半导体材料报告

[1]20世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命，随着科技的发展，半导体材料越来越多。

[2]半导体材料是一类具有半导体性能、可用于制作半导体器件和集成电路的电子材料、硅材料是当今产量最大、应用最广的半导体材料，是集成电路产业和光伏产业的基础。硅材料的发展对推动我国相关产业实现技术跨越、增强国际竞争力、保持社会经济可持续发展和保障国家安全均起着重要作用。

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1、硅的分类硅也是极为常见的一种元素，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。然而它极少以单质的形式在自然界出现，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

26、4%，仅次于第一位的氧。硅根据物理性质分为无定形硅和晶体硅两种。

1、1无定型硅无定型硅又称非晶硅，非晶硅是一种直接能带半导体，它的结构内部有许多所谓的“悬键”，也就是没有和周围的硅原子成键的电子，这些电子在电场作用下就可以产生电流，并不需要声子的帮助，因而非晶硅可以做得很薄，还有制作

成本低的优点。在70年代确实有过制备非晶硅的沸沸扬扬的高潮。事实上，非晶硅光电池已经广为使用，例如许多太阳能计算器、太阳能手表、园林路灯和汽车太阳能顶罩等就是用非晶硅作为光电池的基本材料的。非晶硅在太阳辐射峰附近的光吸收系数比晶体硅大一个数量级。禁带宽度

1、7～

1、8eV，而迁移率和少子寿命远比晶体硅低。现已工业应用，主要用于提炼纯硅，制造太阳电池、薄膜晶体管、复印鼓、光电传感器等。

制造非晶硅的方法有多种，最常见的是辉光放电法和等离子增强化学气相沉积法(PECVD)[12]。此外还有反应溅射法、电子束蒸发法和热分解硅烷法等等。非晶硅产业化是利用化学气相沉积法制造的，硅烷气体流入真空反应器，利用高频放电等方法分解硅烷，使非晶硅沉积在基板上。硅烷中混入含有P或B的PH，、B：H6气体，町得到N型或P型非晶硅。

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1、2晶体硅

1、2、1单晶硅高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型半导体。p型半导体和n型半导体结合在一起形成p-n结，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。另外广泛应用的二极

管、三极管、晶闸管、场效应管和各种集成电路（包括人们计算

机内的芯片和CPU）都是用硅做的原材料。近年来，各种晶体材料特别是以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业

的发展，成为当代信息技术产业的支柱，并使信息产业成为全球

经济发展中增长最快的先导产业、单晶硅作为一种极具潜能、亟

待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注、当今世界超

过2 000亿美元的电子通信半导体市场中，95％以上的半导体器

件和99％以上的集成电路应用单晶硅。

[3]近几年，我国半导体产业及光伏产业的发展给国内硅材料产业带来了前所未有的机遇，单晶硅产量明显稳步增长、单晶硅

品种有区熔单晶硅和直拉单晶硅。

[8]世界上直拉硅单晶和区熔硅单晶的用量约为9：1，直拉硅主要用于集成电路和晶体管，其中用于集成电路的直拉硅单晶由

于其有明确的规格，且其技术要求严格，成为单独一类称集成电

路用硅单晶。区熔硅主要用于制作电力电子元件，纯度极高的区

熔硅还用于射线探测器。硅单晶多年来一直围绕着纯度、物理性

质的均匀性、结构完整性及降低成本这些问题而进行研究与开

发。

1、2、2多晶硅多晶硅，是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶

核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起

来，就结晶成多晶硅。多晶硅是由冶金级硅(硅含量为95％～99％)

经一系列化学物理提纯而得到的半导体材料。根据其纯度的不同，大体可分为电子级多晶硅和太阳能级多晶硅两大类，电子级多晶硅一般要求硅含量至少在6N以上，最高甚至可达11N，太阳能级多晶硅纯度则稍低，处于冶金级与电子级之间。

[9]多晶硅锭的制备工艺主要包括定向凝固法及浇铸法。

[4,7]定向凝固法是将硅料放在坩埚中熔融，然后将坩埚从热场逐渐下降或从坩埚底部通冷源，以造成一定的温度梯度，固液界面则从坩埚底部向上移动而形成晶锭。浇铸法是将熔化后的硅液从坩埚中导入另一模具中形成晶锭。此法由于受热场的影响，所得晶锭材质不如定向凝固法所得。

[4]目前，市场上超过50％的多晶硅片均是由定向凝固法生长所得。

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2、硅的特性

2、1、电学特性半导体材料的电学性质特点：一是导电性介于导体和绝缘体之间,其电阻率约在10-4－0Ω、cm范围内；二是电导率和导电型号对杂质和外界因素(光\热\磁)高度敏感。无缺陷半导体的导电性很差，称为本征半导体。当硅中掺入微量的电活性杂质，其电导率将会显著增加,例如,向硅中掺入亿分之一的硼，其电阻率就降为原来的千分之一。当硅中掺杂以施主杂质(Ⅴ族元素:磷、砷、锑等)为主时，以电子导电为主，成为N型硅；当硅中掺杂以受主杂质（Ⅲ族元素：硼、铝、镓等）为主时，以

空穴导电为主，成为P型硅。硅中P型和N型之间的界面形成PN 结，它是半导体器件的基本结构和工作基础。

硅也存在不足之处，硅的电子迁移率比锗小。尤其比GaAs 小。所以简单的硅器件在高频下工作时其性能不如锗或GaAs高频器件。此外，GaAs等化合物半导体是直接禁带材料，光发射效率高，是光电子器件的重要材料，而硅是间接禁带材料，由于光发射效率很低，硅不能作为可见光器件材料。

2、2、光学特性自从1990年L、T、Canham发现了多孔硅在室温下的光致发光现象后，由于硅材料在光电子、微电子和生物医学领域的应用前景，使得硅材料的研究引起了科学晃的极大兴趣。多年来，经过科学家对硅基材料的合成以及特性的研究，他们建立了多种模型来分析硅材料的光致发光原因，尽管这样，但对于硅纳米结构的发光机理还不是很清楚。主要原因之一是多孔硅的内表面非常大很容易被电解液或空气中的不纯物质污染，这些不纯物质对多孔硅的光学和电学特性都有影响，也影响了发光机理的分析。

[10] 现代电子工业中，晶体硅由于易提纯，易掺杂，耐高温等等优点得以在半导体行业中广泛应用。数年来，硅表面一直是基础研究的热点。我们知道晶体硅表面从可见光到红外波段的反射率都相当高；普通晶体硅的禁带宽度

