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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

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