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科普一下什么是半导体

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半导体是这两年国家重点发展的行业,到底什么是半导体?
生活中所有的物体按照导电性大致可分为三类:导体、半导体、绝缘体。
这个很好理解,物体要么导电,要么不导电,要么有一点点导电,正是这种半推半就、不清不楚的物质给物理学家不同的发挥空间。
太绝对的导电和不导电的物质没什么意思,而在不同情况下导电性发生变化的东西才是有意思的。
按照导电性便分为:
绝缘体: 电导率很低,约介于20-18S/cm~10-8S/cm,如熔融石英及玻璃;
导 体:电导率较高,介于104S/cm~106S/cm,如铝、银等金属。
半导体:电导率则介于绝缘体及导体之间。
自然界中常见的元素半导体有硅、锗,据说锗基半导体比硅基半导体还要更早发现和应用,但是硅的天然优势就是便宜!自然界中常见的沙石就含有大量的硅元素,你说有多多!
即使自然界中硅砂很多,但硅砂中包含的杂质太多,缺陷也太多,不能直接拿来用,需要对它进行提炼。
怎么提炼?一个字——烧!
正如初中化学所学的,进行氧化还原反应。
①SiC + SiO2 → Si(固体)+ SiO2(气体)+ CO(气体)
②Si(固体)+ 3HC → SiHCl3(气体)+ H2(气体)
③SiHCl3(气体)+ H2(气体)→ Si(固体)+ 3HCl(气体)
经过三次高温化学反应后,我们得到了固体硅,但这时候的硅是多晶硅。
光刻那不是要用到高端光刻机?听说这种设备很牛逼….不如先看看光刻的原理:
利用高速旋涂设备(spinner),在晶片表面旋涂一层对紫外(UV)光敏感的材料,称为光刻胶(photoresist)。将晶片从旋涂机拿下之后在80ºC~100ºC之间烘烤,以驱除光刻胶中的溶剂并硬化光刻胶,加强光刻胶与晶片的附着力。接下来使用UV光源,通过一有图案的掩模版对晶片进行曝光。然后,使用缓冲氢氟酸作酸刻蚀液来移除没有被光刻胶保护的二氧化硅表面。最后,使用化学溶剂或等离子体氧化系统剥离(stripped)光刻胶。
找了一些基础知识给大家看一下,欢迎交流


IP属地:广东1楼2021-07-10 23:40回复
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    IP属地:广东来自Android客户端2楼2021-07-11 13:28
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