1、07ev，对应的波长约为

1、1 um，也就是说，普通晶体硅无法吸收波长大于

1、1 u m的光波，因为此时光子能量小于硅的禁带宽度，这些因素极大地限制了硅基光电器件的可用波段、灵敏度和转换效率。基于硅材料在工业中的重要性，如能克服这些缺点，硅材料将得到更多的应用。

3、发展趋势非晶硅非晶硅作为太阳能材料尽管是一种很好的电池材料，但由于其光学带隙为

1、7eV, 使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。此外，其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退S一W效应，使得电池性能不稳定。解决这些问题的这径就是制备叠层太阳能电池，叠层太阳能电池是由在制备的p、i、n层单结太阳能电池上再沉积一个或多个P-i-n子电池制得的。叠层太阳能电池提高转换效率、解决单结电池不稳定性的关键问题在于：①它把不同禁带宽度的材科组台在一起，提高了光谱的响应范围;②顶电池的i层较薄，光照产生的电场强度变化不大，保证i层中的光生载流子抽出;③底电池产生的载流子约为单电池的一半，光致衰退效应减小;④叠层太阳能电池各子电池是串联在一起的。多晶硅（1）晶硅产能逐步释放，供给短缺现象明显缓解、得益于全球光伏产业的井喷式发展，旺盛的市场需求极大地推动了我国多晶硅产业的发展、随着全球多晶硅产能的逐步释放，多晶硅短缺现象将得到有效缓解、(2)多晶硅产能利用率偏低，进口规模依然偏高、多晶硅价格走高，催生了国内多晶硅的投资热、由于工艺尚

不成熟，达产进度缓慢，产能利用率偏低，远低于80％的国际水平、尤其应进一步提高多晶硅质量，以满足半导体及高效太阳能单晶制备需求、单晶硅(1)微型化、半导体技术的发展，对硅片的尺寸规格和质量提出更高的要求，适合微细加工的大直径硅片在市场中的需求比例将日益加大、(2)国际化、集团化、集约化、研发及建厂成本的日渐增高，加之现有营销与品牌的优势，使硅材料产业形成“大者恒大”的局面，少数集约化的大型集团垄断材料市场、(3)发展硅基材料、随着光电子和通信产业的发展，硅基材料成为硅材料工业发展的重要方向、主要的硅基材料包括

SOI(绝缘体上硅)、应变硅、GeSi、S01技术已开始在世界广泛应用，SOI材料在整个半导体材料市场中的比例增大、(4)硅片制造技术进一步升级、世界普遍采用先进的切、磨、抛和洁净封装工艺，硅片制造技术取得明显进展；最新尖端技术的导入，SOI等高功能晶片的试制开发进入批量生产阶段；硅片生产企业增加300 mm硅片设备的投资；针对设计规则的进一步细化，开发高平坦度的硅片和无缺陷的硅片、[1]朱黎辉中国半导体硅(多晶、单晶)材料发展60年[期刊论文]-新材料产业全文结束》》(12)[2]靳晓宇半导体材料的应用与发展研究[期刊论文]-大众商务（投资版）全文结束》》(6)[3]陈兴章、CHEN Xing-zhang 国内外硅半导体材料产业现状及发展[期刊论文]-上海有色金属全文结束》》(3)[4]刘秋娣；林安中；林喜斌多晶硅锭的制备及其形貌组织的研究[期刊论文]-稀有金属2002,26（6）[5]BUONASSISI

T;ISTRATOV A A;PICKETT M D Transition metals in photovoltaic-grade ingot-cast multicrystalline

silicon:Assessing the role of impurities in silicon nitride crucible lining material[外文期刊]xx(02)[6]张旭鹏、杨胜文、张金玲非晶硅薄膜电池应用及前景分析[期刊论文]-光源与照明全文结束》》(1)[7]MOLLERT H J。FUNKE C。RINIO M。et a

1、Muhicrystallinesilicon for solar cells[J]、Thin Solid Films，xx，487(1-2)：17一1

87、[8]刘立新、罗平、李春、林海、张学建、张莹、LIU Lixin、LUO Ping、LI Chun、LIN Hai、ZHANG Xuejian、ZHANG Ying 单晶硅生长原理及工艺[期刊论文]-长春理工大学学报（自然科学版）全文结束》》(4)[9]黄锋、陈瑞润、郭景杰、丁宏升、毕维生、傅恒志、Huang Feng、Chen Ruirun、Guo

Jingjie、DingHongsheng、Bi Weisheng、Fu Hengzhi 太阳能电池用硅材料的研究现状与发展趋势[期刊论文]-特种铸造及有色合金xx(12)[10]赵美红硅纳米材料的制备及其光学特性研究[学位论文]硕士全文结束》》[11]、SEUNG Y M;KOBSAK S;YASUTOSHI Y Silicon-based thin-film solar cells fabricated near the phase boundary by VHF PECVD technique全文结束》》(06)

半导体材料课程教学大纲

半导体材料课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称：半导体材料所属专业：微电子科学与工程课程性质：专业限选学分： 3 （二）课程简介：本课程重点介绍第一代和第二代半导体材料硅、锗、砷化镓等的制备基本原理、制备工艺和材料特性，介绍第三代半导体材料氮化镓、碳化硅及其他半导体材料的性质及制备方法。目标与任务：使学生掌握主要半导体材料的性质以及制备方法，了解半导体材料最新发展情况、为将来从事半导体材料科学、半导体器件制备等打下基础。（三）先修课程要求：《固体物理学》、《半导体物理学》、《热力学统计物理》；本课程中介绍半导体材料性质方面需要《固体物理学》、《半导体物理学》中晶体结构、能带理论等章节作为基础。同时介绍材料生长方面知识时需要《热力学统计物理》中关于自由能等方面的知识。（四）教材：杨树人《半导体材料》主要参考书：褚君浩、张玉龙《半导体材料技术》陆大成《金属有机化合物气相外延基础及应用》二、课程内容与安排第一章半导体材料概述第一节半导体材料发展历程第二节半导体材料分类第三节半导体材料制备方法综述第二章硅和锗的制备第一节硅和锗的物理化学性质第二节高纯硅的制备第三节锗的富集与提纯

