刻蚀刻蚀（英语：etching）是半导体器件制造中利用化学途径选择性地移除沉积层特定部分的工艺。刻蚀对于器件的电学性能十分重要。如果刻蚀过程中出现失误，将造成难以恢复的硅片报废，因此必须进行严格的工艺流程控制。半导体器件的每一层都会经历多个刻蚀步骤。[1] 刻蚀一般分为电子束刻蚀和光刻，光刻对材料的平整度要求很高，因此，需要很高的清洁度。 但是，对于电子束刻蚀，由于电子的波长极短，因此分辨率与光刻相比要好的多。 因为不需要掩模板，因此对平整度的要求不高，但是电子束刻蚀很慢，而且设备昂贵。对于大多数刻蚀步骤，晶圆上层的部分位置都会通过“罩”予以保护，这种罩不能被刻蚀，这样就能对层上的特定部分进行选择性地移除。在有的情况中，罩的材料为光阻性的，这和光刻中利用的原理类似。而在其他情况中，刻蚀罩需要耐受某些化学物质，氮化硅就可以用来制造这样的“罩”。
发布时间:
2019
-
01
-
24
浏览次数：377
半导体激光半导体激光（Semiconductor laser）在1962年被成功激发，在1970年实现室温下连续发射。后来经过改良，开发出双异质接合型激光及条纹型构造的激光二极管（Laser diode）等，广泛使用于光纤通信、光盘、激光打印机、激光扫描器、激光指示器（激光笔），是目前生产量最大的激光器。在基本构造上，它属于半导体的P-N接面，但激光二极管是以金属包层从两边夹住发光层（活性层），是“双异质接合构造”。而且在激光二极管中，将界面作为发射镜（共振腔）使用。在使用材料方面，有镓(Ga)、砷(As)、铟(In)、磷(P)等。此外在多重量子井型中，也使用Ga·Al·As等。由于具有条状结构，即使是微小电流也会增加活性区域的居量反转密度，优点是激发容易呈现单一形式，而且，其寿命可达10~100万小时。激光二极体的优点是效率高、体积小、重量轻且价格低。尤其是多重量子井型的效率有20~40%，P-N型也达到数%~25%，总而言之能量效率高是其最大特色。另外，它的连续输出波长涵盖了红外到可见光范围，而光脉冲输出达50W（带宽100ns）等级的产品也已商业化，作为激光雷达或激发光源可说是非常容易使用的激光的例子。
发布时间:
2019
-
01
-
24
浏览次数：409
能带结构在固体物理学中，固体的能带结构 （又称电子能带结构）描述了禁止或允许电子所带有的能量，这是周期性晶格中的量子动力学电子波衍射引起的。材料的能带结构决定了多种特性，特别是它的电子学和光学性质。为何有能带单个自由原子的电子占据了原子轨道，形成一个分立的能级结构。如果几个原子集合成分子，他们的原子轨道发生类似于耦合振荡的分离。这会产生与原子数量成比例的分子轨道。当大量（数量级为{\displaystyle 10^{20}}或更多）的原子集合成固体时，轨道数量急剧增多，轨道相互间的能量的差别变的非常小。但是，无论多少原子聚集在一起，轨道的能量都不是连续的。这些能级如此之多甚至无法区分。首先，固体中能级的分离与电子和声原子振动持续的交换能相比拟。其次，由于相当长的时间间隔，它接近于由于不确定性原理引起的能量的不确定度。物理学中流行的方法是从不带电的电子和原子核出发，因为它们是自由的平面波，可以具有任意能量，并在带电后衰减。这导致了布拉格反射和带结构。
发布时间:
2019
-
01
-
23
浏览次数：658
空穴空穴又称电洞（Electron hole），在固体物理学中指共价键上流失一个电子，最后在共价键上留下空位的现象。一个呈电中性的原子，其正电的质子和负电的电子的数量是相等的。现在由于少了一个负电的电子，所以那里就会呈现出一个正电性的空位——空穴。当有外面一个电子进来掉进了空穴，就会发出电磁波——光子。空穴不是正电子，电子与正电子相遇湮灭时，所发出来的光子是非常高能的。那是两粒子的质量所完全转化出来的电磁波（通常会转出一对光子）。而电子掉入空穴所发出来的光子，其能量通常只有几个电子伏特。半导体由于禁带较窄，电子只需不多的能量就能从价带激发到导带，从而在价带中留下空穴。周围电子可以填补这个空穴，同时在原位置产生一个新的空穴，因此实际上的电子运动看起来就如同是空穴在移动。在半导体的制备中，要在4价的本征半导体（纯硅、锗等的晶体）的基础上掺杂。若掺入3价元素杂质（如硼、镓、铟、铝等），则可产生大量空穴，获得P型半导体，又称空穴型半导体。空穴是P型半导体中的多数载流子。
发布时间:
2019
-
01
-
23
浏览次数：414
