半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目可行性研究报告-2020年新材料行业重点支持项目
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目可行性研究报告-2020年新材料行业重点支持项目
编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司
半导体材料
重要数据
全球半导体行业景气度持续回升，8 月 21 日，费城半导体指数为 2198.3，环比上周上升-0.11%，同比上个月增长 4.85%，北美半导体设备制造商 7 月出货金额 27.6 亿美元，较 6月的 14.4 亿美元增加 91.67%，仍维持在 20 亿美元以上水平。全球半导体行业景气度持续上升，预期 2020 年下半年国内半导体行业业绩也将逐步改善。
本周 DRAM 价格持续下降，NAND Flash 价格环比下降。截至 8 月 21 日，DDR3 4Gb价格为 1.368 美元，环比上周下降 2.84%，同比下降 7.25%；NAND Flash64Gb 价格为 2.53美元，环比下降 0.28%，同比下降 2.99%。
重要资讯
8 月 4 日，国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，将从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等 8 个方面进行扶持，以加快集成电路和软件产业发展。政策的出台，意味着芯片行业（集成电路产业）全面国产化提速。此外，随着数字经济和新基建时代的加速到来，芯片市场需求猛增，行业将迎来新一轮发展黄金期。虽然芯片行业的国产化正在加速，并取得了显著成效，但目前产量仍然不能有效满足各行业对芯片的需求，同时叠加部分产业对于高端芯片的进口依赖，使得我国芯片进口量一直位居世界前列。国务院发布的相关数
据显示，2019 年我国芯片自给率仅为 30%左右，要在 2025 年达到70%。
8 月 13 日，上海新阳半导体材料股份有限公司与上海晖研材料科技有限公司签订了《战略合作协议》。上海新阳和上海晖研将共同开发集成电路制造关键工艺材料化学机械研磨液，上海晖研具有化学机械抛光液产品研发团队，具有化学机械抛光液产品研发、生产工艺技术及质量管控、客户技术服务能力等专有技术；而上海新阳具有化学机械抛光液产品生产基础条件与产品销售渠道。此次双方达成产品研发、生产、销售与服务的合作关系。
8 月 17 日，TCL 举行新动能战略发布会。TCL 创始人李东生表示，未来 TCL 将形成以TCL 电子为核心的智能终端事业群、以 TCL 华星为核心的半导体显示及材料事业群和以中环为核心的半导体与
新能源材料三大业务引擎。
8 月 18 日，蓝思科技公告称，公司及全资子公司蓝思国际（香港）有限公司与LyraInternationalCo.，Ltd.（下称“卖方”）、可成科技股份有限公司于当日签署了《股权买卖契约》，蓝思国际拟以现金 99 亿元收购卖方持有的可胜科技（泰州）有限公司以及可利科技（泰州）有限公司各 100%的股权。上市公司为蓝思国际履约提供担保，可成科技为卖方履约提供担保。
8 月 18 日，三安光电公告显示，公司全资子公司湖南三安半导体有限责任公司拟以现金3.82 亿元收购福建省安芯产业投资基金合伙企业（有限合伙）（持股比例为 99.50%）和泉州安瑞科技有限公
司（持股比例为 0.5%）合计持有的福建北电新材料科技有限公司100%股权。湖南三安已分别与安芯基金、安瑞科技签署了《股权转让协议》。
8 月 21 日，格隆汇丨正帆科技(688596.SH)公布，公司于 2020 年 8 月 20 日签署《青岛聚源银芯股权投资合伙企业(有限合伙)合伙协议》，拟参与中芯聚源股权投资管理(天津)合伙企业(有限合伙)(以下简称“聚源天津”)发起设立的专项股权投资基金，基金名称为青岛聚源银芯股权投资合伙企业(有限合伙)(以下简称“聚源银芯”或“合伙企业”)，聚源银芯基金募集规模 1.66 亿元，普通合伙人及基金管理人为聚源天津。合伙企业募集的资金专项投资于中芯集成电路制造(绍兴)有限公司。公司投资人民币 5000 万元作为有限合伙人认购聚源银芯的基金份额。合伙企业将聚焦于集成电路领域投资，投资领域涵盖 IC 设计、半导体材料和装备、IP 及相关服务。
8 月 24 日，天津久日新材料股份有限公司发布公告称，根据战略规划和经营发展的需要，公司将以 0 元对价收购徐州康曜持有的大晶新材 100.00%股权。
8 月 24 日，中日(大连)地方发展合作示范区，揭牌仪式，在大连金普新区举行，标志着，大连与日本地方双向开放合作，进入新阶段。今年 4 月 27 日，国家发改委批准在大连、天津、上海、苏州、青岛、成都 6 市设立中日地方发展合作示范区。大连是唯一一个获批两个产业方向且面积最大的示范区。
8 月 24 日，专注于显示面板和电视机制造的 TCL 科技斥资
110 亿元收购半导体企业中环集团，TCL 创始人李东生宣布将半导体材料研发作为未来的核心业务，提出“科技芯能，引领视界”的战略口号。
8 月 24 日，中企英唐智控表示，该公司计划收购的日本芯片半导体光刻机先锋微技术，目前已获日本政府批准。先锋微技术光刻机主要用于模拟芯片的制造，这对推动国产芯片的发展来说无疑也是好消息。
8 月 24 日，北京天科合达半导体股份有限公司第三代半导体碳化硅衬底产业化基地建设项目开工仪式在北京市大兴区黄村镇大兴
新城东南工业区隆重举行。
显示材料
重要数据
2020 年 7 月，18.5 寸液晶电视面板价格为 32 美元一片，同比-2.14%，环比不变，21.5寸液晶显示器面板为 42.8 美元一片，同比增速 1.90%，环比上升 0.94%。7 月液晶电视面板出货量 23.70 百万片，同比下降 1.00%，环比上升 0.42%。总体而言电视面板价格受到终端需求稳定的支撑，涨势明显，预期 2020 年下半年迎来新一轮上涨。
重要资讯
