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材料化学第⼆版（曾兆华版）课后答案解析第⼀章1.什么是材料化学？其主要特点是什么？答：材料化学是有关于材料的结构、性质、制备及应⽤的化学。
主要特点：跨学科性，实践性。
2.材料与试剂的主要区别是什么？答：试剂在使⽤过程中通常被消耗并转化为其他物质，⽽材料通常是可重复的、连续的，除了正常的消耗外，它不会不可逆地转化为其他物质。
3.观察⼀只灯泡，列举制造灯泡所需的材料。
4.材料按其组成和结构可以分为哪⼏类？如果按功能和⽤途对材料分类，列举⼗种不同功能或⽤途的材料。
答：（1）⾦属材料，⽆机⾮⾦属材料，⾼分⼦材料，复合材料（2）导电材料、绝缘材料、⽣物医⽤材料、航天航空材料、能源材料、电⼦信息材料、感光材料5.简述材料化学的主要内容。
答：结构：原⼦和分⼦在不同层次彼此结合的形式、状态和空间分布。
特性：材料固有的化学、物理和⼒学特性。
制备：将原⼦和分⼦结合在⼀起，并最终将其转化为有⽤的产品应⽤。
第⼆章1.原⼦间的结合键共有⼏种？各⾃特点如何？（1）体⼼⽴⽅单位晶胞原⼦数n = 2（2）六⽅密堆n=6（3）⾯⼼⽴⽅n=410. 单质Mn有⼀种同素异构体为⽴⽅结构，其晶胞参数为0.6326nm，密度= 7.26 g cm-3，原⼦半径r = 0.112nm，计算Mn晶胞中有⼏个原⼦，其堆积系数为多少？74.)3(3812)3/4(6)2321(6)3/4(6＝33hcp==R a a c RππξR a a R 2 4 2 4== 74 . ) 2 / 4 ( )3 / 4 (4 )3 / 4 (433fcc==RRaRππξ11. 固溶体与溶液有何异同？固溶体有⼏种类型？固体溶液与液体溶液的共同点：均具有均⼀性、稳定性，均为混合物，均存在溶解性问题（对固态溶液称为固溶度，对液体溶液称为溶解度）；(1)均⼀性：溶液各处的密度、组成和性质完全⼀样；(2)稳定性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离；(3)混合物：溶液⼀定是混合物。
多晶硅的沉积方法说实话多晶硅的沉积方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我就知道多晶硅这玩意儿在半导体和光伏领域那可都是相当重要的东西，就一门心思想搞清楚它的沉积方法。
我试过化学气相沉积法，这方法就像是搭积木一样。
你得把反应气体送进去，这些反应气体就像是一个个小零件。
我一开始老是搞不对反应气体的比例，就像做饭时盐和糖的比例放错了一样。
有时候硅源气体少了，沉积出来的多晶硅就跟发育不良似的不完全。
经过好多次尝试，我才慢慢摸准了大致的比例范围。
但这方法还挺复杂的，因为反应温度、压力这些条件也得控制好。
就拿反应温度来说，温度低了，反应就慢吞吞的，像个没睡醒的懒虫，沉积速度特别慢；温度高了呢，又容易出现一些乱七八糟的副反应，出来的多晶硅质量就不咋地了。
我还尝试过物理气相沉积。
这好比是抛球游戏，把硅原子像抛球一样“抛”到基底上沉积。
我试过用蒸发的方式来产生硅原子源，结果发现这个过程中很容易混入其他杂质原子，就好像玩耍时突然混进来一些调皮捣蛋的孩子，把原本的秩序都打乱了。
后来我改进了设备，尽量减少周围环境中的杂质来源。
还有一种方法我最近才开始研究，就是液相外延沉积法。
这个可以想象成在水里溶解了一些含硅的物质，然后让多晶硅在特定的衬底上慢慢生长。
不过我在这个方法上还不是很确定，因为我才刚刚开始尝试，目前遇到的问题就是很难精确控制沉积的均匀性。
在尝试这么多沉积方法的时候，我总结了一些小经验。
不管用哪种方法，前期对设备的清洁一定要到位，不然杂质就会像入侵的小怪兽一样影响多晶硅的质量。
还有测试一定要频繁，就像医生给病人频繁检查一样，这样才能尽早发现问题并调整。
总之，多晶硅的沉积方法需要耐心不断地去试验和优化。
我到现在也不敢说自己完全掌握了，还在不断探索的道路上。