第三章区熔提纯第一节分凝现象与分凝系数第二节区熔原理第三节锗的区熔提纯第四章晶体生长第一节晶体生长理论基础第二节熔体的晶体生长第三节硅、锗单晶生长第五章硅、锗晶体中的杂质和缺陷第一节硅、锗晶体中杂质的性质第二节硅、锗晶体的掺杂第三节硅、锗单晶的位错第四节硅单晶中的微缺陷第六章硅外延生长第一节硅的气相外延生长第二节硅外延生长的缺陷及电阻率控制第三节硅的异质外延第七章化合物半导体的外延生长第一节气相外延生长（VPE）第二节金属有机物化学气相外延生长（MOCVD）第三节分子束外延生长（MBE）第四节其他外延生长技术第八章化合物半导体材料（一）：第二代半导体材料第一节 GaAs、InP等III-V族化合物半导体材料的特性第二节 GaAs单晶的制备及应用第三节 GaAs单晶中杂质控制及掺杂第四节 InP、GaP等的制备及应用第九章化合物半导体材料（二）：第三代半导体材料第一节氮化物半导体材料特性及应用第二节氮化物半导体材料的外延生长第三节碳化硅材料的特性及应用第十章其他半导体材料

半导体材料的应用及产业现状

半导体材料的应用及产业现状摘要：超晶格概念的提出及其半导体超晶格的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想。本文将讲述半导体的特征及地位和作用，国内外产业化现状和进展情况等。关键词：半导体材料，电阻率，多晶硅，单晶硅，砷化镓，氮化镓 1半导体材料的应用 1.1半导体材料的特征：半导体材料是指电阻率在107Ω?cm~10-3Ω?cm，界于金属和绝缘体之间的材料。半导体材料虽然种类繁多但有一些固有的特性，称为半导体材料的特性参数。这些特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别，而且更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下特性上的量的差别。常用的半导体材料的特性参数有：禁带宽度、电阻率、载流子迁移率(载流子即半导体中参加导电的电子和空穴)、非平衡载流子寿命、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。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用（如光或电场）下内部的载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类晶体缺陷。位错密度可以用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度。当然，对于非晶态半导体是没有这一反映晶格完整性的特性参数的。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。晶体管对材料特性的要求：根据晶体管的工作原理，要求材料有较大的非平衡载流子寿命和载流子迁移率。用载流子迁移率大的材料制成的晶体管可以工作于更高的频率（有较好的频率响应）。晶体缺陷会影响晶体管的特性甚至使其失效。晶体管的工作温度高温限决定于禁带宽度的大小。禁带宽度越大，晶体管正常工作的高温限也越高。光电器件对材料特性的要求：利用半导体的光电导（光照后增加的电导）性能的辐射探测器所适用的辐射频率范围与材料的禁带宽度有关。材料的非平衡载流子寿命越大，则探测器的灵敏度越高，而从光作用于探测器到产生响应所需的时间(即探测器的弛豫时间)也越长。因此，高的灵敏度和短的弛豫

半导体材料

半导体材料应用物理1001 20102444 周辉半导体材料的电阻率界于金属与绝缘材料之间的材料。这种材料在某个温度范围内随温度升高而增加电荷载流子的浓度，电阻率下降。由化合物构成的半导体材料，通常是指无机化合物半导体材料。比起元素半导体材料来它的品种更多，应用面更广。半导体材料结构特征主要表现在化学键上。因为化合物至少由两个元素构成，由于它们彼此间的原子结构不同，价电子必然向其中一种元素靠近，而远离另一种元素，这样在共价键中就有了离子性。这种离子性会影响到材料的熔点、带隙宽度、迁移率、晶体结构等。化合物半导体的组成规律一般服从元素周期表排列的法则。对已知的化合物半导体材料，其组成元素在同一族内垂直变换，其结果是随着元素的金属性增大而其带隙变小，直到成为导体。反之，随着非金属性增加而其带隙变大，直至成为绝缘体。类别按其构成元素的数目可分为二元、三元、四元化合物半导体材料。它们本身还可按组成元素在元素周期表中的位置分为各族化合物，如Ⅲ—V族，I —Ⅲ—Ⅵ族等。下面介绍二元化合物，其中主要的类别为Ⅲ—v族化合物半导体材料，Ⅱ—Ⅵ族化合物半导体材料，Ⅳ—Ⅳ族化合物半导体材料。 Ⅳ—Ⅵ族化合物半导体材料。已发现具有半导体性质的有格式，GeSe，GeTe， SnO ，SnS，SnSe，SnTe，Pb0，PbS，PbSe，PbTe，其中PbO，PbS，PbSe，PbTe 2 已获重要用途。

V—Ⅵ族化合物半导体材料。已发现具有半导体性质的有Bi 2O 3 ，Bi 2 S 3 ，Bi 2 Se 3 ， Bi 2Te 3 ，Sb 2 O 3 ，Sb 2 S 3 ，Sb 2 Te 3 、As 2 O 3 ，As 2 S 3 ，其中Bi 2 Te 3 ，Bi 2 Se 3 等已获实际应用。 I—Ⅵ族化合物具有半导体性质的有Cu 2 O，Cu 2 S，Ag 2 S，Ag 2 Se，Ag 2 Te等，其中Cu 20，Cu 2 S已获应用。三元化合物种类较多，如I—Ⅲ—Ⅵ、I—v—Ⅵ、Ⅱ—Ⅲ—Ⅵ、Ⅱ—Ⅳ—V 族等。多数具有闪锌矿、纤锌矿或黄铜矿型晶体结构，黄铜矿型结构的三元化合物多数具有直接禁带。比较重要的三元化合物半导体有CuInSe 2，AgGaSe 2 ， CuGaSe 2，ZnSiP 2 ，CdSiP 2 ，ZnGeP 2 ，CdGaS 4 ，CdlnS 4 ，ZnlnS 4 和磁性半导体。后者的结构为AB 2X 4 (A—Mn，Co，Fe，Ni；B—Ga，In；X—S，Se)。四元化合物研究甚少，已知有Cu 2FeSnS 4 ，Cu 2 FeSnSe 4 ，Cu 2 FeGeS 4 等。应用化合物及其固溶体的品种繁多，性能各异，给应用扩大了选择。在光电子方面，所有的发光二极管、激光二极管都是用化合物半导体制成的，已获工业应用的有GaAs，GaP，GaAlAs，GaAsP，InGaAsP等。用作光敏元件、光探测器、光调制器的有InAsP，CdS，CdSe，CdTe，GaAs等。一些宽禁带半导体(SiC，ZnSe等)、三元化合物具有光电子应用的潜力。GaAs是制作超高速集成电路的最主要的材料。微波器件的制作是使用GaAs，InP，GaAlAs等；红外器件则用GaAs，GaAlAs，CdTe，HgCdTe，PbSnTe等。太阳电池是使用CdS，CdTe，CulnSe2，GaAs，GaAlAs等。最早的实用“半导体”是「电晶体/ 二极体」。一、在无线电收音机及电视机中，作为“讯号放大器用。二、近来发展「太阳能」，也用在「光电池」中。三、半导体可以用来测量温度，测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域，有较高的准确度和稳定性，分辨率可达0.1℃，甚至达到0.01℃也不是不可能，线性度0.2%，测温范围-100~+300℃，是性价比极高的一种测温元件。其中在半导体材料中硅材料应用最广,所以一般都用硅材料来集成电路,因为硅是元素半导体。电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分别低于