8 月 16 日，东旭光电与安阳市城乡一体化示范区管委会签署合作协议，双方就在安阳市城乡一体化示范区共同投资 20 亿元，建设新型光电显示材料产业园项目达成合作意向。
8 月 20 日，瑞联新材开启申购，公司本次发行前总股本为5263.16 万股，本次拟公开发行股票 1755.00 万股，占发行后总股本的比例为 25.01%，其中网上发行 500.15 万股，申购代码 787550，申购价格为 113.72 元，发行市盈率为 56.56 倍，单一账户申购上限为 0.50万股，申购数量为 500 股的整数倍，顶格申购需持有沪市市值 5.00 万元。
8 月 21 日，亚玛顿集团全资子公司凤阳硅谷智能有限公司宣布成功获得中国石化集团资本有限公司的投资入股，双方将携手布局超薄光伏及光电显示特种玻璃产业链，在新能源、新材料领域迈出更大步伐。
5G 材料及新能源材料
重要数据
2020 年 7 月，国内手机市场总体出货量 2230.1 万部，同比下降 34.8%；2020 年 7 月，国内手机上市新机型 40 款，同比下降23.1%。1-7 月，国内手机市场总体出货量累计 1.75亿部，同比下降 20.4%。上市新机型累计 256 款，同比下降 14.1%。2020 年 7 月，智能手机出货量 2125.6 万部，同比下降 35.5%，占同期手机出货量的5.3%。1-7 月，智能手机累计出货量 1.70 亿部，同比下降 19.2%，占同期手机出货量的 97.0%。5G 手机方面，2020
2020 年 7 月，国内市场 5G 手机出货量 1391.1 万部，占同期手机出货量的 62.4%；上市新机型14 款，占同期手机上市新机型数量的 35.0%。1-7 月，国内市场 5G 手机累计出货量 7750.8万部、
上市新机型累计 119 款，占比分别为 44.2%和 46.5%。
2020 年 7 月，国内新能源汽车销量 9.79 万辆，环比下降
5.51%，同比增速 22.65%，本年度单月同比首次由负转正。 1-7 月，国内新能源汽车销量累计 4
6.72 万辆，同比下降33.94%，新能源汽车在网约车等出行领域的需求有所复苏，加之市场适应补贴退坡和企业向新能源汽车进行战略布局调整，新能源车销量下半年有望实现同比正增长，预计全年销量突破 100 万辆。
重要资讯
8 月 17 日，湖北省政府网站消息，《湖北省疫后重振补短板强功能“十大工程”三年行动方案（2020-2022 年）》印发。湖北提出，将在三年内建成 6 万个 5G 基站，市州主城区5G 网络全覆盖，5G 网络覆盖率和建设水平领先中部。全省高铁新增运营里程 440 公里，达到 2060 公里。武汉市城市轨道交通新增运营里程 167 公里，达到 500 公里。湖北省将加快部署 5G 网络、建设高标准数据中心、实现广电与 5G 一体化发展；深度应用互联网、大数据、人工智能等技术，打造智慧城市。重点推进郑万高铁湖北段、安九高铁湖北段、黄黄高铁、西十高铁、沿江高铁武汉至宜昌段等项目建设。
8 月 17 日，中新网深圳电 (记者郑小红)4G 改变生活，5G 改变社会。目前，深圳已建成 4.6 万个 5G 基站，5G 覆盖全国领先。深圳市市长陈如桂 17 日在“点亮深圳，5G 智慧之城”发布会上，宣布深圳市实现 5G 独立组网全覆盖。
8 月 18 日，中新社北京电，中国“5G+工业互联网”的市场需
求快速扩张。中国工业和信息化部副部长刘烈宏 18 日表示，中国建设“5G+工业互联网”项目已超过 800 个，预计到年底有望突破 1500 个。18 日在北京举行的中国联通 5G+工业互联网应用推进大会上，刘烈宏说，中国工业互联网步入了发展快车道。
8 月 18 日，广州市市长温国辉主持召开市政府常务会议，会议通过了《广州市促进汽车产业加快发展的意见》（以下简称“《意见》”），明确广州汽车产业发展目标、主要任务、体系支撑、保障措施。《意见》中提出了广州汽车产业的“发展目标”：提出到 2025 年，全市汽车产能突破 500 万辆，规模以上汽车制造业产值力争达到 1 万亿元，世界级汽车产业集群基本形成；实现氢燃料电池汽车初步商业化运营，新能源汽车年产能进入全国城市前三名；建成全国领先的 5G 车联网标准体系和智能网联汽车封闭测试区，基本建成国家级基于宽带移动互联网智能网联汽车与智慧交通应用示范区；形成较完备的世界级汽车零部件产业供应体系。
8 月 21 日，由江苏沙钢集团有限公司牵头承担的 2017 年国家智能制造新模式应用项目——“高端线材全流程智能制造新模式应用项目”，顺利通过了江苏省工业和信息化厅组织的专家组验收。项目建成实施后，生产效率提高 31.5%，运营成本降低 23.2%，产品研制周期缩短 35.4%，产品不良率降低 26.8%，单位产值能耗降低 19.7%。
8 月 21 日至 23 日，由国家卫生健康委医院管理研究所主办、《中国数字医学》杂志社承办的 2020 中华医院信息网络大会（2020 CHINC））分论坛在六朝古都南京顺利召开。中国电信联合合作伙伴
发布的基于天翼医疗云专区的整体信息化解决方案，涵盖了数字医共体平台、全绩效系统、云 HIS、医疗云桌面、5G 远程医疗、云 HRP 系统等六大领域。这一举措强化了天翼医疗云优势，也是继去年 4 月中国电信启动医疗云专区生态合作以来的又一重要里程碑。
8 月 25 日，河钢唐钢智能制造迈出实质性步伐：由该公司实施的“5G 局域网”在旗下高强汽车板公司某库区正式投入运行。由此开启了该公司局域网由4G全面升级为5G的进程，不仅为河钢集团 5G 网络实践商用提供了网络基础，也将为钢铁行业应用 5G 技术提供示范。
结论
显示面板涨价周期继续向上，面板厂商迎来业绩修复。2020 年 7 月，18.5 寸液晶电视面板价格为 32 美元一片，21.5 寸液晶显示器面板为 42.8 美元一片。7 月液晶电视面板出货量 23.70 百万片，同比下降 1.00%，环比上升 0.42%。我们认为随着海外复工复产持续，电视需求逐步复苏，后续面板需求进一步回暖，新冠疫情对面板产业冲击已经提前结束。考虑到韩国三星、LGD 的产能退出，我们预计2020Q3 电视面板价格涨幅将超市场预期。
