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半導(dǎo)體論文格式范文 半導(dǎo)體材料的特性參數(shù)對(duì)半導(dǎo)體的應(yīng)用甚為重要因?yàn)椴挥玫男再|(zhì)決定著不同的用途接下來是小編帶來的半導(dǎo)體論文希望對(duì)你有所幫助 摘要：本文主要介紹半導(dǎo)體材料的分類、特征、制備工藝、應(yīng)用、半導(dǎo)體的特性參數(shù)、發(fā)展現(xiàn)狀戰(zhàn)略地位等半導(dǎo)體的發(fā)展與器件緊密相關(guān)1941年用多晶硅材料制成檢波器是半導(dǎo)體材料應(yīng)用的開始19481950年用切克勞斯基法成功的拉出了鍺單晶并用它制成了世界上第一個(gè)具有放大性能的鍺晶體三極管1951年用四氯化硅鋅還原法制出了多硅晶1952年用直拉法成功拉出世界上第一根硅單晶同年制出了硅結(jié)型晶體管從而大大推進(jìn)了半導(dǎo)體材料的廣泛應(yīng)用和半導(dǎo)體器件的飛速發(fā)展 關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體材料導(dǎo)電能力單晶片電阻率電子 一、半導(dǎo)體材料的分類； 半導(dǎo)體材料是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)半導(dǎo)體材料是一類具有半導(dǎo)體性能、可用來制作半導(dǎo)體器件和集成電的電子材料其電導(dǎo)率在10（U3）10（U9）/cm范圍內(nèi) 半導(dǎo)體材料可按化學(xué)組成來分再將結(jié)構(gòu)與性能比較特殊的非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體單獨(dú)列為一類按照這樣分類方法可將半導(dǎo)體材料分為元素半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體、固溶體半導(dǎo)體和非晶態(tài)與液態(tài)半導(dǎo)體元素半導(dǎo)體大約有十幾種處于A族A族的金屬元素與非金屬元素交界處如GeSiSeTe等；化合物半導(dǎo)體分為二元化合物半導(dǎo)體和多元化合物半導(dǎo)體；有機(jī)半導(dǎo)體分為有機(jī)分子晶體、有機(jī)分子絡(luò)合物、和高分子聚合物一般指具有半導(dǎo)體性質(zhì)的碳碳雙鍵有機(jī)化合物電導(dǎo)率為1010102cm固溶體半導(dǎo)體是由兩個(gè)或多個(gè)晶格結(jié)構(gòu)類似的元素化合物相融合而成有二元系和三元系之分如AA組成的GeSi固溶體AA組成的BiSb固溶體原子排列短程有序、長(zhǎng)程無序的半導(dǎo)體成為非晶態(tài)半導(dǎo)體主要有非晶硅、非晶鍺等 二、半導(dǎo)體材料的制備工藝； 不同的半導(dǎo)體器件對(duì)半導(dǎo)體材料有不同的形態(tài)要求包括單晶的切片、磨片、拋光片、薄膜等半導(dǎo)體材料的不同形態(tài)要求對(duì)應(yīng)不同的加工工藝常用的半導(dǎo)體材料制備工藝有提純、單晶的制備和薄膜外延生長(zhǎng) 所有的半導(dǎo)體材料都需要對(duì)原料進(jìn)行提純要求的純度在6個(gè)“9”以上最高達(dá)11個(gè)“9”以上提純的方法分兩大類一類是不改變材料的化學(xué)組成進(jìn)行提純稱為物理提純；另一類是把元素先變成化合物進(jìn)行提純?cè)賹⑻峒兒蟮幕衔镞€原成元素稱為化學(xué)提純物理提純的方法有真空蒸發(fā)、區(qū)域精制、拉晶提純等使用最多的是區(qū)域精制化學(xué)提純的主要方法有電解、絡(luò)合、萃取、精餾等使用最多的是精餾由于每一種方法都有一定的局限性因此常使用幾種提純方法相結(jié)合的工藝流程以獲得合格的材料 絕大多數(shù)半導(dǎo)體器件是在單晶片或以單晶片為襯底的外延片上作出的成批量的半導(dǎo)體單晶都是用熔體生長(zhǎng)法制成的直拉法應(yīng)用最廣80%的硅單晶、大部分鍺單晶和銻化銦單晶是用此法生產(chǎn)的其中硅單晶的最大直徑已達(dá)300毫米在熔體中通入磁場(chǎng)的直拉法稱為磁控拉晶法用此法已生產(chǎn)出高均勻性硅單晶在坩堝熔體表面加入液體覆蓋劑稱液封直拉法用此法拉制砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等分解壓較大的單晶懸浮區(qū)熔法的熔體不與容器接觸用此法生長(zhǎng)高純硅單晶水平區(qū)熔法用以生產(chǎn)鍺單晶水平定向結(jié)晶法主要用于制備砷化鎵單晶而垂直定向結(jié)晶法用于制備碲化鎘、砷化鎵用各種方法生產(chǎn)的體單晶再經(jīng)過晶體定向、滾磨、作參考面、切片、磨片、倒角、拋光、腐蝕、清洗、檢測(cè)、封裝等全部或部分工序以提供相應(yīng)的晶片 