半导体材料

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在纯硅中掺入少许的硼（最外层有三个电子），就反而少了一个电子，而形成一个电洞（hole），这样就形成P型半导体少了一个带负电荷的电子，可视为多了一个正电荷）。目录 [隐藏] ?1概观 ?2半导体的能带结构 o 2.1能量-动量色散 ?3载子的产生与复合 ?4半导体的掺杂 o 4.1掺杂物 o 4.2载子浓度 o 4.3掺杂对半导体能带结构的影响 ?5半导体材料的制造 ?6应用 ?7延伸阅读 o7.1材料 o7.2物理学 o7.3工业 ?8参考资料 ?9相关条目 ?10外部链接 o10.1半导体行业网站

[

Diamantstruktur Diamantstruktur Zinkblendestruktur (Elementarzelle)

（Pauli exclusion principle），同一个量子态内不能有两个电子，已经被填满的能带无法导电，因为该能带内的所有量子态都已经被电子占据，所以半导体材料的传导带不会被电子占满，让电子可以在其中的量子态间移动。费米-狄拉克分布。在价带内的电子获得能量后便可跃升到传导带，而这便会在价带内留下一个空缺，也就是所谓的“电洞”（electron holes）。传导带中的电子和价带中的电洞都对电流传递有贡献，电洞本身不会移动，但是其它电子可以移动到这个电洞上面，等效于电洞本身往反方向移动。相对于带负电的电子，电洞的电性为正电。由化学键结的观点来看，获得足够能量、进入传导带的电子也等于有足够能量可以打破电子与固体原子间的共价键（covalent bonds），而变成自由电子，进而对电流传导做出贡献。半导体和导体之间有个显著的不同是半导体的电流传导同时来自电流与电洞的贡献，而导体的费米能阶（Fermi level）则已经在传导带内，因此电子不需要很大的能量即可找到空缺的量子态供其跳跃、造成电流传导。固体材料内的电子能量分布遵循费米-狄拉克分布（Fermi-Dirac Distribution）。在绝对零度时，材料内电子的最高能量即为费米能阶，当温度高于绝对零度时，费米能阶为所有能阶中，被电子占据机率等于0.5的能阶。半导体材料内电子能量分布为温度的函数也使其导电特性受到温度很大的影响，当温度很低时，可以跳到传导带的电子较少，因此导电性也会变得较差。 [编辑]能量-动量色散上述关于能带结构的内容为了简化，因此跳过了一个重要的现象，称为“能量的色散”（dispersion of energy）。同一个能带内之所以会有不同能量的量子态，原因是能带的电

半导体材料文献综述

姓名：高东阳学号：1511090121 学院：化工与材料学院专业：化学工程与工艺班级：B0901 指导教师：张芳日期： 2011 年12月 7日

半导体材料的研究综述高东阳辽东学院B0901 118003 摘要：半导体材料的价值在于它的光学、电学特性可充分应用与器件。随着社会的进步和现代科学技术的发展，半导体材料越来越多的与现代高科技相结合，其产品更好的服务于人类，改变着人类的生活及生产。文章从半导体材料基本概念的界定、半导体材料产业的发展现状、半导体材料未来发展趋势等方面对我国近十年针对此问题的研究进行了综述，希望能引起全社会的关注和重视。关键词：半导体材料，研究，综述 20世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；20世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。彻底改变人们的生活方式。在此笔者主要针对半导体材料产业的发展、半导体材料的未来发展趋势等进行综述，希望引起社会的关注，并提出了切实可行的建议。一、关于半导体材料基础材料概念界定的研究陈良惠指出自然界的物质、材料按导电能力大小可分为导体、半导体、和绝缘体三大类。半导体的电导率在10-3～ 109欧·厘米范围。在一般情况下，半导体电导率随温度的升高而增大，这与金属导体恰好相反。凡具有上述两种特征的材料都可归入半导体材料的范围。[1] 半导体材料（semiconductormaterial）是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。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的电子材料，其电导率在10（U-3）～10（U-9）欧姆/厘米范围内。[2]随着社会的进步以及科学技术的发展，对于半导体材料的界定会越来越精确。二、关于半导体材料产业的发展现状及解决对策的分析王占国指出中国半导体产业市场需求强劲，市场规模的增速远高于全球平均水平。不过，产业规模的扩大和市场的繁荣并不表明国内企业分得的份额更大。相反，中国的半导体市场正日益成为外资公司的乐土。[3]

2016年半导体封装专用材料键合丝行业分析报告

2016年半导体封装专用材料键合丝行业分析报告 2016年9月

目录一、行业市场规模 (5) 1、半导体行业整体市场规模 (5) （1）全球半导体行业市场规模 (5) （2）国内半导体行业市场规模 (6) 2、键合丝行业市场规模 (6) 二、行业发展趋势 (7) 1、半导体行业发展趋势 (7) （1）新材料、新技术不断发展和应用 (7) （2）半导体进入库存周期时代，随着去库存结束，最坏的时候已经过去 (7) （3）国内封装业者加速全球化趋势 (8) 2、键合丝行业发展趋势 (8) （1）新材料开发 (8) 三、行业监管体系与相关法规政策 (10) 1、行业监管体制 (10) （1）行业主管部门、监管体制 (10) （2）自律管理机构 (10) 2、相关法规及行业政策 (11) 四、影响行业发展的因素 (14) 1、有利因素 (14) （1）下游产业发展提升市场需求 (14) （2）国家政策的有力支持 (15) 2、不利因素 (15) （1）贸易保护主义的限制 (15) （2）人才短缺 (16) （3）价格竞争 (16) 五、行业主要企业简况 (17)

1、田中电子（杭州）有限公司 (17) 2、贺利氏招远（常熟）电子材料有限公司 (17) 3、杭州日茂新材料有限公司 (17) 六、行业上下游的关系 (18) 1、与上游行业的关系 (18) 2、与下游行业的关系 (18) 七、进入本行业的主要壁垒 (19) 1、技术和研发壁垒 (19) 2、品牌和资格认证壁垒 (19) 3、资金壁垒 (19)

