基础理论培训资料

《基础理论培训资料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第一章熟悉半导体硅材料的基础理论与工艺一.熟悉半导体硅材料的基础知识：半导体基础知识：①电阻率: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。半导体室温时电阻率约在10一4—10P欧姆/cm之间，温度升高时电阻率指数则减小。0半导体材料很多，按化学成分可分为元索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商大类。®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。不含杂质且无晶格缺陷的半导体统称为木征半导体。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率比较大，实际应用不多。④半导体的杂质:半导体中的杂质对

2、电阻率的影响特别大。半导体中掺入微量杂质时，例如四价元素错或硅品体中掺入五价元素磷、碑、锐等杂质原子时，杂质原子作为晶格的一分子,其五个价屯子屮有四个与周围的错（或硅）原子形成共价结合，多余的一个屯子被束缚于杂质原子附近，很易激发到导带成为电子载流子。这种能提供电子载流子的杂质称为施主杂质。◎在错或硅晶体屮掺入三价元索硼、铝、铢等杂质原子时，杂质原子与周围的四个错（或硅）原子形成共价结合时尚缺少一个电子，因而存在一个空位，而形成一个空穴载流子。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时，有价带中形成一个载流子所

3、需能量比木征半导体情形小得多，半导体掺杂后其电阻率大大下降。加热或光照产生的热激发都会使自由载子数增加而导致电阻率减小。半导体热敏电阻元件和光敏电阻元件就是根据此原理制成的。®对掺入施主杂质（磷、神、鲜）的半导体，导电体载流子主要是导带屮的电子，属于电子型导电，称为N型半导体。掺入受主杂质（硼、铝、傢）半导体属于空穴导电。主要是空穴导电，称为P型半导体。但半导体在任何温度下都能产生电子一空穴对，故N型半导休中可存在少量空穴，P型半导体屮可存在少量电子，他们统称为少数载流子。在半导体器件的各种效应屮，少数载流子常扮演重

4、要角色。一.晶体学基础知识：A.晶体的概念：①晶体和非晶体晶体：原子按一定的儿何规律排列的内部结构。如：冰、石英、方解石及晶体半导体金属。非晶体：内部结构排列不十分规则甚至无规则。如：玻璃、橡胶、塑料等。0对晶体的定义：乩原子有规则排列，结构周期性和对称性、各向异性。b.能对X射线、电子束发生衍射效应。c.有固定的溶点和沸点。d.单晶体一原子按一定的儿何规律排列成完整区域具有各向异性。e.多晶体一单晶体的集合。f.非晶体一各向同性。B,晶体缺陷:无论是自然界中存在的犬然晶体，还是在实验室或工厂中培养的人工晶体，总是或

5、多或少存在某些缺陷，因为：首先在晶体生长过程屮总是不可避免地受到外界环境中各种复杂因素不同程度影响，不可能按理想在发育。如果晶体中进入了一些朵质，这些朵质也会占据一定的位置，这样破坏了原子排列的周期性。在二十世纪屮期，发现晶体屮缺陷的存在，它严重影响晶体性质，有些是决定性的，如半导体导电性质，儿乎完全是由外来杂质、原子和缺陷存在决定的。另外固体的强度、耐火材料、加热烧结的材料的固相反应等等，都与缺陷有关。晶体缺陷是近些年來国内外科学研究十分注意的一个内容。根据缺陷的作用把真实晶体缺陷分为四类：点缺陷：在三维尺寸均很小

6、，只在某些位置发生，只影响邻近几个原子。如：空位、间隙原子等。线缺陷：在三维尺寸很小，在另一维尺寸大，可被电镜观察到。如：位错。面缺陷：在一维尺寸小，在另二维尺寸人，可被光学显微镜观察到。女恥挛晶、堆垛错。体缺陷：在三维尺寸大。女n：镶块、沉淀物、空洞、气泡等。一.硅的基础知识：符号：si,序号:14,VA族，密度2330kg/m3硬度：6°5颜色：深灰色，外表带兰色调，地売含量：25.7%，原子量：28.0855,晶体结构：金刚石结构，熔点:1414°C,沸点：2900°C,气压：4.77帕。四硅单晶的生产工艺区熔

7、法和直接法两种1.区熔法单晶硅：分主器件、可控硅、探测器等，主耍用于制作电力电子器件，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、机电一体化、节能灯、电视机系列产品。2.直拉法单品硅：直拉单品硅产品主要用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品。单晶生产工艺流程图成品圆棒或方棒冷却系统A「供应系统真空系统供电系统半导体(太阳能)硅材料生产流程：SiO2-工业硅一多晶硅一单晶硅或铸锭硅f硅片加工f器件五.硅单晶物理参数及测试1.型号：导电类型，P型、N型、P/N型。采用冷热探笔测试。标准：GB/T1550—19

8、972.少数载流子寿命：单位us,-•般采用光屯导衰退法测试(GB/T1553—1997)。太阳能级单晶-•般采用微波光导衰退法测试ASTM/1535o3.电阻率：单位欧.cm,采用直排四摆针法测试(GBAT1552—1995)。1.晶向：采用光图法或X射线衍射法测定(GBE555—1997)。2.位错:采用化学腐蚀法检测(GB/T1554—1