半导体材料的培训共50页文档

半导本一、 半导体的基要知识导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体绝缘体：有的物体几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。

半导本：另一类物质的导电性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和硫化物、氧化物等。

二、 本征半导本通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。

完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。

在硅和锗晶体中，原子之间靠近的很近，分属于每个原子的价电子受到相邻原子的影响，而使价电子为两个原子共有，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。

共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。

共价键中的两个电子被电子紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，在常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导本的导电能力很弱。

在绝对0度和没有外界激发时，价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为0，相当于绝缘体。

在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键留下一个空位，称为空穴。

本征导半导中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。

一个空穴带一个单位的正电子电量，电子是构成原子的基本粒子之一，质量极小，带负电。

三、 杂质半导本在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导本的导电性能发生显著变化。

使自由电子浓度大大增加的杂质半导本称为N型半导体（电子半导本），使空穴浓度大大增加的杂质半导体称为P型半导本（空穴半导本）1、N型半导本在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导本原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相临的半导本原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就就成了不能移动的带正电电的离子。

每个磷原子给出一个电子，称为施主原子。

半导体基础知识培训大纲一、半导体的基本概念1、什么是半导体2、半导体的基本特性3、半导体的种类、名称和用途4、本征半导体，N型半导体和P型半导体的定义二、载流子的简单知识1、定义2、电子和空穴3、载流子浓度4、载流子的运动三、P－N结的简单知识1、P－N结在半导体器件制造中的重要意义2、P－N结的定义3、P－N结的制造4、P－N结的特性a、单向导电性b、击穿特性c、P－N结电容四、关于二极管的简单知识1、二极管的分类2、二极管的命名3、二极管的主要用途4、二极管的主要参数及其意义5、二极管的特性曲线a、V－I特性曲线b、VF－IF特性曲线c、VR－IR曲线五、半导体器体制造工艺一般知识1、材料制备工艺(以Si为例)2、氧化3、光刻4、扩散、离子注入5、蒸发、正面电极、背面多层金属化6、合金7、钝化工艺8、清洗后部组装工艺：划片→管芯焊接→压焊→包封→切断→搪锡→测试/打印→包装六、环境对半导体器件生产的影响1、环境包括的内容a、空气洁净度、温度、湿度b、纯水c、气体N2、H2、O2压空、真空d、化学试剂2、对半导体器件生产的影响一、半导体的基本概念1、什么是半导体电导率介子导体和绝缘体之间的固态物质称为半导体。

导体(金属或合金)的电导率大于104/Ω.CM绝缘体的电导率小于10-10/ Ω.CM半导体电导率103－10-9/ Ω.CM2、半导体的基本特性对光照、温度、电场变化十分敏感3、半导体的种类、名称和用途单质(元素)半导体：锗：二极管、晶体三极管硅：多种半导体器件、二极管三极管、集成电路、功率半导体器件：SCR BJT、MOSFET、IGBT、MCT等化合物半导体：硫化镉、硒化镉制造发光器件磷化镓、砷、磷化镓、碳化硅制造发光二极管砷化镓：制造激光二极管、变容二极管、隧道二极管、肖特基二极管、MO SFET、微波器件(晶体管和集成电路)4、本征半导体：未掺杂超高纯半导体。

N型半导体：掺有施主杂质(N型杂质)的半导体。

纳米半导体材料1.纳米材料？纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。

纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100 nm间的粒子。

2.纳米技术（Nanotechnology，简称Nanotech）是一门以现代科技为基础的前沿科学技术，是现代科学（量子力学、分子生物学等）和现代技术（微电子技术、计算机技术、高分辨显微术、核分析术等）相结合的产物，它在1～100nm的尺度研究利用原子、分子现象及其结构信息3.激子（exciton）：描述了一对电子与空穴由静电库仑作用相互吸引而构成的束缚态，它可被看作是存在于绝缘体，半导体和某些液体中呈电中性的准粒子；4.量子点（Quantum Dot）：是在把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。