看好 5G 散热材料需求增长。1-7 月，国内手机市场总体出货量累计 1.75 亿部，同比下降 20.4%。上市新机型累计 256 款，同比下降 14.1%。智能手机累计出货量 1.70 亿部，同比下降 19.2%，占同期手机出货量的 97.0%。5G 手机方面，2020 年 7 月，国内市场 5G 手机出货量 1391.1 万部，占同期手机出货量的 62.4%；上市新机型
14 款，占同期手机上市新机型数量的 35.0%。1-7 月，国内市场 5G 手机累计出货量 7750.8 万部、上市新机型累计 119款，占比分别为 44.2%和 46.5%。
5G 散热材料：手机散热模组的核心供应商，未来重要的盈利品种。随着 5G 手机带来更高的性能和功耗，4G 手机的散热材料远不能满足 5G 时代的需求，以均温板为代表的液冷散热器件成为解决
5G 手机散热的关键。PW49700 为代表的 5G 散热材料是生产均温板的关键材料，未来随着 5G 手机的持续放量，VC 均温板用铜合金板带材生产制造企业有望持续受益。
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目可行性研究报告编制大纲
第一章总论
1.1半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目背景
1.2可行性研究结论
1.3主要技术经济指标表
第二章项目背景与投资的必要性
2.1半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目提出的背景
2.2投资的必要性
第三章市场分析
3.1项目产品所属行业分析
3.2产品的竞争力分析
3.3营销策略
3.4市场分析结论
第四章建设条件与厂址选择
4.1建设场址地理位置
4.2场址建设条件
4.3主要原辅材料供应
第五章工程技术方案
5.1项目组成
5.2生产技术方案
5.3设备方案
5.4工程方案
第六章总图运输与公用辅助工程6.1总图运输
6.2场内外运输
6.3公用辅助工程
第七章节能
7.1用能标准和节能规范
7.2能耗状况和能耗指标分析7.3节能措施
7.4节水措施
7.5节约土地
第八章环境保护
8.1环境保护执行标准
8.2环境和生态现状
8.3主要污染源及污染物
8.4环境保护措施
8.5环境监测与环保机构
8.6公众参与
8.7环境影响评价
第九章劳动安全卫生及消防
9.1劳动安全卫生
9.2消防安全
第十章组织机构与人力资源配置10.1组织机构
10.2人力资源配置
10.3项目管理
第十一章项目管理及实施进度11.1项目建设管理
11.2项目监理
11.3项目建设工期及进度安排第十二章投资估算与资金筹措12.1投资估算
12.2资金筹措
12.3投资使用计划
12.4投资估算表
第十三章工程招标方案13.1总则
13.2项目采用的招标程序13.3招标内容
13.4招标基本情况表
第十四章财务评价
14.1财务评价依据及范围14.2基础数据及参数选取14.3财务效益与费用估算14.4财务分析
14.5不确定性分析
14.6财务评价结论
第十五章项目风险分析15.1风险因素的识别15.2风险评估
15.3风险对策研究
第十六章结论与建议16.1结论
16.2建议
附表：
服务流程：
1.客户问询，双方初步沟通了解项目和服务概况；
2.双方协商签订合同协议，约定主要撰写内容、保密注意事项、企业相关材料的提供方法、服务金额等；
3.由项目方支付预付款（50%），本公司成立项目团队正式工作；
4.项目团队交初稿，项目方可提出补充修改意见；
5.项目方付清余款，项目团队向项目方交付报告电子版；
另：提供甲级、乙级工程资信资质
【主要用途】发改委立项，申请土地，银行贷款，申请国家补助资金等
【关键词】半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目投资，可行性，研究报告
【交付方式】特快专递、E-mail
【交付时间】5-7个工作日
【报告格式】Word格式；PDF格式
【报告价格】此报告为委托项目报告，具体价格根据具体的要求协商，欢迎来电咨询。
【编制单位】北京智博睿投资咨询有限公司
关联报告：
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目申请报告
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目建议书
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目商业计划书
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目资金申请报告
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目节能评估报告
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产行业市场研究报告
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目PPP可行性研究报告
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目PPP物有所值评价报告
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目PPP财政承受能力论证报告
半导体材料、显示材料、5G 材料及新能源材料生产项目资金筹措和融资平衡方案
实验讲义-半导体材料吸收光谱测试分析2015
