自然界的原子进行排序。从最简单的氢原子（有一个电子）到最复杂的镑原子（有103个电子）

4、。注：氢原子只包括一个原子核中的质子和一个电子。因此，人们对每种元素指定特定的序数,“原子序数”就等于原子中质子的数目（也就是电子的数目）。这样就得到了“元素周期表”o234r67^roup)elementsIARfpriks33Li4Be9.012PeriodicTcibleoftheinsitionmetal*VIIBf—ElementsBBI0RII6cIZDII7NI4.l»78o15.9999FIM.Wi10N

5、e?0.1册11Na22VW12Mg24W5HIDIVBVBVIBVI!IB.IBIIB13Al26.9®214Si15Pwse16s3206617Cl35.455IBAr10K:w.tww20Ca4OO7H21Sc44.95622Ti47.B823V50.94224Cr99625MnM.9A826Fe27Co2BNi58.6929Cu6354630Zn31Ga69.72332Ge72.6133As74.92234Se789635Br36KrKin37KbW5.46838SrS76239Y40Zr9122441Nb92.呱42Mo43Tc如<4

6、Ru101.0745Rhi02W46Pd47Ag107<8Cd1114114S>In114^250Sn118.7(51Sb121.7652leI27o053I12bw0554XeBl2005Cs06BaW32757La1*咻■dQ73Ta74w75Re1^20776Os1M0.2377Ir1*22278Pt195.0879Au他⑷8DHg200.5981Tl2VM3W82Pb2072B3Bi20HMA184Po2(NB5At210B5Rn222B7Fr223UURa22b(125Ac227.02B1104Rf261108Db2621(X5Sg2

7、63107Bh2b2100Hs2&5IOSMt266110Uun269inUuu272112Uub2771141161181rcc^iirlhflvrnrLanthanidesActinides58Ce140.115noPr14090860Nd1442491Pm14562Sm150.3663Eii151.9M64Gd157.25B5Tb15S.92566Dy162.567Ho164-9368Er167.2669Tm70Yb173.C471Lu1749^790Th232.OM91Pa25103692u93Np237.4XW04Pu24495Am2

8、43Cm247S7Bk247OBCf251曲Es252100Fin2^7101Md2SH102No259100LrCopyright@2000Benj