半导体封装用键合丝（bonding wire in semiconductor devices）作为芯片与外部电路主要的连接材料，具有良好的力学性能、电学性能和第二焊点稳定性，广泛替代键合金丝应用于微电子工业。键合丝主要应用于晶体管、集成电路等半导体器件和微电子封装的电极部位或芯片与外部引线的连接。随着集成电路的发展，先进封装技术不断发展变化以适应各种半导体新工艺和新材料的要求和挑战。半导体封装内部芯片和外部管脚以及芯片之间的连接起着确立芯片和外部的电气连接、确保芯片和外界之间的输入/输出畅通的重要作用，是整个后道封装过程中的关键。引线键合以工艺实现简单、成本低廉、使用多种封装形式而在连接方式中占主导地位，目前所有封装管脚的90%以上采用引线键合连接。在全球范围内，从50年代开始发展了引线键合技术，六七十年代以来发展了载带自动键合、倒装焊以及梁式引线等连接技术。未来半导体键合内引线连接的主要方式仍将是引线键合和倒装焊两类连接。电子产品向微型化、薄型化、智能化和高可靠性方向发展，为人们的生产和生活带来了极大的便利。为了适应电子产品多功能、小型化、便携性等需要，新的封装技术不断涌现。新的封装技术也对键合丝性能提出了更高的要求，促使新的键合材料产生，而新的键合材料的产生又推动了封装技术的进步，两者相辅相成、互相促进，推动了整个半导体封装行业的发展。

半导体研究文献综述

半导体研究文献综述学院：材料科学与工程学院专业：材料化学班级：材料122 姓名：刘田防学号：2012141009

半导体材料的研究综述文献综述摘要：半导体材料的价值在于它的光学、电学特性可充分应用与器件。随着社会的进步和现代科学技术的发展，半导体材料越来越多的与现代高科技相结合，其产品更好的服务于人类改变着人类的生活及生产。文章从半导体材料基本概念的界定、半导体材料产业的发展现状、半导体材料未来发展趋势等方面对我国近十年针对此问题的研究进行了综述，希望能引起全社会的关注和重视。关键词：半导体材料，研究，综述一、该领域的研究意义物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性差的材料，如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。本征半导体：不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下，半导体的价带是满带（见能带理论），受到热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带，价带中缺少一个电子后形成一个

带正电的空位，称为空穴。导带中的电子和价带中的空穴合称电子- 空穴对，空穴导电并不是电子运动，但是它的运动可以将其等效为载流子。空穴导电时等电量的电子会沿其反方向运动。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴，电子-空穴对消失，称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射（发光）或晶格的热振动能量（发热）。在一定温度下，电子- 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时半导体具有一定的载流子密度，从而具有一定的电阻率。温度升高时，将产生更多的电子- 空穴对，载流子密度增加，电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大，实际应用不多。 20世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；20世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。彻底改变人们的生活方式。在此笔者主要针对半导体材料产业的发展、半导体材料的未来发展趋势等进行综述，希望引起社会的关注，并提出了切实可行的建议。二、该领域的研究背景和发展脉络半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、

2020年半导体材料行业分析报告

2020年半导体材料行业分析报告 2020年12月

目录一、半导体硅片规模持续扩大，国内企业加速追赶 (6) 1、半导体硅片市场规模持续扩大 (6) （1）半导体硅片处于产业链上游，发挥着重要的行业基础支撑作用 (6) （2）全球半导体硅片小幅波动，近来行业回暖后趋向稳态 (8) （3）受益下游应用需求拉动，中国半导体硅片行业市场规模持续扩大 (8) 2、境外企业垄断，国内企业加快追赶世界水平 (9) （1）半导体硅片行业壁垒高，长期被境外先进企业垄断 (9) （2）国内企业加大研发与投资，努力追赶世界先进水平 (10) 3、受益企业：立昂微 (10) 二、湿电子化学品集中度高，替代空间较大 (11) 1、湿电子化学品市场发展迅速，集中度较高 (11) 2、受益企业：晶瑞股份 (14) 三、特种气体国内空间巨大，国产替代大势所趋 (14) 1、特种气体市场增长迅速 (14) （1）半导体领域对特种气体的需求最大 (15) （2）电子气体分为电子特种气体和电子大宗气体 (16) （3）全球工业气体市场近年来呈现稳步增长的态势 (17) （4）我国人均工业用气水平较低，预计未来仍将保持两位数以上增长 (17) （5）特种气体市场规模发展迅速，预计未来仍将高速增长，空间广阔 (18) （6）电子气体是仅次于大硅片的第二大市场需求半导体材料 (19) （7）下游产业技术快速更迭，对特种气体产品技术要求持续提高 (19) 2、市场集中度较高，寡头垄断明显 (20) （1）特种气体市场具有较高的技术、客户认证、资金壁垒 (20) （2）较高的壁垒导致全球竞争格局高度集中 (21)

大功率半导体器件综述及介绍

自从50年代，硅晶闸管问世以后，50多年来，功率半导体器件的研究工作者为达到理想化的目标做出了不懈的努力，并以取得了使世人瞩目的成就。60年代后期，可关断晶闸管GTO实现了门极可关断功能，并使斩波工作频率扩展到1KHZ以上。70年代中期，大功率晶体管和功率MOSFET 问世，功率器件实现了场控功能，打开了高频应用的大门。80年代，绝缘栅双极晶体管（IGBT）问世，它综合了功率MOSFET和双极型功率晶体管两者的功能。因此，当前功率器件研究工作的重点主要集中在研究现有功率器件的集成性能，MOS门控晶体管的改进，以及采用新型半导体材料制造新型的功率器件等。瑞士ABB半导体公司是ABB集团的全资子公司，是世界上最著名的大功率半导体生产商之一。西安赛晶电子科技责任有限公司是瑞士ABB 半导体公司在中国的首家代理，本公司在为客户提供先进的大功率半导体器件的同时，以西安电力电子技术研究所为其坚强的技术后盾，为客户提供较强的技术支持和服务。一大功率半导体器件的最新发展 1．普通晶闸管(PCT) PCT自问世以来，其功率容量已提高了近3000倍。现在许多国家已能稳定生产Φ100mm，8000V/4000A的晶闸管。日本现在已能稳定生产8000V/4000A和6000V/6000A的光触发晶闸管。近十几年来，由于自关断器件的飞速发展，晶闸管的应用领域有所缩小，但是，由于它的高电压、大电流特性，它在HVDC，静止无功补偿（SVC），大功率直流电源及超大功率和高压变频调速等方面仍然占有十分重要的地位。预计在今后若干年内，晶闸管仍将在高电压、大电流应用场合得到继续发展。 2、门极可关断晶闸管(GTO) 1982年日本日立公司首先研制成功2500V,1000A的GTO。许多的生产商可提供额定开关功率36MVA(6000V,6000A)用的高压大电流GTO。为了折衷它的导通、开通和关断特性，传统GTO的典型的关断增量仅为3-5。GTO关断期间的不均匀性使GTO关断期间dv/dt必须限制在 500-1000v/μs。为此,人们不得不使用体积大、笨重、昂贵的吸收电路。它的其他缺点是门极驱动电路较复杂和要求较大的驱动功率。但是，高的导通电流密度、高的阻断电压、阻断状态下高的dv/dt耐量和有可能在内部集成一个反并二极管，这些突出的优点仍使人们对GTO感兴趣。到目前为止，传统的GTO在高压（VBR>3300V）/大功率（0.5-20MVA）牵引、工业和电力逆变器中是应用得最为普遍得门控功率半导体器件。目前，GTO的最高研究水平为6英寸、6000V/6000A以及9000V/10000A。这种GTO采用了大直径均匀结技术和全压接式结构，通过少子寿命控制技术折衷了GTO导通电压与关断损耗两者之间的矛盾。由于GTO具有门极全控功能，它正在许多应用领域逐步代替PCT。为了满足电力系统对1兆VA以上的三相逆变功率电压源的需要，近期很可能开发10，000A,12,000V的GTO,并可能解决30多个高压GTO串联的技术，可望使电力电子技术在电力系统应用方面再上一个台阶。 3、绝缘栅双极晶体管（IGBT）