半导体材料吸收光谱测试分析 一、实验目的 1.掌握半导体材料的能带结构与特点、半导体材料禁带宽度的测量原理与方法。 2.掌握紫外可见分光光度计的构造、使用方法和光吸收定律。 二、实验仪器及材料 紫外可见分光光度计及其消耗品如氘灯、钨灯，玻璃基ZnO薄膜。 三、实验原理 1.紫外可见分光光度计的构造、光吸收定律 (1)仪器构造：光源、单色器、吸收池、检测器、显示记录系统。 a．光源：钨灯或卤钨灯——可见光源，350~1000nm；氢灯或氘灯——紫外光源，200~360nm。 b．单色器：包括狭缝、准直镜、色散元件 色散元件：棱镜——对不同波长的光折射率不同分出光波长不等距； 光栅——衍射和干涉分出光波长等距。 c．吸收池：玻璃——能吸收UV光，仅适用于可见光区；石英——不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光区。 要求：匹配性（对光的吸收和反射应一致） d．检测器：将光信号转变为电信号的装置。如：光电池、光电管（红敏和蓝敏）、光电倍增管、二极管阵列检测器。 紫外可见分光光度计的工作流程如下： 0.575 光源单色器吸收池检测器显示双光束紫外可见分光光度计则为： 双光束紫外可见分光光度计的光路图如下：
(2)光吸收定律 单色光垂直入射到半导体表面时，进入到半导体内的光强遵照吸收定律： x x e I I?- =α d t e I I?- =α 0(1) I0：入射光强；I x：透过厚度x的光强；I t：透过膜薄的光强；α：材料吸收系数，与材料、入射光波长等因素有关。 透射率T为： d e I I T?- = =α t (2) 则 d e T d? = =?α α ln ) /1 ln( 透射光I t
半导体物理 课后习题答案
第一章习题 1．设晶格常数为a 的一维晶格，导带极小值附近能量E c (k)和价带极大值附近 能量E V (k)分别为： E c =02 20122021202236)(,)(3m k h m k h k E m k k h m k h V - =-+ 0m 。试求：为电子惯性质量，nm a a k 314.0,1==π （1）禁带宽度; （2） 导带底电子有效质量; （3）价带顶电子有效质量; （4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化 解：（1） eV m k E k E E E k m dk E d k m k dk dE Ec k k m m m dk E d k k m k k m k V C g V V V c 64.012)0()43 (0,060064 3 382324 3 0)(2320 2121022 20 202 02022210 1202== -==<-===-==>=+===-+ 因此：取极大值处，所以又因为得价带： 取极小值处，所以：在又因为：得：由导带： 04 32 2 2 *8 3)2(1 m dk E d m k k C nC = ==
s N k k k p k p m dk E d m k k k k V nV /1095.704 3 )() ()4(6 )3(25104 3 002 2 2*1 1 -===?=-=-=?=- == 所以：准动量的定义： 2. 晶格常数为0.25nm 的一维晶格，当外加102V/m ，107 V/m 的电场时，试分别 计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。 解：根据：t k h qE f ??== 得qE k t -?=? s a t s a t 137 19282 19 11027.810106.1) 0(1027.81010 6.1)0(----?=??-- = ??=??-- = ?π π 第三章习题和答案 1. 计算能量在E=E c 到2 *n 2 C L 2m 100E E π+= 之间单位体积中的量子态数。 解 3 2 2233 *28100E 212 33*22100E 00212 3 3 *231000 L 8100)(3222)(22)(1Z V Z Z )(Z )(22)(23 22 C 22C L E m h E E E m V dE E E m V dE E g V d dE E g d E E m V E g c n c C n l m h E C n l m E C n n c n c πππππ=+-=-=== =-=*++??** ）（）（单位体积内的量子态数） （
新材料产业——新能源材料
新材料产业——新能源材料 发展领域 新材料是指那些新出现的或正在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料；或采用新技术(工艺,装备)，使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料；一般认为满足高技术产业发展需要的一些关键材料也属于新材料的范畴。 新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为21世纪最重要和最具发展潜力的领域。随着我国能源消耗大幅度增长，煤炭、石油、天然气等传统能源已难于满足长期发展的需求，并会在消耗过程中对环境造成巨大破坏，要解决上述问题必须提高燃烧效率，实现清洁煤燃烧，开发新能源，节能降耗。这3个方面都与材料有着极为密切的关系。 新能源材料是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料，它是发展新能源的核心和基础。主要包括储氢合金材料为代表的镍氢电池材料、嵌锂碳负极和LiCoO2正极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si半导体材料为代表的太阳能电池材料和发展风能、生物质能以及核能所需的关键材料等。
