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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半导体硅材料基础pdf(共5篇)半导体硅材料基础实验讲义新能源光电工程中心半导体硅材料基础实验简介目的与任务：半导体硅材料基础是光信息科学与技术专业的一门重要的技术基础课。根据半导体硅材料基础教学大纲制定本实验教学大纲。本实验教学的目的是引导学生利用红外探伤测试仪，通过实验观察，增加感性认识，验证所学理论，理论联系实际，进一步深入掌握基础理论，灵活运用基础理论。培养学生善于动手自己设计实验研究各种材料现象的能力，培养学生善于验证理论、探求新知的能力，善于用理论分析问题和解决问题的能力
2、。在实验教学过程中努力使学生养成良好的工作习惯和严谨的学风。实验总体要求：尽量少的观看演示，尽可能多的动手操作，每个学生应有尽可能多的独立完成部分。注意使学生全面训练：理论紧密联系实际，正确设计实验，正确运用所学的实验技术，正确观察现象和测量结果，正确分析实验结果，养成科学精神。注意培养学生的创新意识，启发学生就特殊问题提出新见解，新方法。实验安排方式：分组进行。根据客观条件，每组尽可能小，保证每个学生都有独立完成部分。综合成绩评定的方法：实验考核依据学生在实验课上的表现、实验报告上交时间及报告撰写质量，实验成绩按照百分制打分或者给出优、良、中、合格、不及格的评分标准。1、优秀：能很好地完成实
3、验任务，达到实验大纲中规定的全部要求。2、良好：能较好地完成实验任务，达到实验大纲中规定的全部要求。3、中等：达到实验大纲中规定的主要要求。4、及格：实验态度较端正，完成了实验的主要任务，达到实验大纲中规定的基本要求。5、不及格：未达到实验大纲规定的基本要求。说明：实验教学应密切配合课堂理论教学。因此，随着教育改革的深入进行，实验课的内容相对稳定，但内容与形式、深度与比重，都应及时改进和调整，以保证实验教学的有效性和先进性，适应新时期的要求。参考资料实验一红外探伤测试仪的基本操作实验学时：2学时实验性质：验证实验类型：专业一、实验目的1、掌握红外探伤测试仪的基本操作二、实验材料及设备红外探伤仪
4、、多晶硅硅块三、实验内容与步骤1、硅块测试准备：用无水乙醇将测试硅块的四个侧面擦拭干净，将擦拭干净的硅块放在红外探伤测试台上，放置方向为底部朝下，头部朝上。2、开启PC机并进入Window7系统，双击图示的图标进入NIRVision软件3、执行自动检测4、确认内部缺陷：通过内部缺陷影像图，确定硅块内部存在缺陷后，观察内部缺陷在图像监控器上的位置，是用记号笔在硅块的表面做好标识；用记号笔在黑色阴影部分的上下边缘处画标识线，上下画线处要求阴影部分2-3mm。5、缺陷图像保存：将检验硅块内部存在的缺陷图像保存在测试仪内。6、标明缺陷范围：完成该硅块四个侧面检测后，将硅块搬到工作台上依照标识线划线标识
5、，缺陷长度20mm时，使用直尺把以上所有短线标识画长，并用直尺量出缺陷的长度，并标明原因、长度于硅块表面。四、注意事项图像保存注意事项，以下标识硅块必须保存：1、大硅块中的B2、C7、C12、C17、B22必须保存四个侧面图片。2、小硅块中的B2、C6、C10、B14必须保存四个侧面图片。材料不合格的处理办法20mm125mm则回炉。实验二硅晶裂缝观察实验实验学时：2学时实验性质：验证实验类型：专业一、实验目的1、利用红外探伤测试仪观察裂缝结构2、掌握硅晶裂缝的判断标准二、实验材料及设备红外探伤仪、多晶硅硅块三、实验内容与步骤1、开方过程中线痕的判断标准：在开方过程中，因金刚石或金刚砂出现切割
