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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划利用半导体材料的可制成哪些东西一、整体解读试卷紧扣教材和考试说明，从考生熟悉的基础知识入手，多角度、多层次地考查了学生的数学理性思维能力及对数学本质的理解能力，立足基础，先易后难，难易适中，强调应用，不偏不怪，达到了“考基础、考能力、考素质”的目标。试卷所涉及的知识内容都在考试大纲的范围内，几乎覆盖了高中所学知识的全部重要内容，体现了“重点知识重点考查”的原则。1回归教材，注重基础试卷遵循了考查基础知识为主体的原则，尤其是考试说明中的大部分知识点均有涉及，其中应用题与抗战胜利70周年
2、为背景，把爱国主义教育渗透到试题当中，使学生感受到了数学的育才价值，所有这些题目的设计都回归教材和中学教学实际，操作性强。2适当设置题目难度与区分度选择题第12题和填空题第16题以及解答题的第21题，都是综合性问题，难度较大，学生不仅要有较强的分析问题和解决问题的能力，以及扎实深厚的数学基本功，而且还要掌握必须的数学思想与方法，否则在有限的时间内，很难完成。3布局合理，考查全面，着重数学方法和数学思想的考察在选择题，填空题，解答题和三选一问题中，试卷均对高中数学中的重点内容进行了反复考查。包括函数，三角函数，数列、立体几何、概率统计、解析几何、导数等几大版块问题。这些问题都是以知识为载体，立意
3、于能力，让数学思想方法和数学思维方式贯穿于整个试题的解答过程之中。一，半导体材料概述半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料，其电导率在1010欧姆/厘米范围内。正是利用半导体材料的这些性质，才制造出功能多样的半导体器件。半导体材料是半导体工业的基础，它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。半导体材料的分类半导体材料按化学成分和内部结构，大致可分为以下几类。1、化合物半导体由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。它的种类很多，重要的有砷化镓、磷化铟、锑化铟、碳化硅、硫化镉及镓砷硅等。其中砷化镓是制造微波器件和集成电的重要材料。碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温
4、和化学稳定性好，在航天技术领域有着广泛的应用。2、无定形半导体材料用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种。这类材料具有良好的开关和记忆特性和很强的抗辐射能力，主要用来制造阈值开关、记忆开关和固体显示器件。3、元素半导体有锗、硅、硒、硼、碲、锑等。50年代，锗在半导体中占主导地位，但锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，到60年代后期逐渐被硅材料取代。用硅制造的半导体器件，耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件。因此，硅已成为应用最多的一种半导体材料，目前的集成电路大多数是用硅材料制造的。4、有机增导体材料已知的有机半导体材料有几十种，包括萘、蒽、
5、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到应用。半导体材料的特性参数对于材料应用甚为重要。因为不同的特性决定不同的用途。半导体材料特性半导体材料的导电性对某些微量杂质极敏感。纯度很高的半导体材料称为本征半导体，常温下其电阻率很高，是电的不良导体。在高纯半导体材料中掺入适当杂质后，由于杂质原子提供导电载流子，使材料的电阻率大为降低。这种掺杂半导体常称为杂质半导体。杂质半导体靠导带电子导电的称N型半导体，靠价带空穴导电的称P型半导体。不同类型半导体间接触或半导体与金属接触时，因电子浓度差而产生扩散，在接触处形成位垒，因而这类接触具有单向导电性。利用PN结的单向导电性，可以制成具有不同功能的半
6、导体器件，如二极管、三极管、晶闸管等。此外，半导体材料的导电性对外界条件的变化非常敏感，据此可以制造各种敏感元件，用于信息转换。半导体材料的特性参数有禁带宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁带宽度由半导体的电子态、原子组态决定，反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。二、硅及其重要的化合物制备方法及原理硅硅是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。原子序数14，相对原子质量，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在
7、自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的%，仅次于第一位的氧。高纯硅的制备一般首先由硅石制得工业硅，再制成高纯的多晶硅，最后拉制成半导体材料硅单晶。工业上是用硅石和焦炭以一定比例混合，在电炉中加热至16001800而制得纯度为95%99%的粗硅，其反应如下：SiO2+2C=Si+2CO粗硅中一般含有铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质，这些杂质多以硅化构成硅酸盐的形式存在，为了进一步提高工业粗硅的纯度，可采用酸浸洗法，使杂质大部分溶解。其生产工艺过程是：将粗硅粉碎后，依次用盐酸、王水、混合