前景展望 新能源和再生清洁能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，新能源包括太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次电源中的氢能等。新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料，主要应用于照明、供电、供热等领域。 主要包括以镍氢电池材料、锂离子电池材料为代表的 绿色电池材料；燃料电池材料；太阳能电池材料以及铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。 当前绿色电池材料研究的热点和前沿技术包括高能储氢材料、聚合物电池材料、磷酸铁锂正极材料等。在燃料电池材料领域当前研究的热点和前沿技术包括中温固体氧化物燃料电池，电解质材料等。在太阳能电池材料领域当前研究的热点和前沿技术包括晶体硅太阳能电池材料、非晶硅薄膜电池材料、化合物薄膜电池材料和染料敏化电池材料等。 对我国来说，首先要考虑的是提高能源生产效率、减少污染，其中当务之急是逐步实现洁净煤燃烧。为了提高燃烧效率，提高热效和增加机动性，要发展超临界蒸汽发电机组、整体煤气化联合循环技术和大功率工业燃气轮机组，这些技术对材料的要求都十分苛刻，需要耐热、耐蚀、抗磨蚀、抗
半导体材料导论结课复习题
半导体材料复习题 1、半导体材料有哪些特征？ 答：半导体在其电的传导性方面，其电导率低于导体，而高于绝缘体。 （1）在室温下，它的电导率在103~10-9S/cm之间，S为西门子，电导单位，S=1/ρ（Ω. cm) ；一般金属为107~104S/cm，而绝缘体则<10-10，最低可达10-17。同时，同一种半导体材料，因其掺入的杂质量不同，可使其电导率在几个到十几个数量级的范围内变化，也可因光照和射线辐照明显地改变其电导率；而金属的导电性受杂质的影响，一般只在百分之几十的范围内变化，不受光照的影响。 （2）当其纯度较高时，其电导率的温度系数为正值，即随着温度升高，它的电导率增大；而金属导体则相反，其电导率的温度系数为负值。 （3）有两种载流子参加导电。一种是为大家所熟悉的电子，另一种则是带正电的载流子，称为空穴。而且同一种半导体材料，既可以形成以电子为主的导电，也可以形成以空穴为主的导电。在金属中是仅靠电子导电，而在电解质中，则靠正离子和负离子同时导电。 2、简述半导体材料的分类。 答：对半导体材料可从不同的角度进行分类例如： 根据其性能可分为高温半导体、磁性半导体、热电半导体； 根据其晶体结构可分为金刚石型、闪锌矿型、纤锌矿型、黄铜矿型半导体； 根据其结晶程度可分为晶体半导体、非晶半导体、微晶半导体， 但比较通用且覆盖面较全的则是按其化学组成的分类，依此可分为：元素半导体、化合物半导体和固溶半导体三大类。 3、化合物半导体和固溶体半导体有哪些区别。 答：由两个或两个以上的元素构成的具有足够的含量的固体溶液，如果具有半导体性质，就称为固溶半导体，简称固溶体或混晶。固溶半导体又区别于化合物半导体，因后者是靠其价键按一定化学配比所构成的。固溶体则在其固溶度范围内，其组成元素的含量可连续变化，其半导体及有关性质也随之变化。 4、简述半导体材料的电导率与载流子浓度和迁移率的关系。 答：s = nem 其中： n为载流子浓度，单位为个/cm3; e 为电子的电荷，单位为C（库仑），e对所有材料都是一样，e=1.6×10-19C 。 m为载流子的迁移率，它是在单位电场强度下载流子的运动速度，单位为cm2/V.s； 电导率s的单位为S/cm(S为西门子）。 5、简述霍尔效应。 答：将一块矩形样品在一个方向通过电流，在与电流的垂直方向加上磁场(H)，那么在样品的第三个方向就可以出现电动势，称霍尔电动势，此效应称霍尔效应。 6、用能带理论阐述导体、半导体和绝缘体的机理。 答：按固体能带理论，物质的核外电子有不同的能量。根据核外电子能级的不同，把它们的能级划分为三种能带：导带、禁带和价带（满带）。 在禁带里，是不允许有电子存在的。禁带把导带和价带分开，对于导体，它的大量电子处于导带，能自由移动。在电场作用下，成为载流子。因此，导体载流子的浓度很大。 对绝缘体和半导体，它的电子大多数都处于价带，不能自由移动。但在热、光等外界因素的作用下，可以使少量价带中的电子越过禁带，跃迁到导带上去成为载流子。 绝缘体和半导体的区别主要是禁的宽度不同。半导体的禁带很窄，（一般低于3eV），绝缘体的禁带宽一些，电子的跃迁困难得多。因此，绝缘体的载流子的浓度很小。导电性能很弱。实际绝缘体里，导带里的电子
8、半导体材料吸收光谱测试分析
半导体材料吸收光谱测试分析 一、实验目的 1.掌握半导体材料的能带结构与特点、半导体材料禁带宽度的测量原理与方法。 2.掌握紫外可见分光光度计的构造、使用方法和光吸收定律。 二、实验仪器及材料 紫外可见分光光度计及其消耗品如氘灯、钨灯、绘图打印机，玻璃基ZnO 薄膜。 三、实验原理 1.紫外可见分光光度计的构造、光吸收定律 UV762双光束紫外可见分光光度计外观图： (1)仪器构造：光源、单色器、吸收池、检测器、显示记录系统。 a ．光源：钨灯或卤钨灯——可见光源，350~1000nm ；氢灯或氘灯——紫外光源，200~360nm 。 b ．单色器：包括狭缝、准直镜、色散元件 色散元件：棱镜——对不同波长的光折射率不同分出光波长不等距； 光栅——衍射和干涉分出光波长等距。 c ．吸收池：玻璃——能吸收UV 光，仅适用于可见光区；石英——不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光区。 要求：匹配性（对光的吸收和反射应一致） d ．检测器：将光信号转变为电信号的装置。如：光电池、光电管（红敏和蓝敏）、光电倍增管、二极管阵列检测器。 紫外可见分光光度计的工作流程如下： 光源 单色器 吸收池 检测器 显示 双光束紫外可见分光光度计则为：
双光束紫外可见分光光度计的光路图如下： (2)光吸收定律 单色光垂直入射到半导体表面时，进入到半导体内的光强遵照吸收定律： x x e I I ?-=α0 d t e I I ?-=α0 (1) I 0：入射光强；I x ：透过厚度x 的光强；I t ：透过膜薄的光强；α：材料吸收系数，与材料、入射光波长等因素有关。 透射率T 为： d e I I T ?-==α0 t (2)
半导体材料课后题答案