6、力不足，而造成小方锭表面出现严重凹凸状波纹。凹凸状常伴随着硅块尺寸偏大或偏小，为后续加工带来不便。线痕及严重线痕由相关技术专工做判定，或依照砂线切割尺寸整锭小于的判定为报废，大于等于且有效长度大于45mm的，需截断。金刚线切割尺寸整锭小于判定报废，大于等于且有效长度大于45mm的，需截断。2、裂纹的判断标准：硅锭在运行过程中，退火中应力不完全，造成的隐性裂纹，该类型裂纹从大硅锭外观上，无法判别，开方后，小方锭检测，会发现有裂纹。硅锭由于坩埚涂层质量问题导致在运行过程中，硅锭与坩埚发生反应，造成粘连，粘连的坩埚对硅锭拉力，导致硅锭裂纹。整锭裂纹，则判定报废，若有效长度大于45mm，则截断需要切除
7、缺陷部分。由于硅锭在开方过程中因断线造成的，没开透造成硅锭撕裂，经红外探伤检测有隐性裂纹应判断为开方过程不良。由于在开方制程中，产生的磕碰，造成崩边，崩边处经红外探伤检测，磕碰出，出现隐型裂纹，也应判为开方过程不良。3、有效长度较低，切片经济性低的小方锭判断标准由于硅锭在铸锭过程中因为杂质、电阻率、少子寿命，裂纹等不良项目造成小方锭可切片长度低于45mm,判定报废，作回炉处理。氧、碳检测样片按照原工艺要求继续截取。若出现整个小方锭裂纹则不予截取氧、碳检测样片。四、注意事项图像保存注意事项，以下标识硅块必须保存：1、大硅块中的B2、C7、C12、C17、B22必须保存四个侧面图片。2、小硅块中的
8、B2、C6、C10、B14必须保存四个侧面图片。五、实验总结报告半导体硅材料基础知识讲座培训大纲一、什么是半导体？1、导体导体是指很容易传导电流的物质2、绝缘体是指极不容易或根本不导电的一类物质3、半导体导电性能介于导体和绝缘体之间且具备半导体的基本特性的一类材料。二、半导体硅材料的电性能特点硅材料的电性能有以下三个显著特点：一是它对温度的变化十分灵敏；二是微量杂质的存在对电阻率的影响十分显著；三是半导体材料的电阻率在受光照时会改变其数值的大小。综上所述，半导体的电阻率数值对温度、杂质和光照三个外部条件变化有较高的敏感性。三、半导体材料的分类1、元素半导体2、化合物半导体3、有机半导体4、无定
9、形半导体迄今为止，工艺最为成熟、应用最为广泛的是前两类半导体材料，尤其是半导体硅材料，占整个半导体材料用量的90%以上。硅材料是世界新材料中工艺最为成熟、使用量最大的半导体材料。它的实验室纯度可接近本征硅，即12个“九”，即使是大工业生产也可以到79个“九”的纯度。四、半导体硅材料的制备1、冶金级硅的制备冶金级硅是将比较纯净的SiO2矿石和木炭或石油焦一起放入电弧炉里,在电孤加热的情况下进行还原而制成。其反应式是：SiO2+2CSi+2CO普通冶金级硅的纯度大约是23个“九”。目前市面上也有号称45个“九”纯度的冶金级硅，那是通过多次“冶金法”或称为“物理法”提纯后获得的。2、多晶硅的制备目前
10、全世界多晶硅的生产方法大体有三种：一是改良的西门子法；二是硅烷法；三是粒状硅法。改良的西门子法生产半导体级多晶硅：这是目前全球大多数多晶硅生产企业采用的方法，知名的企业有美国的Harmlock、日本的TOKUYAMA、三菱公司、德国的瓦克公司以及乌克兰和MEMC意大利的多晶硅厂。全球80以上的多晶硅是用此法生产的。其工艺流程是：原料硅破碎筛分沸腾氯化制成液态的SiHCl粗馏提纯精馏提纯氢还原破碎洁净分装。经验上，新建设一座多晶硅厂需要3036个月时间，而老厂扩建生产线也需要大约1418个月时间，新建一座千吨级的多晶硅厂大约需要1012亿元人民币，也就是说每吨的投资在100万元人民币以上。硅烷法