单电子晶体管将一个微结构用隧道结与金属导线弱连结起来形成的电子器件，它利用单电子隧道效应。

其中阴影线部分代表连接库仑岛与金属导线的隧道结。

4.基本元件：量子位（qubit）-“0”和“1”的状态同时实现的元件。

Orion”基于一块硅芯片，包含16个量子位(qubit)，可以同时表示0和1两个二元位(电子计算里不是0就是1)，而每一个量子位都能模拟其他量子位的值，从而提高计算能力。

5.量子计算机的优点:(1) 计算速度快：计算速度可提高10亿倍,1个400位长的数分解成质数乘积,采用巨型机需10亿年,用量子计算机只要一年；(2) 量子位储存能力大大提高；(3) 可完成一些传统计算机无法完成的计算。

高效率模拟、模拟量子系统， 40个自旋1/2粒子体系；低能耗：量子计算机计算是么正变换，是可逆的。

6.量子计算机存在的问题(1) 受环境影响大，纠错复杂；(2) 消相干效应：量子信号与外部环境发生相互作用，导致量子相关性的衰减，使相干性很难维持；(3) 克服消相干效应是量子计算机要克服的主要困难；(4) 消相干还会导致运算结果出错，如何进行量子纠错是量子计算机要克服的另一困难。

半导体制造行业培训资料半导体是现代科技领域中不可或缺的重要组成部分，在各个领域都发挥着重要的作用。

而半导体的制造过程需要借助专业的知识和技术，因此相关的培训资料在行业中起着至关重要的作用。

一、半导体的基础知识首先，了解半导体的基础知识是进行培训的必要准备。

半导体是一种电阻率介于导体和绝缘体之间的材料，它能够在一定条件下将电流流动。

了解半导体的基本概念、特性以及其在电子元件中的应用是培训的基础。

二、半导体材料与工艺半导体的制造离不开各种材料和工艺。

培训资料可以介绍半导体常用的材料，例如硅、镓、砷等，并详细说明它们的特性和适用范围。

此外，对于半导体的制造工艺，如光刻、薄膜沉积、离子注入等，也需要进行深入的学习和培训。

三、半导体制造设备在半导体制造的过程中，各种设备起到了关键的作用。

培训资料可以对各种常见的半导体制造设备进行介绍，如化学气相沉积设备、蚀刻设备、离子注入设备等。

了解这些设备的原理、操作方法和注意事项可以有效地提高工作效率和生产质量。

四、质量控制与测试半导体的制造过程中，质量控制和测试是非常重要的环节。

培训资料可以介绍半导体的质量控制标准、常见的测试方法和仪器，如电子显微镜、电子束成像仪等。

掌握这些知识和技术可以有效地降低生产中的缺陷率，提高产品的可靠性。

五、安全与环保在任何行业中，安全与环保都是重要的关注点。

半导体制造行业也不例外。

培训资料应该包含相关的安全操作规程和环保要求，教育培训人员如何正确使用设备、处理废料等。

只有确保安全和环保，才能够实现可持续发展。

六、行业发展趋势最后，培训资料还可以介绍半导体制造行业的发展趋势和未来的前景。

随着科技的不断进步，半导体制造行业正处于快速发展的阶段。

了解行业的发展趋势和前沿技术，对于培训人员具有重要的指导意义。

同时，行业发展趋势也可以激发学习者的兴趣和求知欲望。

总结起来，半导体制造行业的培训资料应该从基础知识、材料与工艺、设备、质量控制、安全与环保以及行业发展趋势等方面进行全面的介绍。

半导体培训手册上册1.1半导体物理基础1.1.1半导体的性质世界上的物体假如以导电的性能来区分，有的容易导电，有的不容易导电。

容易导电的称为导体，如金、银、铜、铝、铅、锡等各种金属；不容易导电的物体称为绝缘体，常见的有玻璃、橡胶、塑料、石英等等；导电性能介于这两者之间的物体称为半导体，要紧有锗、硅、砷化镓、硫化镉等等。