绪论 1. 半导体的基本特性？ ①电阻率大体在10-3~109Ω?cm范围 ②整流效应 ③负电阻温度系数 ④光电导效应 ⑤光生伏特效应 ⑥霍尔效应 2. 为什么说有一天，硅微电子技术可能会走到尽头？ ①功耗的问题 存储器工作靠的是成千上万的电子充放电实现记忆的，当芯片集成度越来越高耗电量也会越来越大，如何解决散热的问题？ ②掺杂原子均匀性的问题 一个平方厘米有一亿到十亿个器件，掺杂原子只有几十个，怎么保证在每一个期间的杂质原子的分布式一模一样的呢？是硅微电子技术发展遇到的又一个难题 ③SiO2层量子隧穿漏电的问题 随着器件尺寸的减小，绝缘介质SiO2的厚度也在减小，当减小到几个纳米的时候，及时很小的电压，也有可能使器件击穿或漏电。量子隧穿漏电时硅微电子技术所遇到的另一个问题。 ④量子效应的问题 如果硅的尺寸达到几个纳米时，那么量子效应就不能忽略了，现有的集成电路的工作原理就可能不再适用 第一章 ⒈比较SiHCl3氢还原法和硅烷法制备高纯硅的优缺点？ ⑴三氯氢硅还原法 优点：产率大，质量高，成本低，是目前国内外制备高纯硅的主要方法。 缺点：基硼、基磷量较大。
⑵硅烷法 优点 ①除硼效果好；（硼以复盐形式留在液相中） ②无腐蚀，降低污染；（无卤素及卤化氢产生） ③无需还原剂，分解效率高； ④制备多晶硅金属杂质含量低（SiH4的沸点低） 缺点：安全性问题 相图 写出合金Ⅳ由0经1-2-3的变化过程 第二章 ⒈什么是分凝现象？平衡分凝系数？有效分凝系数？ 答：⑴分凝现象：含有杂质的晶态物质溶化后再结晶时，杂质在结晶的固体和未结晶的液体中浓度不同，这种现象较分凝现象。 ⑵平衡分凝系数：固液两相达到平衡时，固相中的杂质浓度和液相中的杂 质浓度是不同的，把它们的比值称为平衡分凝系数，用K0表示。 K0=C S/C L
新能源材料与器件专业实习报告
实习报告 实习内容：□认识实习（社会调查） □教学实习（□生产□临床□劳动） □毕业实习 实习形式：□集中□分散 学生姓名：王仕亮 学号：72301011052 专业班级：新能源材料111班 实习单位：赛维LDK太阳能高科技有限公司 实习时间：2014.11.13-2014.11.20 年月日
一、实习目的 1.通过对现场的参观、考查，以及技术专家和工程师的讲解，对光伏产业链 及环节有一个比较直观的了解，更加深刻地了解太阳电池的生产的各个环节的主要过程，主要从硅料的生产、硅片的制作处理，到太阳电池的生产，（最后到太阳能电池组件的制作）； 2.通过对现场的参观，对设备和组织管理等建立感性直观的认识，从而加深 对已学理论课程的理解，并为后续专业课程的学习打下必要的基础； 3.对赛维LDK太阳能高科技有限公司的企业文化与理念、产业规划和布局有 初步的认识，以便为日后有可能从事相关行业作好正确的定位； 4.通过这次认识实习，使课堂所学理论联系实际，培养独立观察问题、分析 问题和解决问题的能力，以及树立一个正确的职业观念。 5.通过实习进一步培养我们的组织性、纪律性、集体主义精神等优良品德， 为胜任以后的工作打好基础。 二、实习内容 1.实习安排
实习时间的安排基本上是上午以授课的形式进行讲解，当天下午针对上午的讲解内容进行现场参观与介绍。于此同时，为了增强同学们对于职场的认识与感受，特别地，在对工艺与公司的参观之余，为我们进行了扩展活动和讲解了《公共礼仪》的课程。 这样的安排使我们更加高效地对当天所学的知识有所反馈及巩固， 2.企业与产品概况 江西赛维LDK太阳能高科技有限公司由香港流星实业有限公司和苏州柳新实业有限公司共同出资设立的合资企业，工厂座落于江西省新余市高新技术开发区，是集太阳能多晶体硅铸锭，多晶体硅片研发、生产、销售为一体的高新技术光伏企业。 公司注册资金2900万美元，一期总投资7250万美元。全套引进国际领先的光伏技术,生产及检测设备。2006年3月份投产75兆瓦生产能力，预计产值达8亿。2007年初形成产能200兆瓦，预计产值达36亿。2008年形成产能400兆瓦，预计产值达60亿。2010年将形成1000兆瓦，预计产值达150亿以上。至此我国光伏产业发展头小尾大的上游核心技术“瓶颈”和长期以来的高度对外依存将一去不复返。
半导体材料(精)
半导体材料 概要 半导体材料（semiconductor material） 导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。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，其电阻率在10（U-3）～10（U-9）欧姆/厘米范围内。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。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。半导体材料按化学成分和内部结构，大致可分为以下几类。1.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增导体材料，目前的集成电路大多数是用硅材料制造的。2.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、磷化锢、锑化锢、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、耐高温和化学稳定性好，在航天技术领域有着广泛的应用。3.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。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、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到应用。 特性和参数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（构成PN结）或半导体与金属接触时，因电子（或空穴）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
半导体材料能带测试及计算