在單晶襯底上生長(zhǎng)單晶薄膜稱為外延外延的方法有氣相、液相、固相、分子束外延等工業(yè)生產(chǎn)使用的主要是化學(xué)氣相外延其次是液相外延金屬有機(jī)化合物氣相外延和分子束外延則用于制備量子阱及超晶格等微結(jié)構(gòu)非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金屬等襯底上用不同類型的化學(xué)氣相沉積、磁控濺射等方法制成 三、半導(dǎo)體材料的特性參數(shù)； 半導(dǎo)體材料的特性參數(shù)對(duì)半導(dǎo)體的應(yīng)用甚為重要因?yàn)椴挥玫男再|(zhì)決定著不同的用途下面介紹晶體管、光電器件和溫差電器件對(duì)半導(dǎo)體材料特性的要求 1.晶體管對(duì)半導(dǎo)體材料特性的要求：根據(jù)晶體管的工作原理要求材料有較大的非平衡載流子壽命和載流子遷移率用載流子遷移率大的材料制成的晶體管可以工作于更高的頻率（有較好的頻率響應(yīng)）晶體缺陷會(huì)影響晶體管的特性甚至使其失效晶體管的工作溫度高溫限決定于禁帶寬度的大小禁帶寬度越大晶體管正常工作的高溫限也越高 2.光電器件對(duì)材料特性的要求：利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)（光照后增加的電導(dǎo)）性能的輻射探測(cè)器所適用的輻射頻率范圍與材料的禁帶寬度有關(guān)材料的非平衡載流子壽命越大則探測(cè)器的靈敏度越高而從光作用于探測(cè)器到產(chǎn)生響應(yīng)所需的時(shí)間(即探測(cè)器的弛豫時(shí)間)也越長(zhǎng)因此高的靈敏度和短的弛豫時(shí)間二者難于兼顧對(duì)于太陽電池來說為了得到高的轉(zhuǎn)換效率要求材料有大的非平衡載流子壽命和適中的禁帶寬度(禁帶寬度于1.1至1.6電子伏之間最合適)晶體缺陷會(huì)使半導(dǎo)體發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光二極管的發(fā)光效率大為降低 3.溫差電器件對(duì)材料特性的要求：為提高溫差電器件的轉(zhuǎn)換效率首先要使器件兩端的溫差大當(dāng)?shù)蜏靥幍臏囟龋ㄒ话銥榄h(huán)境溫度）固定時(shí)溫差決定于高溫處的溫度即溫差電器件的工作溫度為了適應(yīng)足夠高的工作溫度就要求材料的禁帶寬度不能太小其次材料要有大的溫差電動(dòng)勢(shì)率、小的電阻率和小的熱導(dǎo)率 四、半導(dǎo)體材料的應(yīng)用舉例； 1.元素半導(dǎo)體材料：硅在當(dāng)前的應(yīng)用相當(dāng)廣泛他不僅是半導(dǎo)體集成電路、半導(dǎo)體器件和硅太陽能電池的基礎(chǔ)材料而且用半導(dǎo)體制作的器件和產(chǎn)品已經(jīng)大范圍進(jìn)入我們的日常生活人們的家用電器80%以上都離不開硅材料鍺是稀有元素地殼中含量較少由于鍺有特殊的性質(zhì)使得它的應(yīng)用主要集中在制作各種二極管和三極管等 2.有機(jī)半導(dǎo)體材料：有機(jī)物半導(dǎo)體具有熱激活電導(dǎo)率如聚丙烯和聚二乙烯苯以及堿金屬和蒽的絡(luò)合物有機(jī)半導(dǎo)體材料可分為有機(jī)物聚合物和給體受體絡(luò)合物三類有機(jī)半導(dǎo)體芯片等產(chǎn)品生產(chǎn)能力差但是擁有加工處理方便結(jié)實(shí)耐用成本低廉等特性 3.非晶半導(dǎo)體材料：非晶半導(dǎo)體按鍵的合力性質(zhì)分為共價(jià)鍵非晶半導(dǎo)體和離子鍵非晶半導(dǎo)體兩類可以用液相快冷方法和真空蒸汽或?yàn)R射的方法制備在工業(yè)上非晶半導(dǎo)體材料主要用于制備像傳感器太陽能電池薄膜晶體管等非晶體半導(dǎo)體器件 4.