电子电子是一种带有负电的次原子粒子。电子属于轻子类，以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一，无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋，是一种费米子。因此，根据泡利不相容原理，任何两个电子都不能处于同样的状态。电子的反粒子是正电子，其质量、自旋、带电量大小都与电子相同，但是电量正负性与电子相反。电子与正电子会因碰撞而互相湮灭，在这过程中，生成一对以上的光子。由电子与中子、质子所组成的原子，是物质的基本单位。相对于中子和质子所组成的原子核，电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时，原子会带电；称该带电原子为离子。当原子得到额外的电子时，它带有负电，叫阴离子，失去电子时，它带有正电，叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量，导致正负电量不平衡时，称该物体带静电。当正负电量平衡时，称物体的电性为电中性。静电在日常生活中有很多用途，例如，静电油漆系统能够将瓷漆或聚氨酯漆，均匀地喷洒于物品表面。电子与质子之间的吸引性库仑力，使得电子被束缚于原子，称此电子为束缚电子。两个以上的原子，会交换或分享它们的束缚电子，这是化学键的主要成因。当电子脱离原子核的束缚，能够自由移动时，则改称此电子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在许多物理现象里，像电传导、磁性或热传导，电子都扮演了机要的角色。移...
发布时间:
2019
-
01
-
22
浏览次数：296
载流子在物理学中，载流子（charge carrier），或简称载子（carrier），指可以自由移动的带有电荷的物质微粒，如电子和离子。在半导体物理学中，电子流失导致共价键上留下的空位（空穴）被视为载流子。在电解质溶液中，载流子是已溶解的阳离子和阴离子。类似地，游离液体中的阳离子和阴离子在液体和熔融态固体电解质中也是载流子。霍尔－埃鲁法就是一个熔融电解的例子。在等离子体，如电弧中，电离气体和汽化的电极材料中的电子和阳离子是载流子。电极汽化在真空中也可以发生，但技术上电弧在真空中不能发生，而是发生在低压电气中；在真空中，如真空电弧或真空管中，自由电子是载流子；在金属中，金属晶格中形成费米气体的电子是载流子。半导体中的多数载流子和少数载流子在半导体中，电子和空穴作为载流子。数目较多的载流子称为多数载流子；在N型半导体中多数载流子是电子，而在P型半导体中多数载流子是空穴。数目较少的载流子称为少数载流子；在N型半导体中少数载流子是空穴，而在P型半导体中少数载流子是电子。少数载流子在双极性晶体管和太阳能电池中起重要作用。不过，此种载流子在场效应管（FET）中的作用是有些复杂的：例如，MOSFET兼有P型和N型。晶体管酌涉及到源漏区，但这些少数载流子横穿多数载流子体。不过在传送区内，横穿的载流子比其相反类型载流子的数目多得多（实际上，相反类型的载流子会被外加电场移除而形成耗尽层），因此按惯例...
发布时间:
2019
-
01
-
22
浏览次数：406
PN结一块半导体晶体一侧掺杂成P型半导体，另一侧掺杂成N型半导体，中间二者相连的接触面称为PN结（英语：pn junction）。PN结是电子技术中许多元件，例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。N型半导体掺入少量杂质磷元素（或锑元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，多出的一个电子几乎不受束缚，较为容易地成为自由电子。于是，N型半导体就成为了含自由电子浓度较高的半导体，其导电性主要是因为自由电子导电。P型半导体掺入少量杂质硼元素（或铟元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候，会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”，使得硼原子成为带负电的离子。这样，这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”（“相当于”正电荷），成为能够导电的物质。PN结的形成采用一些特殊的工艺，可以将上述的P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起。在二者的接触面的位置形成一个PN结。P型、N型半导体由于分别含有较高浓度的“空穴”和自由电子，存在浓度梯度，所以二者之间将产生扩散运动。即：● 自由电子由N型半导体向P型半导体的方向扩散●空穴由P型半导体向N型半导体的方向扩散载流子经过扩散的过程后，扩散的自由电子和...