半导体材料能带测试及计算 对于半导体，是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，其具有一定的带隙(E g)。通常对半导体材料而言，采用合适的光激发能够激发价带(VB)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。 图1. 半导体的带隙结构示意图。 在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。通过对半导体的结构进行表征，可以通过其电子能带结构对其光电性能进行解析。对于半导体的能带结构进行测试及分析，通常应用的方法有以下几种(如图2)： 1.紫外可见漫反射测试及计算带隙E g； 2.VB XPS测得价带位置(E v)； 3.SRPES测得E f、E v以及缺陷态位置； 4.通过测试Mott-Schottky曲线得到平带电势； 5.通过电负性计算得到能带位置. 图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。 1.紫外可见漫反射测试及计算带隙 紫外可见漫反射测试 2.制样：
背景测试制样：往图3左图所示的样品槽中加入适量的BaSO4粉末（由于BaSO4粉末几乎对光没有吸收，可做背景测试），然后用盖玻片将BaSO4粉末压实，使得BaSO4粉末填充整个样品槽，并压成一个平面，不能有凸出和凹陷，否者会影响测试结果。 样品测试制样：若样品较多足以填充样品槽，可以直接将样品填充样品槽并用盖玻片压平；若样品测试不够填充样品槽，可与BaSO4粉末混合，制成一系列等质量分数的样品，填充样品槽并用盖玻片压平。 图3. 紫外可见漫反射测试中的制样过程图。 1.测试： 用积分球进行测试紫外可见漫反射（UV-Vis DRS），采用背景测试样（BaSO4粉末）测试背景基线（选择R%模式），以其为background测试基线，然后将样品放入到样品卡槽中进行测试，得到紫外可见漫反射光谱。测试完一个样品后，重新制样，继续进行测试。 ?测试数据处理 数据的处理主要有两种方法：截线法和Tauc plot法。截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。两者之间存在E g(eV)=hc/λg=1240/λg(nm)的数量关系，可以通过求取λg来得到E g。由于目前很少用到这种方法，故不做详细介绍，以下主要来介绍Tauc plot法。 具体操作： 1、一般通过UV-Vis DRS测试可以得到样品在不同波长下的吸收，如图4所示; 图4. 紫外可见漫反射图。
新能源材料制备与加工技术.
新能源材料制备与加工技术李长久 西安交 通 大 学 《新能源材料制 备 与加 工技 西安交 通大学 材料 制备与加工技 术》 本课程的安排
第1讲绪论:能源结构与太阳辐射特点 第2讲太阳电池原理 第3讲太阳电池原理(续 第4讲单晶硅太阳电池制造工艺 第5讲薄膜太阳电池与DSC 制造工艺 第6讲燃料电池基础 第7讲固体氧化物燃料电池与质子交换膜燃料电池制备成形技术第8讲新型2次电池材料 试验1 单晶硅太阳电池特性 试验2 单晶硅、非晶硅、多晶硅太阳电池特性比较 试验3 SOFC 电池输出特性 试验4 PEMFC 试验 西 安 交 通 大
学《新能源材料制备与加工技西安交通大学材料
制 备 与 加 工技 术》 本课程的基本要求 了解能源结构与发展趋势,可再生能源与化石燃料高效能源转换系统 能源转换材料基本特征 太阳电池原理,太阳电池转换效率的影响因素及其影响规律、提高转换效率的基本途径; 太阳电池的种类与制造工艺及其特点; 燃料电池的原理、特点、开发现状与应用前景。二次电池及其相关材料技术 材料制备、加工与制造器件一体化的特征 西 安 交 通
大 学 《 新 能 源 材 料 制 备 与加 工技 西 安 交通 大 学材 料制备与加工技术》
主要参考书 1.(美胡晨明,R.M. 还特著,(李采华译,太阳电 池,北京大学出版社,1990年 2. Chenming HU and Richard M. White, Solar Cell, From Basic to Advanced System, McGraw Hill Book Company, 1983 3.(澳马丁格林著,李秀文等译,太阳电池,电子工 业出版社,1987年 4. 赵富鑫,魏彦章,太阳电池及其应用,国防工业出版社,1985 5. 雷永泉主编,新能源材料,天津大学出版社, 2000。 6. 衣宝廉著,燃料电池,化学工业出版社,2003。 7. Fuel Cell Handbook 西 安 交
材料测试与分析总复习
XRD复习重点 1.X射线的产生及其分类 2.X射线粉晶衍射中靶材的选取 3.布拉格公式 4.PDF卡片 5.X射线粉晶衍射谱图 6.X射线粉晶衍射的应用 电子衍射及透射电镜、扫描电镜和电子探针分析复习提纲 透射电镜分析部分： 4.TEM的主要结构，按从上到下列出主要部件 1）电子光学系统——照明系统、图像系统、图像观察和记录系统；2）真空系统； 3）电源和控制系统。电子枪、第一聚光镜、第二聚光镜、聚光镜光阑、样品台、物镜光阑、物镜、选区光阑、中间镜、投影镜、双目光学显微镜、观察窗口、荧光屏、照相室。 5. TEM和光学显微镜有何不同？ 光学显微镜用光束照明，简单直观，分辨本领低（0.2微米），只能观察表面形貌，不能做微区成分分析；TEM分辨本领高（1A）可把形貌观察，结构分析和成分分析结合起来，可以观察表面和内部结构，但仪器贵，不直观，分析困难，操作复杂，样品制备复杂。 6.几何像差和色差产生原因，消除办法。 球差即球面像差，是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律而造成的。减小球差可以通过减小CS值和缩小孔径角来实现。 色差是由于入射电子波长（或能量）的非单一性造成的。采取稳定加速电压的方法可以有效的减小色差；适当调配透镜极性；卡斯汀速度过滤器。 7.TEM分析有那些制样方法？适合分析哪类样品?各有什么特点和用途？ 制样方法：化学减薄、电解双喷、竭力、超薄切片、粉碎研磨、聚焦离子束、机械减薄、离子减薄； TEM样品类型：块状，用于普通微结构研究； 平面，用于薄膜和表面附近微结构研究； 横截面样面，均匀薄膜和界面的微结构研究； 小块粉末，粉末，纤维，纳米量级的材料。 