11、生产多晶硅用硅烷法生产多晶硅的工厂仅有日本的小松和美国的ASMY两家公司，其工艺流程是：原料破碎筛分沉积多晶硅棒状多晶粒状多晶硅全球用此法生产多晶硅的仅有美国休斯顿的PASADENA工厂，它的生产流程与硅烷法生产多晶硅的工艺大体相似，所不同的是它沉积出来的多晶硅不是棒状，而是直径仅为13mm的硅粒。3、单晶硅的制备根据单晶硅的使用目的不同，单晶硅的制备工艺也不相同，主要的制备工艺有两种：区域熔炼法。这是制备高纯度，高阻单晶的方法，区熔法既可以提纯，又可以成晶。它是利用杂质在其固体和液体中分凝系数的差异，通过在真空下经数次乃至数十次的区域熔炼提纯，然后成晶而制成。切克劳斯基法这是将清洗好的多晶硅
12、块料装入石英坩埚再把装好料的石英坩埚放入直拉单晶炉内置的石墨托碗上抽真空充氩气高频加热石墨托碗使石英坩埚内的多晶料熔化成液体降下预先置于炉顶部的籽晶引晶缩颈放肩等径生长收尾等一系列复杂的工艺而制成。五、半导体硅材料的加工这是指由Ingotwafer的过程。硅片的加工大体包括：硅棒外径滚磨、硅切片、倒角、硅磨片、硅抛光等几个过程1、硅切片硅切片是将单晶硅锭加工成硅片的过程，通常使用的设备有两种：?内圆切片机：一般加工直径6的硅单晶锭。片厚300400m，刀口厚度在300350m，加工损失在50%以上。用这种设备加工的硅切片一般有划道、崩边、且平整度较差，往往需要研磨后才可使用。?线切割机：一般用
13、于加工直径6的单晶,片厚最薄可达200250，刀口厚度200，加工损失在40%左右，较内圆切割机可多出510%左右的硅片，用这种设备加工的硅切片表面光滑，平整度好，不用经过磨片工序即可投入太阳电池片的生产。但线切割机较为昂贵，单机价格是内圆切片的810倍。2、硅磨片一般是双面磨，用金刚砂作原料，去除厚度在50100时大约需要1520分钟，用磨片的方法可去除硅片表面的划痕，污渍和图形等，可提高硅片表面平整度。凡用内圆切片机加工的硅片一般都需要进行研磨。3、硅抛光片这是只有大规模集成电路工业才用的硅片，这里不述及。六、半导体硅材料的主要性能参数1、导电类型这是讲半导体内部导电是以什麽类型的载流子在
14、载带电荷。这里我们介绍三种情况：本征硅：习惯上我们把绝对纯净而没有缺陷的半导体叫作本征半导体。通常纯净而没有缺陷的硅晶体叫作本征硅。N型硅：若在纯硅中掺入V族元素以后，由于V族元素最外层是5个价电子，当这5个价电子中4个与硅原子最外层的4个价电子形成共价键时，就会有一个多余的电子脱离出来成为自由电子，从而就提供了同等数量的导电电子，这种能提供自由电子的杂质统称为施主杂质，掺入施主杂质、以电子为多数载流子的硅叫N型硅。P型硅：如果在纯硅中掺入III族元素以后，由于硼原子的最外层是3个价电子，当它进入硅的晶体构成共价键时，就缺少了一个电子，因而它就有一种从别处夺来一个电子使自己成为负离子，并与硅晶体相匹配的趋势，因此我们可以认为硼原子是带有一个很容易游离于晶体间的空穴。在半导体中，这种具有接受电子的杂质称为受主杂质。掺入受主杂质、以空穴为多数载流子的硅叫作P型硅。2、晶体结构自然界中的固体可以分为晶体和非晶体两大类，晶体是指有固定熔点的固体，而没有固定熔点，加热时在某一温度范围内逐渐软化的固体叫作非晶体。单晶、多晶和无定形：晶体又可以分为