有时候突然就有个新想法，就赶紧去试，这一路虽然有很多失败，但也慢慢积累了些门道。
硅外延及其应用徐远志;胡亮;吴忠元【摘要】Silicon epitaxy growth technology is introduced,and three kindsof technologies applied to silicon epitaxy are summarized:molecular beam epitaxy (MBE),chemical vapor deposition (CVD),liquid deposition (LPE),and the application of Si base epitaxial material device is also introduced.%介绍了硅外延生长技术,综述了应用于硅外延的分子束外延(MBE)、化学气相沉积(CVD)、液相沉积(LPE)三种工艺,并介绍了Si基外延材料器件的应用.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2013(042)003【总页数】5页(P46-50)【关键词】MBE;CVD;LPE;硅外延;应用【作者】徐远志;胡亮;吴忠元【作者单位】昆明冶研新材料股份有限公司,云南昆明650031;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TN304.1+2硅具有储量丰富、价格低廉、热性能与机械性能优良、易于生长大尺寸高纯度晶体等优点。
目前，硅半导体材料仍是电子信息产业最主要的基础材料，95%以上的半导体器件和99%以上的集成电路(IC)是用硅材料制作的。
在21 世纪，它的主导和核心地位仍不会动摇。
半导体制造商生产IC 芯片用硅片分别采用硅抛光片(PW)和硅外延片以及非抛光片三种类型，用量最多的为前二类硅片。
半导体硅材料自从60 年代被广泛应用于各类电子元器件以来，其用量保持高速增长。
SEMI(国际半导体设备与材料协会)报告预测了晶圆的需求前景，2013 年预计99.95 亿in2 (不包括非抛光硅片)。
碳化硅从材料到器件的过程碳化硅是一种非常重要的半导体材料，具有很高的硬度和热导率，可以用于制造高功率、高频率和高温度的电子器件。
碳化硅从材料到器件的制造过程可以分成以下几个步骤：1.碳化硅晶体生长碳化硅晶体生长可以通过两种方法来实现：一种是SiC子limation生长法，另一种是液相外延生长法。
SiC子limation生长法通过将硅碳混合物放置在石英炉管中，在高温下，采用SiC的子limation过程蒸发SiC物质，使其在石英管内形成SiC晶体。
液相外延生长法则是将SiC溶解在铝、镁等金属中加热后，通过溶液和淀硅的沉积生长方法来得到碳化硅单晶。
2.碳化硅晶体加工碳化硅晶体加工过程通常包括切割、打磨、抛光等几个阶段，这些步骤能够保障碳化硅晶体表面的平整度。
同时，为了消除晶体中存在的或者留下的缺陷，晶体还需要进行退火和去离子处理。
3.碳化硅衬底制备制备碳化硅衬底一般采用了两种方案：镀膜法和绝缘层法。
镀膜法，就是先在SiC衬底上涂一层金属，然后用化学气相沉积法（CVD）在金属表面上合成一层碳化硅，最后通过剥离金属，获得类似于硅片的SiC衬底；绝缘层法则是利用化学气相沉积法在SiC表面直接合成SiO2层，从而同时制得绝缘层。
4.碳化硅器件加工将碳化硅从材料转化为器件则需要另外一些步骤。
器件加工的步骤包括光刻、腐蚀、原子层沉积等操作。
在光刻过程中，通过易于去除的光刻层形成器件的图形图案。
然后，使用腐蚀方法，去除光刻层未覆盖区域的表面材料。
最后，将各个器件结合在一起，得到完整的碳化硅器件。
总之，碳化硅是一种非常重要的材料，它具有许多独特的物理和电学特性，因此广泛应用于高功率、高频和高温度的电子器件中。
从碳化硅材料到器件的制造过程充满挑战，需要采用先进的制造技术和设备，才能够实现碳化硅材料的稳定质量和高性能型号的器件。