8、酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，烘干后可得含量为%的工业粗硅。高纯多晶硅的制备方法很多，据不完全统计有十几种，但所有的方法都是从工业硅开始，首先制取既易提纯又易分解的含硅的中间化合物如SiCl4、SiHCl3、SiH4等，再使这些中间化合物提纯、分解或还原成高纯度的多晶硅。目前我国制备高纯硅多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。一般说来，由于三氯氢硅还原法具有一定优点，目前比较广泛的被应用。此外，由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅的很有发展潜力的方法。下面我们就分别介绍上述三种方法制备高纯硅的化学原理。三氯氢硅还原法三氯氢硅的合成第一步：由硅石制取
9、粗硅硅石和适量的焦炭混合，并在电炉内加热至16001800可制得纯度为95%99%的粗硅。其反应式如下：SiO2+3C=SiC+2CO2SiC+SiO2=3Si+2CO总反应式：SiO2+2C=Si+2CO生成的硅由电炉底部放出，浇铸成锭。用此法生产的粗硅经酸处理后，其纯度可达到%。第二步：三氯氢硅的合成三氯氢硅是由干燥的氯化氢气体和粗硅粉在合成炉中进行合成的。其主要反应式如下：Si+3HCl=SiHCl3+H2三氯氢硅的提纯由合成炉中得到的三氯氢硅往往混有硼、磷、砷、铝等杂质，并且它们是有害杂质，对单晶硅质量影响极大，必须设法除去。近年来三氯氢硅的提纯方法发展很快，但由于精馏法工艺简单、操作
10、方便，所以，目前工业上主要用精馏法。三氯氢硅精馏是利用三氯氢硅与杂质氯化物的沸点不同而分离提纯的。一般合成的三氯氢硅中常含有三氯化硼、三氯化磷、四氯化硅、三氯化砷、三氯化铝等氯化物。其中绝大多数氯化物的沸点与三氯氢硅相差较大，因此通过精馏的方法就可以将这些杂质除去。但三氯化硼和三氯化磷的沸点与三氯氢硅相近，较难分离，故需采用高效精馏，以除去这两种杂质。精馏提纯的除硼效果有一定限度，所以工业上也采用除硼效果较好的络合物法。三氯氢硅沸点低，易燃易爆，全部操作要在低温下进行，一般操作环境温度不得超过25，并且整个过程严禁接触火星，以免发生爆炸性的燃烧。三氯氢硅的氢还原提纯三氯氢硅和高纯氢混合后，通入
11、1150还原炉内进行反应，即可得到硅，总的化学反应是：SiHCl3+H2=Si+3HCl硅烷热分解法生成的高纯多晶硅淀积在多晶硅载体上。高纯硅制备的化学原理硅烷热解法在高纯硅的制备方法中，有发展前途的是硅烷热分解法。这种方法的整个工艺流程可分为三个部分：SiH4的合成、提纯和热分解。硅烷的合成硅化镁热分解生成硅烷是目前工业上广泛采用的方法。硅化镁是将硅粉和镁粉在氢气中加热500550时混合合成的，其反应式如下：2Mg+Si=Mg2Si然后使硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷。Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+2MgCl2+4NH3其中液氨不仅是介质，而且它还提供一个低温的环境。这样所
12、得的硅烷比较纯，但在实际生产中尚有未反应的镁存在，所以会发生如下的副反应：Mg+2NH4Cl=MgCl2+2NH3+H2所以生成的硅烷气体中往往混有氢气。生产中所用的氯化铵一定要干燥，否则硅化镁与水作用生成的产物不是硅烷，而是氢气，其反应式如下：2Mg2Si+8NH4Cl+H2O=4MgCl2+Si2H2O3+8NH3+6H2由于硅烷在空气中易燃，浓度高时容易发生爆炸，因此，整个系统必须与氧隔绝，严禁与外界空气接触。硅烷的提纯硅烷在常温下为气态，一般来说气体提纯比液体和固体容易。因为硅烷的生成温度低，大部分金属杂货在这样低的温度下不易形成挥发性的氢化物，而即便能生成，也因其沸点较高难以随硅烷挥
13、发出来，所以硅烷在生成过程中就已经经过一次冷化，有效地除去了那些不生成挥发性氢化物的杂质。硅烷是在液氨中进行的，在低温下乙硼烷与液氨生成难以挥发的络合物而被除去，因而生成的硅烷不合硼杂质，这是硅烷法的优点之一。但硅烷中还有氨、氢及微量磷化氢、硫化氢、砷化氢、锑化氢、甲烷、水等杂质。由于硅烷与它们的沸点相差较大，所以，可用低温液化方法除去水和氨，再用精馏提纯除去其它杂质。此外，还可用吸附法、预热分解法，或者将多种方法组合使用都可以达到提纯的目的。硅烷的热分解将硅烷气体导入硅烷分解炉，在800900的发热硅芯上，硅烷分解并沉积出高纯多晶硅，其反应式如下：SiH4=Si+2H2硅烷热分解法有如下优点
14、：分解过程不加还原剂，因而不存在还原剂的玷污。硅烷纯度高。在硅烷合成过程中，就已有效地去除金属杂质。尤其可贵的是因为氨对硼氢化合物有强烈的络合作用，能除去硅中最难以分离的有害杂质硼。然后还能用对磷烷、砷烷、硫化氢、硼烷等杂质有很高吸附能力的分子筛提纯硅烷，从而获得高纯度的产品，这是硅烷法的又一个突出的优点。硅烷分解温度一般为800900，远低于其它方法，因此由高温挥发或扩散引入的杂质就少。同时，硅烷的分解产物都没有腐蚀性，从而避免了对设备的腐蚀以及硅受腐蚀而被玷污的现象。而四氯化硅或三氯氢硅氢气还原法都会产生强腐蚀性的氯化氢气体。因硅烷气是易燃易爆的气体，所以整个吸附系统以及分解室都要有高度严密性，必须隔绝空气。贮藏和运输硅烷常采用两种方法：一种是用分子筛吸附硅烷，使用时可用氖气携带；另一种是把硅烷压入钢瓶，再以氢气稀释，使其浓度降低5%以下，从而避免爆炸、燃烧的危险。2.四氯化硅氢还原法工业粗硅氯化制备四氯化硅目前，SiCl4的工业制备方法，一般是采用直接氯化法，将工业粗硅在加热条件下直接与氯反应制得SiCl4。工业上常用不锈钢制的氯化炉，将硅铁装入氯化炉，从氯化炉底部通入氯气，加热至200300时，就开始反应生成SiCl4，其化学反应为：Si+2Cl2=SiCl4生成的