半导体材料有哪些

半导体材料有哪些半导体材料有哪些半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物（硫化镉、硫化锌等）、氧化物（锰、铬、铁、铜的氧化物），以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。半导体的分类，按照其制造技术可以分为：集成电路器件，分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类，虽然不常用，但还是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其规模进行分类的方法。此外，还有按照其所处理的信号，可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。延伸半导体材料是什么？半导体材料（semiconductor material）是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内）、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。自然界的物质、材料按导电能力大小可分为导体、半导体和绝缘体三大类。半导体的电阻率在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围（上限按谢嘉奎《电子线路》取值，还有取其1/10或10倍的；因角标不可用，暂用当前描述）。在一般情况下，半导体电导率随温度的升高而升高，这与金属导体恰好相反。凡具有上述两种特征的材料都可归入半导体材料的范围。反映半导体半导体材料内在基本性质的却是各种外界因素如光、热、磁、电等作用于半导体而引起的物理效应和现象，这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体，正是这些半导体材料的各种半导体性质赋予各种不同类型半导体器件以不同的功能和特性。半导体的基本化学特征在于原子间存在饱和的共价键。作为共价键特征的典型是在晶格结构上表现为四面体结构，所以典型的半导体材料具有金刚石或闪锌矿（ZnS）的结构。由于地球的矿藏多半是化合物，所以最早得到利用的半导体材料都是化合物，例如方铅矿

常用的半导体材料有哪些

常用的半导体材料有哪些？晶圆初入半导体行业为了尽快入门，我们必须对这个行业的主要物料做一个详细的了解，因为制造业的结构框架是人机料法环测。物料是非常关键的一部分，特别是对于半导体这类被人家卡脖子的行业更要牢记于心，尽快摆脱西方的围堵，但是基础材料这块需要长时间的积累，短期我们很难扭转当下这种憋屈的局面。在半导体产业中，材料和设备是基石，是推动集成电路技术创新的引擎。半导体材料在产业链中处于上游环节，和半导体设备一样，也是芯片制造的支撑性行业，所有的制造和封测工艺都会用到不同的半导体材料。半导体材料一般均具有技术门槛高、客户认证周期长、供应链上下游联系紧密、行业集中度高、技术门槛高和产品更新换代快的特点，目前高端产品市场份额多为海外企业垄断，国产化率较低，寡头垄断格局一定程度制约

了国内企业快速发展。华为事件的发生发展告诉我们半导体材料国产替代已经非常紧迫了。半导体材料细分行业多，芯片制造工序中各单项工艺均配套相应材料。按应用环节划分，半导体材料主要可分为制造材料和封装材料。在晶圆制造材料中，硅片及硅基材料占比最高，约占31%，其次依次为光掩模板14%，电子气体14%，光刻胶及其配套试剂12%，CMP抛光材料7%，靶材3%，以及其他材料占13%。在半导体封装材料中，封装基板占比最高，占40%。其次依次为引线框架15%、键合丝15%、包封材料13%、陶瓷基板11%、芯片粘合材料4%、以及其他封装材料2%。封装材料中的基板的作用是保护芯片、物理支撑、连接芯片与电路板、散热。陶瓷封装体用于绝缘打包。包封树脂粘接封装载体、同时起到绝缘、保护作用。芯片粘贴材料用于粘结芯片与电路板。封装方面相对难度要低一点，所以我们国家的半导体企业主要集中在封测这一后工艺领域。半导体材料中前端材料市场增速远高于后端材料，前端材料的增长归功于各种前端技术的积极使用，如极紫外(EUV)曝光，原子层沉积(ALD)和等离子体化学气相沉积(PECVD)等。

半导体光催化综述

硫及金属硫化物-类石墨相氮化碳纳米复合材料的制备，表征及其光催化性能的研究

第一章绪论自18世纪60年代的第一次工业革命到现在以来，科学技术迅猛发展、日新月异。工业革命（第一次科技革命）以瓦特的蒸汽机的发明为标志，宣告了人类社会由原来的火器时代，进入到了蒸汽时代。第二次科技革命发生在19世纪70年代，在这个时期，自然科学取得了飞速的进展，由于资本主义制度的逐渐形成和完善，资本主义国家为了生存和发展，开始了大量的对世界资源进行掠夺。两次工业革命对然建立了世界的初步两极格局，但是两次科技革命的功劳还是不容忽视的，它们推动了传统的农业，手工业向现代化工业以及机器化工业的飞速发展，并且带给了人类社会巨大的物质财富，在资本主义国家逐利的对外扩张过程中，不可否认的是它们的争斗促进了人类文明的进步和繁荣。但是，当资本家们在大力发展社会生产力，提高生活水平的同时，对环境也造成了严重的破坏，至今，已严重威胁着我们所处在的的生存环境。特别是在进入20世纪50年代之后的第三次科技革命；随着工业现代化进程的加快，人类向所生存的环境排放了大量的生产废水、废气，它们其中含有大量的有毒污染物如医用药品、农药、工业染料、表面活性剂和含有重金属离子的溶液等，含有上述物质的这些废水给人类的健康和生存环境带来巨大的威胁。而且在上述这些污染物中，用传统的处理方法很难将其完全消灭和降解。废水中的很多有机化合物能使水中的厌氧微生物发生异变，从而产生明显的毒害作用；所以必须创造出一些其它的非生物的降解技术来除去这些有机化合物[1-3]。因此，开发一种简便、有效、快捷、无害的方法来治理水体污染和大气污染是当前社会一个亟待解决的问题。并且，社会现代化的发展需要消耗大量的能源，据专家分析，传统的化石能源已经不能继续维持人类社会的长期发展，而且传统的化石能源的使用是当前引发严重环境问题的万恶之源。所以，环境问题和能源问题是21世纪可持续发展战略的两大亟待解决的严重问题。