硅工艺简易笔记第二章氧化⏹SiO2作用：掩蔽膜和离子注进屏蔽膜钝化膜c.MOS电容的介质材料d.MOSFET的尽缘栅材料e.电路隔离介质或尽缘介质2.1SiO2的结构与性质⏹Si-O4四面体中氧原子：桥键氧——为两个Si原子共用，是多数；非桥键氧——只与一个Si原子联结，是少数；⏹无定形SiO2网络强度：与桥键氧数目成正比，与非桥键氧数目成反比。
2.2.1杂质在SiO2中的存在形式1.网络形成者：即替位式杂质，取代Si，如B、P、Sb等。
其特点是离子半径与Si接近。
⏹Ⅲ族杂质元素：价电子为3，只与3个O形成共价键，剩余1个O变成非桥键氧，导致网络强度落低。
⏹Ⅴ族杂质元素：价电子为5，与4个O形成共价键，多余1个价电子与四周的非桥键氧形成桥键氧，网络强度增加。
2.网络改变者：即间隙式杂质，如Na、K、Pb、Ca、Ba、Al等。
其特点是离子半径较大，多以氧化物形式掺进；结果使非桥键氧增加，网络强度减少。
2.2.2杂质在SiO2中的扩散系数⏹扩散系数:D SiO2=D0exp(-ΔE/kT)D0-表看扩散系数〔ΔE/kT→0时的扩散系数〕ΔE-杂质在SiO2中的扩散激活能⏹B、P、As的D SiO2比D Si小，Ga、Al的D SiO2比D Si大得多，Na的D SiO2和D Si都大。
2.3.1硅的热氧化⏹定义：在高温下，硅片〔膜〕与氧气或水汽等氧化剂化学反响生成SiO2。
：高温下，氧气与硅片反响生成SiO2⏹特点－速度慢；氧化层致密，掩蔽能力强；均匀性和重复性好；外表与光刻胶的粘附性好，不易浮胶。
：高温下，硅片与高纯水蒸汽反响生成SiO2⏹特点：氧化速度快；氧化层疏松－质量差；外表是极性的硅烷醇--易吸水、易浮胶。
3.湿氧氧化——氧气中携带一定量的水汽⏹特点：氧化速率介于干氧与水汽之间；氧化层质量介于干氧与水汽之间；4.掺氯氧化——在干氧中掺少量的Cl2、HCl、C2HCl3〔TCE〕、C2H3Cl3〔TCA〕掺氯的作用：汲取、提取大多数有害的重金属杂质及Na+，减弱Na+正电荷效应。
多晶硅薄膜的制备方法陈文辉 08级光伏材料专科班学号是081503060107 制备多晶硅薄膜的方法有很多种，其中化学气相沉积法(CVD)是制备多晶硅薄膜最广泛使用的方法。
在这种方法中，气源，例如硅烷(SiH4)，可以在等离子体(PECVD)、催化作用(Hot-Wire CVD)等方法中有几种不同的可行性的分解过程。
分解后的物质在经过一系列的气相反应后抵达衬底并沉积生长。
在多数情况下，用氢气稀释后的气源来制备多晶硅薄膜，而用纯硅烷来制备非晶硅薄膜。
然而，电子束蒸发法(EBE)也有着它独特的优点:相比气相沉积法使用气源，以固体硅材料作为原料的EBE可以有更高的原料利用率。
此外，为了获得更高质量的多晶硅薄膜，还可以通过两步法(Two Steps Process)来制备多晶硅薄膜，即:先用CVD 或者电子束蒸发(EBE)法制得非晶硅薄膜，再经固相晶化法(SPC)或者快速热处理法(RTP)等进一步制得多晶硅薄膜。
一、化学气相沉积法1.等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法等离子体增强化学气相沉积法(PEcvD)l61是化学气相沉积方法的一种，是在低压化学气相沉积的同时，利用辉光放电等离子体对过程施加影响，利用PECVD技术可以在非硅衬底上制备晶粒较小的多晶硅薄膜。
在用等离子体增强化学气相沉积方法来制备多晶硅薄膜的过程中，目前都是通入SiH4和H2两者的混合气体作为气源，如若仅仅引入纯SiH4气体，PECVD 在衬底上面沉积而得的薄膜都是非晶硅薄膜。
在多晶硅薄膜的沉积过程中，通过射频辉光放电法(Radio Frequency Glow Discharge)分解硅烷，在射频功率的作用下，硅烷气体被分解成多种新的粒子:原子、自由基团以及各种离子等等离子体。
这些新的粒子通过迁移、脱氢等一系列复杂的过程后沉积于基板。
总体来说多晶硅薄膜的沉积过程可以分为两个步骤:即SiH4气体的分解以及基团的沉积。
而SiH4气体的分解又分为两个阶段:首先，在辉光放电下，高能电子与SiH4气体碰撞，使SiH4发生分解。