发布时间:
2019
-
01
-
21
浏览次数：542
晶体结构晶体结构是指晶体的周期性结构。固体材料可以分为晶体、准晶体和非晶体三大类，其中，晶体内部原子的排列具有周期性，外部具有规则外形，比如钻石。Hauy最早提出晶体的规则外型是因为晶体内部原子分子呈规则排列，比如钻石所具有的完美外形和优良光学性质就可以归结为其内部原子的规则排列。20世纪初期，劳厄发明X射线衍射法，从此人们可以使用X射线来研究晶体内部的原子排列，其研究结果进而证实了Hauy的判断。晶体内部原子排列的具体形式一般称之为晶格，不同的晶体内部原子排列称为具有不同的晶格结构。各种晶格结构又可以归纳为七大晶系，各种晶系分别与十四种空间格（称作布拉维晶格）相对应，在宏观上又可以归结为三十二种空间点群，在微观上可进一步细分为230个空间群。对于晶体结构的研究是研究固体材料的宏观性质及各种微观过程的基础。专门研究分子结晶结构的科学称为晶体学，经常应用在化学、生物化学与分子生物学。
发布时间:
2019
-
01
-
21
浏览次数：400
柴可拉斯基法柴可拉斯基法（简称柴氏法 英语：Czochralski process），又称直拉法，是一种用来获取半导体（如硅、锗和砷化镓等）、金属（如钯、铂、银、金等）、盐、合成宝石单晶材料的晶体生长方法。这个方法得名于波兰科学家扬·柴可拉斯基，他在1916年研究金属的结晶速率时，发明了这种方法。后来，演变为钢铁工厂的标准制程之一。直拉法最重要的应用是晶锭、晶棒、单晶硅的生长。其他的半导体，例如砷化镓，也可以利用直拉法进行生长，也有一些其他方法（如布里奇曼-史托巴格法）可以获得更低的晶体缺陷密度。硅的直拉法生长高纯度的半导体级多晶硅在一个坩埚（通常是由石英制成）中被加热至熔融状态。诸如硼原子和磷原子的杂质原子可以精确定量地被掺入熔融的硅中，这样就可以使硅变为P型或N型硅。这个掺杂过程将改变硅的电学性质。将晶种（或称“籽晶”）置于一根精确定向的棒的末端，并使末端浸入熔融状态的硅。然后，将棒缓慢地向上提拉，同时进行旋转。如果对棒的温度梯度、提拉速率、旋转速率进行精确控制，那么就可以在棒的末端得到一根较大的、圆柱体状的单晶晶锭。通过研究晶体生长中温度、速度的影响，可以尽量避免不必要的结果。上述过程通常在惰性气体（例如氩）氛围中进行，并采用坩埚这种由较稳定的化学材料制成的反应室。
发布时间:
2019
-
01
-
15
浏览次数：608
单晶单晶是指其内部微粒有规律地排列在一个空间格子内的晶体。其晶体结构是连续的，或者可以说，在宏观尺度范围内单晶不包含晶界。与单晶相对的，是众多晶粒（Crystallite）组成的多晶（Polycrystal）。单晶材料是一种应用日益广泛的新材料，由单独的一个晶体组成，其衍射花样为规则的点阵。相对普通的多晶体材料性能特殊，一般采用提拉法制备。单晶根据晶体生长法制作分为：1、借由柴克劳司基法（Czochralski）：将复晶晶体提炼成对称的、有规律的、成几何型的单晶晶格结构。2、浮区法（Floating zone）：可将低纯度硅晶体提炼成对称的、有规律的、成几何型的单晶晶格结构。
发布时间:
2019
-
01
-
15
浏览次数：617