中国半导体材料行业市场调研报告

2011-2015年中国半导体材料行业市场调研及投资前景预测报告半导体材料是指电阻率在10-3~108Ωcm，介于金属和绝缘体之间的材料。半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要基础材料，支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等电子信息产业的发展。电子信息产业规模最大的是美国。近几年来，中国电子信息产品以举世瞩目的速度发展，半导体材料及应用已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。中国报告网发布的《2011-2015年中国半导体材料行业市场调研及投资前景预测报告》共十六章。首先介绍了半导体材料相关概述、中国半导体材料市场运行环境等，接着分析了中国半导体材料市场发展的现状，然后介绍了中国半导体材料重点区域市场运行形势。随后，报告对中国半导体材料重点企业经营状况分析，最后分析了中国半导体材料行业发展趋势与投资预测。您若想对半导体材料产业有个系统的了解或者想投资半导体材料行业，本报告是您不可或缺的重要工具。本研究报告数据主要采用国家统计数据，海关总署，问卷调查数据，商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局，部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据，企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等，价格数据主要来自于各类市场监测数据库。第一章半导体材料行业发展概述第一节半导体材料的概述一、半导体材料的定义二、半导体材料的分类三、半导体材料的特点四、化合物半导体材料介绍第二节半导体材料特性和制备一、半导体材料特性和参数二、半导体材料制备

第三节产业链结构及发展阶段分析一、半导体材料行业的产业链结构二、半导体材料行业发展阶段分析三、行业所处周期分析第二章全球半导体材料行业发展分析第一节世界总体市场概况一、全球半导体材料的进展分析二、全球半导体材料市场发展现状三、第二代半导体材料砷化镓发展概况四、第三代半导体材料GaN发展概况第二节世界半导体材料行业发展分析一、2010年世界半导体材料行业发展分析二、2011年世界半导体材料行业发展分析三、2011年半导体材料行业国外市场竞争分析第三节主要国家或地区半导体材料行业发展分析一、美国半导体材料行业分析二、日本半导体材料行业分析三、德国半导体材料行业分析四、法国半导体材料行业分析五、韩国半导体材料行业分析六、台湾半导体材料行业分析第三章我国半导体材料行业发展分析第一节2010年中国半导体材料行业发展状况一、2010年半导体材料行业发展状况分析二、2010年中国半导体材料行业发展动态三、2010年半导体材料行业经营业绩分析四、2010年我国半导体材料行业发展热点第二节2011年半导体材料行业发展机遇和挑战分析一、2011年半导体材料行业发展机遇分析

半导体制造行业产业链研究报告

半导体制造行业产业链研究报告 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

半导体制造行业研究报告2017 1 对半导体制造设备行业的整体研究通过对参加这次展会厂商的总体范围的了解，对半导体制造产业链的总体情况有了基本的认识，半导体制造涉及以下几个相关的细分行业。晶圆加工设备在半导体制造中专为晶圆加工的工序提供设备及相关服务的供应商，包括光刻设备、测量与检测设备、沉积设备、刻蚀设备、化学机械抛光(CMP)、清洗设备、热处理设备、离子注入设备等。厂房设备包括工厂自动化、工厂设施、电子气体和化学品输送系统、大宗气体输送系统等。晶圆加工材料在半导体制造中提供原材料和相关服务的供应商，包括多晶硅、硅晶片、光掩膜、电子气体及化学、光阻材料和附属材料、CMP 料浆、低 K 材料等。测试封装设备在半导体测试和封装过程中提供设备及其他相关服务的供应商。主要涉及晶圆制程的后道工序，就是将制成的薄片“成品”加工为独立完整的集成电路。包括切割工具及材料、自动测试设备、探针卡、封装材料、引线键合、倒装片封装、烧焊测试、晶圆封装材料等。测试封装材料在半导体测试和封装过程中提供材料和相关服务的供应商，包括悍线、层压基板、引线框架、塑封料、贴片胶、上料板等。子系统、零部件和间接耗材为设备和系统制造提供子系统、零部件、间接材料及相关服务的厂商，包括质量流量控制、分流系统、石英、石墨和炭化硅等。 2 对电子气体和化学品输送系统行业的详细研究

电子气体和化学品输送系统涉及上游的电子气体产品提供商，半导体行业用阀门管件提供商，常规阀门管件提供商，气体供应设备提供商，气体输送系统设计、施工单位以及下游的后处理设备厂商。电子气体电子气体在半导体器件的生产过程中起着非常重要的作用，几乎每一步、每一个生产环节都离不开电子气体，并且电子气体的质量在很大程度上决定了半导体器件性能的好坏。电子气体的纯度是一个非常重要的指标，其纯度每提高一个数量级,都会极大地推动半导体器件质的飞跃。同时，电子气体纯度也是区分气体厂商技术水平和生产能力的一个重要考量指标。目前主要的气体产品公司多为欧美公司在中国的分公司，主要有法国液化空气公司，美国普莱克斯，德国林德公司，美国空气产品公司等。国内的品牌有苏州金宏气体，广东华特气体等。半导体阀门管件半导体阀门管件是气体输送系统和设备中重要的原材料，阀门管件的性能和质量水平也直接影响着气体输送系统的送气能力和运行稳定性，也会影响半导体产品的质量和性能。严重的情况下，一个阀门出现质量问题可能造成严重的生产事故。半导体阀门管件的重要性也体现在其成本上，目前阀门管件等原材料的成本占据了气体输送系统和设备的大部分成本，但是，目前绝大部分供应要依赖进口品牌，并且是供不应求（货期较长），这造成了目前系统和设备厂商的运营成本居高不下。此领域知名的厂商有APTECH,TESCOM,PARKER,SWAGELOK,KITZ，Valex等，但都为进口品牌，价格贵，交货期长（目前一般要2个月以上）。国产品牌目前主要的问题是半导体阀门管件产品种类少，并且产品并不成熟。通过和杰瑞，赛洛克等厂商的交流，了解到目前这些国内厂家公司规模多在一百人左右，新产品的研发能力和研发投入都十分有限，很难在短期内保质保量的供应市场上需求的半导体阀门管件。这也预示着电子气体输送系统和设备厂商在很长一段时间内还是要依赖进口品牌提供相应的材料，这种现状就要求系统和设备厂商有更好的成本和交货周期的管控能力，甚至在承接项目时做好提高其成本预算和延长交货期的准备。

