第二章 半导体材料和工艺化学品

第二章 半导体材料和工艺化学品

1、原子结构：电子 质子 中子 空穴（未填充电子的位置）

任何原子中都有数量相等的质子和电子；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；有相同最外层电子数的元素有着相似的性质；最外层被填满或者拥有8个电子的元素是稳定的；原子会试图与其他原子结合而形成稳定的条件。

2、导电率 C＝1/ρ    ρ为电阻率，单位为欧姆·厘米  Ω·cm

3、电容：把一层绝缘材料夹在两个导体之间就形成的一种电子元件，电容的实际效应就是储存电荷  C＝kEA/t   C-电容 k-材料的绝缘常数 E-自由空间的介电常数（自由空间有最高的电容）  A-电容的面积 t-绝缘材料的厚度。

4、电阻 R＝ρL/WD  ρ为材料电阻率 L为长度  W为宽度  D为高度

5、导体半导体相关特性：材料的电分类和掺杂半导体的性质  空穴流（hole flow）

6、载流子迁移率：在电路中，我们对载流子（空穴和电子）移动所需能量和其移动的速度都感兴趣。移动的速度叫做载流子迁移率，空穴比电子迁移率低，在为电路选择特定半导体材料时，这是个非常值得考虑的重要因素。

7、半导体产品材料：

锗（熔点937度）－表面缺少自然发生的氧化物，从而容易漏电；  硅（熔点1415度）

半导体化合物：砷化镓（GaAs）、磷砷化镓（GaAsP）、磷化铟（InP）、砷铝化镓（GaAlAs）、磷镓化铟（InGaP）。其中砷化镓（GaAs）、磷砷化镓（GaAsP）可用于发光二极管LED制造。

8、砷化镓（GaAs）有诸多优势：载流子的高迁移率、对辐射造成的漏电具有抵抗性、其半绝缘性使邻近器件的漏电最小化，允许更高的封装密度。即便如此砷化镓也不可能替代硅成为主流的半导体材料，因为其性能和制造难度之间的权衡。另外砷对人类使很危险的。

9、锗化硅：器件和集成电路的结构特色是用超高真空/化学气相沉积法（UHV/CVD）来淀积锗层。异质结构（hetrostructure）、异质结（heterojunciton）

10、铁电材料：PZT＆SBT，并入SiCOMS存储电路，叫做铁电随机存储器（FeRAM）

11、工艺化学品：当把芯片的制造成本加在一起时，其中化学品占总制造成本的40％

分子、化合物、混合物、离子（ion）、离子的（ionic）； 固体、液体、气体、等离子体

12、物质的性质：（摄氏温标中改变一度比华氏温标中需要更多的能量）

温度： 华氏温标（-491.4、32、212）、摄氏温标（-273、0、100）、开氏温标（0、273、373）

华氏温标时德国物理学家Gabriel Fahrenheit用盐和水溶液开发的，盐溶液的冰点温度定为华氏零度。但由于纯水的冰点温度更有用，所以在华氏温标中水的冰点温度为32F，沸点温度为212F，两者相差180F。

密度（dense）、比重（specific gravity）蒸气密度（vapor density）

气压表示为英镑每平方英寸（psia），大气压或托（torr）；真空（vacuum）；毫米汞柱（manometer）

酸、碱、溶剂：酸中含有氢离子（hydrogen ion），碱中含有氢氧离子（hydroxide ion）

材料安全数据表（MSDS）－美国联邦职业、安全和健康法案（OSHA）的规定