众所周知，原子是由原子核及其周围的电子构成的，一些电子脱离原子核的束缚，能够自由运动时，称为自由电子。

金属之因此容易导电，是因为在金属体内有大量能够自由运动的电子，在电场的作用下，这些电子有规那么地沿着电场的相反方向流淌，形成了电流。

自由电子的数量越多，或者它们在电场的作用下有规那么流淌的平均速度越高，电流就越大。

电子流淌运载的是电量，我们把这种运载电量的粒子，称为载流子。

在常温下，绝缘体内仅有极少量的自由电子，因此对外不出现导电性。

半导体内有少量的自由电子，在一些特定条件下才能导电。

半导体能够是元素，如硅〔Si〕和锗〔Ge〕，也能够是化合物，如硫化镉〔OCLS〕和砷化镓〔GaAs〕，还能够是合金，如Ga x AL1-x As，其中x为0-1之间的任意数。

许多有机化合物，如蒽也是半导体。

半导体的电阻率较大〔约10-5≤ρ≤107Ω⋅m〕，而金属的电阻率那么专门小〔约10-8~10-6Ω⋅m〕，绝缘体的电阻率那么专门大〔约ρ≥108Ω⋅m〕。

半导体的电阻率对温度的反应灵敏，例如锗的温度从200C升高到300C，电阻率就要降低一半左右。

金属的电阻率随温度的变化那么较小，例如铜的温度每升高1000C，ρ增加40%左右。

电阻率受杂质的阻碍显著。

金属中含有少量杂质时，看不出电阻率有多大的变化，但在半导体里掺入微量的杂质时，却能够引起电阻率专门大的变化，例如在纯硅中掺入百万分之一的硼，硅的电阻率就从2.14⨯103Ω⋅m减小到0.004Ω⋅m左右。

金属的电阻率不受光照阻碍，然而半导体的电阻率在适当的光线照耀下能够发生显著的变化。

半导体培训计划一、培训内容1.半导体材料半导体材料是半导体行业的基础，包括硅、砷化镓、碳化硅等。

在培训中，将介绍这些材料的性质、制备方法、应用领域等内容，使员工了解半导体材料的基本知识。

2.器件工艺半导体器件是半导体行业的核心产品，包括晶体管、集成电路、太阳能电池等。

在培训中，将介绍这些器件的结构、工艺流程、工艺参数等内容，使员工了解器件生产的基本流程和要点。

3.设备操作半导体生产过程中需要大量的设备，包括制备设备、加工设备、测试设备等。

在培训中，将介绍这些设备的原理、操作方法、维护技巧等内容，使员工了解设备的基本使用技能。

4.质量管理半导体产品需要严格的质量管理，包括原材料的质量控制、生产过程的质量控制、成品的质量检测等。

在培训中，将介绍这些质量管理的方法和技术，使员工了解半导体产品质量的关键点和控制方法。

二、培训方式1.理论培训理论培训是培训的基础，可以通过讲座、课程、书籍等形式进行。

公司可以邀请专业的半导体专家或学者来进行讲座，也可以邀请外部培训机构来进行课程培训，还可以购买相关书籍供员工自学。

2.实践培训实践培训是培训的重点，可以通过实验、操作、生产等形式进行。

公司可以在实验室或生产车间设置实践培训点，让员工亲自操作设备、制备材料、加工器件等，从而加深对知识的理解和掌握。

3.专题讨论专题讨论是培训的互动环节，可以通过讨论、研讨、交流等形式进行。

公司可以组织员工参加各种专题讨论会，让员工分享经验、交流问题、解决困难，从而促进员工之间的学习和进步。

4.考核评价考核评价是培训的反馈环节，可以通过测试、考核、评比等形式进行。

公司可以在培训结束后组织员工进行考核，考核内容包括理论知识、实践操作、案例分析等，从而及时发现问题、改进不足、提高效果。

三、培训周期1.初级培训初级培训是新员工的基础培训，一般在入职后进行，持续1-3个月。

培训内容包括半导体行业的基本知识、基本技能和基本操作，使员工适应工作环境和工作要求。