新型半导体材料GaN简介

新型半导体材料GaN GaN的发展背景 GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与SIC、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好（几乎不被任何酸腐蚀）等性质和强的抗辐照能力，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。在宽禁带半导体材料中，氮化镓由于受到缺乏合适的单晶衬底材料、位错密度大等问题的困扰，发展较为缓慢，但进入90年代后，随着材料生长和器件工艺水平的不断发展，GaN半导体及器件的发展十分迅速，目前已经成为宽禁带半导体材料中耀眼的新星。 GaN的特性具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好（几乎不被任何酸腐蚀）等性质和强的抗辐照能力，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。 GaN是极稳定的化合物，又是坚硬的高熔点材料，熔点约为1700℃，GaN 具有高的电离度，在Ⅲ—Ⅴ族化合物中是最高的（0.5或0.43）。在大气压力下，GaN晶体一般是六方纤锌矿结构。它在一个元胞中有4个原子，原子体积大约为GaAs的一半。因为其硬度高，又是一种良好的涂层保护材料。在室温下，GaN 不溶于水、酸和碱，而在热的碱溶液中以非常缓慢的速度溶解。NaOH、H2SO4和H3PO4能较快地腐蚀质量差的GaN，可用于这些质量不高的GaN晶体的缺陷检测。GaN在HCL或H2气下，在高温下呈现不稳定特性，而在N2气下最为稳定。GaN的电学特性是影响器件的主要因素。未有意掺杂的GaN在各种情况下都呈n 型,最好的样品的电子浓度约为4×1016/cm3。一般情况下所制备的P型样品，都是高补偿的。很多研究小组都从事过这方面的研究工作，其中中村报道了GaN最高迁移率数据在室温和液氮温度下分别为μn=600cm2/v·s和μn=1500cm2/v·s，相应的载流子浓度为n=4×1016/cm3和n=8×1015/cm3。未掺杂载流子浓度可控制在

2019年半导体材料行业深度报告

2019年半导体材料行业深度报告导语在整个半导体产业链中，半导体材料处于产业链上游，是整个半导体行业的重要支撑。在集成电路芯片制造过程中，每一个步骤都需要用到相应的材料，如光刻过程需要用到光刻胶、掩膜版，硅片清洗过程需要用的各种湿化学品，化学机械平坦化过程需要用的抛光液和抛光垫等，都属于半导体材料。 1. 为什么看好半导体材料投资机会目前，新冠肺炎疫情正在全球蔓延。欧美、日本以及韩国等国家正经受疫情爆发的考验，而我们国内由于得到国家的强力控制，目前疫情已初步得到控制。国外疫情的爆发，将对半导体行业的格局造成一定影响，特别是日本及欧美疫情的加剧，将影响半导体材料供给。而国内疫情由于得到良好的控制，并且在一些半导体材料的细分领域，国内的公司已实现部分国产替代，在供给方面我们先发优势，解晶圆代工厂燃眉之急。据中证报消息，国家大基金二期三月底可以开始实质投资。国家大基金是半导体行业风向标，国家大基金二期将更加注重对半导体材料及设备的投资。大基金二期以半导体产业链最上游的材料及设备为着力点，推动整个

半导体行业的发展，加速国产替代的进程，国内半导体材料公司将迎来黄金发展期。 1.1 欧美及日本疫情加剧半导体材料供给或将受限截至3 月14 日14：30 分，海外新冠肺炎确诊病例累计确诊64617 例，较上日增加10393 例，累计死亡2236 例。海外疫情正处于爆发期，特别是意大利、日本、美国、德国、法国及韩国等国家，新冠疫情正愈演愈烈。在全球半导体材料领域，日本占据绝对主导地位。去年日韩贸易战中，日本限制含氟聚酰亚胺、光刻胶，以及高纯度氟化氢这三种材料的对韩出口，引起了整个半导体领域的震动。在2019 年前5 个月，日本生产的半导体材料占全球产量的52%。同期，韩国从日本进口的光刻胶价值就达到1.1 亿美元。据韩国贸易协会报告显示，韩国半导体和显示器行业在氟聚酰亚胺、光刻胶及高纯度氟化氢对日本依赖度分别为91.9%、43.9%及93.7%。在半导体制造过程包含的19 种核心材料中，日本市占率超过50%份额的材料就占到了14 种，在全球半导体材料领域处于绝对领先地位。欧美及日本疫情的加剧，将影响全球半导体材料的供给。目前虽然没有欧美及日本半导体公司受疫情影响的官方报道，但我们认为疫情必将影响这些地区半导体公司的经营情况。在疫情影响下，韩国的三星、SK 海力士等半导体公司多次停产隔离，国内的众多公司也延迟复工。因此，这些处

半导体材料介绍论文

半导体材料介绍摘要：本文主要介绍半导体材料的特征、分类、制备工艺以及半导体材料的一些参数。半导体在我们的日常生活中应用很广泛，半导体材料的一些结构和参数决定了它的特性。以二氧化钛为例，它就是一种半导体材料，其结构和性能决定了它在降解有机污染物方面的应用，人们现在研究了有关它的性质，并将进一步研究提高它的光催化效果。关键词：半导体材料导电能力载流子电阻率电子空穴正文：半导体材料是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。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的电子材料，其电导率在10（U-3）～10（U-9）欧姆/厘米范围内。半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。半导体材料虽然种类繁多但有一些固有的特性，称为半导体材料的特性参数。这些特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别，而且更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下特性上的量的差别。常用的半导体材料的特性参数有：禁带宽度、电阻率、载流子迁移率(载流子即半导体中参加导电的电子和空穴)、非平衡载流子寿命、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。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用（如光或电场）下内部的载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类晶体缺陷。位错密度可以用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度。当然，对于非晶态半导体是没有这一反映晶格完整性的特性参数的。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。晶体管对材料特性的要求：根据晶体管的工作原理，要求材料有较大的非平衡载流子寿命和载流子迁移率。用载流子迁移率大的材料制成的晶体管可以工作于更高的频率（有较好的频率响应）。晶体缺陷会影响晶体管的特性甚至使其失效。晶体管的工作温度高温限决定于禁带宽度的大小。禁带