化合物半導(dǎo)體材料：化合物半導(dǎo)體材料的種類繁多按元素在周期表族來分類分為三五族、二六族、四四族等如今化合物半導(dǎo)體材料已經(jīng)在太陽能電池、光電器件、超高速器件、微波等領(lǐng)域占據(jù)有重要位置 五、半導(dǎo)體材料中雜質(zhì)和缺陷的控制； 雜質(zhì)控制的方法大多數(shù)是在晶體生長(zhǎng)過程中同時(shí)摻入一定類型一定數(shù)量的雜質(zhì)原子這些雜質(zhì)原子最終在晶體中的分布除了決定于生長(zhǎng)方法本身以外還決定于生長(zhǎng)條件的選擇例如用提拉法生長(zhǎng)時(shí)雜質(zhì)分布除了受雜質(zhì)分凝規(guī)律的影響外還受到熔體中不規(guī)則對(duì)流的影響而產(chǎn)生雜質(zhì)分布的起伏此外,無論采用種晶體生長(zhǎng)方法,生長(zhǎng)過程中容器、加熱器、環(huán)境氣氛甚至襯底等都會(huì)引入雜質(zhì)這種情況稱自摻雜晶體缺陷控制也是通過控制晶體生長(zhǎng)條件（例如晶體周圍熱場(chǎng)對(duì)稱性、溫度起伏、環(huán)境壓力、生長(zhǎng)速率等）來實(shí)現(xiàn)的隨著器件尺寸的日益縮小對(duì)晶體中雜質(zhì)分布的微區(qū)不均勻和尺寸為原子數(shù)量級(jí)的微小缺陷也要有所限制因此如何精心設(shè)計(jì)嚴(yán)格控制生長(zhǎng)條件以滿足對(duì)半導(dǎo)體材料中雜質(zhì)、缺陷的各種要求是半導(dǎo)體材料工藝中的一個(gè)中心問題 六、半導(dǎo)體材料早期的應(yīng)用； 半導(dǎo)體的第一個(gè)應(yīng)用就是利用它的整流效應(yīng)作為檢波器就是點(diǎn)接觸二極管（也俗稱貓胡子檢波器即將一個(gè)金屬探針接觸在一塊半導(dǎo)體上以檢測(cè)電磁波）除了檢波器之外在早期半導(dǎo)體還用來做整流器、光伏電池、紅外探測(cè)器等半導(dǎo)體的四個(gè)效應(yīng)都用到了從1907年到1927年美國的物理學(xué)家研制成功晶體整流器、硒整流器和氧化亞銅整流器1931年蘭治和伯格曼研制成功硒光伏電池1932年德國先后研制成功硫化鉛、硒化鉛和碲化鉛等半導(dǎo)體紅外探測(cè)器在二戰(zhàn)中用于偵探飛機(jī)和船艦二戰(zhàn)時(shí)盟軍在半導(dǎo)體方面的研究也取 得了很大成效英國就利用紅外探測(cè)器多次偵探到了德國的飛機(jī) 七、半導(dǎo)體材料的發(fā)展現(xiàn)狀； 相對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)長(zhǎng)期處于配角的位置但隨著芯片出貨量增長(zhǎng)材料市場(chǎng)將保持持續(xù)增長(zhǎng)并開始擺脫浮華的設(shè)備市場(chǎng)所帶來的陰影按銷售收入計(jì)算日本保持最大半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的地位然而臺(tái)灣、ROW、韓國也開始崛起成為重要的市場(chǎng)材料市場(chǎng)的崛起體現(xiàn)了器件制造業(yè)在這些地區(qū)的發(fā)展晶圓制造材料市場(chǎng)和封裝材料市場(chǎng)雙雙獲得增長(zhǎng)未來增長(zhǎng)將趨于緩和但增長(zhǎng)勢(shì)頭仍將保持 美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)預(yù)測(cè)年半導(dǎo)體市場(chǎng)收入將接近2670億美元連續(xù)第五年實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)無獨(dú)有偶半導(dǎo)體材料市場(chǎng)也在相同時(shí)間內(nèi)連續(xù)改寫銷售收入和出貨量的記錄晶圓制造材料和封裝材料均獲得了增長(zhǎng)預(yù)計(jì)今年這兩部分市場(chǎng)收入分別為268億美元和199億美元 日本繼續(xù)保持在半導(dǎo)體材料市場(chǎng)中的領(lǐng)先地位消耗量占總市場(chǎng)的22%年臺(tái)灣地區(qū)超過了北美地區(qū)成為第二大半導(dǎo)體材料市場(chǎng)北美地區(qū)落后于ROW(RestofWorld)和韓國排名第五ROW包括新加坡、馬來西亞、泰國等東南亞國家和地區(qū)許多新的晶圓廠在這些地區(qū)投資建設(shè)而且每個(gè)地區(qū)都具有比北美更堅(jiān)實(shí)的封裝基礎(chǔ) 芯片制造材料占半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的60%其中大部分來自硅晶圓硅晶圓和光掩膜總和占晶圓制造材料的62%年所有晶圓制造材料除了濕化學(xué)試劑、光掩模和濺射靶都獲得了強(qiáng)勁增長(zhǎng)使晶圓制造材料市場(chǎng)總體增長(zhǎng)16%年晶圓制造材料市場(chǎng)增長(zhǎng)相對(duì)平緩增幅為7%預(yù)計(jì)年和年增幅分別為9%和6% 半導(dǎo)體材料市場(chǎng)發(fā)生的最重大的變化之一是封裝材料市場(chǎng)的崛起1998年封裝材料市場(chǎng)占半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的33%而年該份額