二级复型法：研究金属材料的微观形态； 一级萃取复型：指制成的试样中包含着一部分金属或第二相实体，对它们可以直接作形态检验和晶体结构分析，其余部分则仍按浮雕方法间接地观察形态； 金属薄膜试样：电子束透明的金属薄膜，直接进行形态观察和晶体结构分析； 粉末试样：分散粉末法，胶粉混合法 思考题： 1.一电子管，由灯丝发出电子，一负偏压加在栅极收集电子，之后由阳极加速，回答由灯丝到栅极、由栅极到阳极电子的折向及受力方向？ 2.为什么高分辨电镜要使用比普通电镜更短的短磁透镜作物镜？ 高分辨电镜要比普通电镜的放大倍数高。为了提高放大倍数，需要短焦距的强磁透镜。透镜的光焦度1/f与磁场强度成H2正比。较短的f可以提高NA，使极限分辨率更小。 3.为什么选区光栏放在“象平面”上？ 电子束之照射到待研究的视场内；防止光阑受到污染；将选区光阑位于向平面的附近，通过
半导体物理学-(第七版)-习题答案分解
3－7．（P 81）①在室温下，锗的有效状态密度Nc ＝1.05×1019cm －3，Nv ＝5.7×1018cm －3 ，试求锗的载流子有效质量m n *和m p * 。计算77k 时的Nc 和Nv 。已知300k 时，Eg ＝0.67eV 。77k 时Eg ＝0.76eV 。求这两个温度时锗的本征载流子浓度。②77k ，锗的电子浓度为1017 cm －3 ，假定浓度为零，而Ec －E D ＝0.01eV,求锗中施主浓度N D 为多少？ [解] ①室温下，T=300k （27℃）,k 0=1.380×10-23J/K ，h=6.625×10-34 J·S， 对于锗：Nc ＝1.05×1019cm －3，Nv=5.7×1018cm －3 ： ﹟求300k 时的Nc 和Nv ： 根据（3－18）式： Kg T k Nc h m h T k m Nc n n 3123 32 19 234032 2*32 3 0* 100968.5300 1038.114.32)21005.1()10625.6(2)2()2(2---?=??????=?=??=ππ根据（3－23）式： Kg T k Nv h m h T k m Nv p p 3123 3 2 18 2340 32 2 *32 3 0*1039173.33001038.114.32)2107.5()10625.6(2)2()2(2---?=??????=?=??=ππ﹟求77k 时的Nc 和Nv ： 19192 3 23'233 2 30* 3 2 30*'10365.11005.1)30077()'(;)'()2(2) '2(2?=??===??=c c n n c c N T T N T T h T k m h T k m N N ππ 同理： 17182 3 23' 1041.7107.5)300 77()'(?=??==v v N T T N ﹟求300k 时的n i ： 13181902 11096.1)052 .067 .0exp()107.51005.1()2exp()(?=-???=- =T k Eg NcNv n i 求77k 时的n i ： 723 1918 1902 110094.1)77 1038.12106.176.0exp()107.51005.1()2exp()(---?=?????-???=-=T k Eg NcNv n i ②77k 时，由（3－46）式得到： Ec －E D ＝0.01eV ＝0.01×1.6×10-19；T ＝77k ；k 0＝1.38×10-23；n 0＝1017；Nc ＝1.365×1019cm -3 ； ；＝＝－1619 2231917200106.610 365.12)]771038.12106.101.0exp(10[2)]2exp([??????????-=-Nc T k E Ec n N D D [毕] 3－8．（P 82）利用题7所给的Nc 和Nv 数值及Eg ＝0.67eV ，求温度为300k 和500k 时，含施主浓度N D ＝5×1015cm -3，受主浓度N A ＝2×109cm -3的锗中电子及空穴浓度为多少？ [解]1) T ＝300k 时，对于锗：N D ＝5×1015cm -3，N A ＝2×109cm -3：
半导体材料的发展现状与趋势
半导体材料与器件发展趋势总结 材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功，导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期，石英光纤材料和光学纤维的研制成功，以及GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明，使光纤通信成为可能，目前光纤已四通八达。我们知道，每一束光纤，可以传输成千上万甚至上百万路电话，这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。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过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴，使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构为特征的固态量子器件和电路的新时代，并极有可能触发新的技术革命。半导体微电子和光电子材料已成为21世纪信息社会的二大支柱高技术产业的基础材料。它的发展对高速计算、大容量信息通信、存储、处理、电子对抗、武器装备的微型化与智能化和国民经济的发展以及国家的安全等都具有非常重要的意义。 一、几种重要的半导体材料的发展现状与趋势 1.硅单晶材料 硅单晶材料是现代半导体器件、集成电路和微电子工业的基础。目前微电子的器件和电路，其中有90％到95％都是用硅材料来制作的。那么随着硅单晶材料的进一步发展，还存在着一些问题亟待解决。硅单晶材料是从石英的坩埚里面拉出来的，它用石墨作为加热器。所以，来自石英里的二氧化硅中氧以及加热器的碳的污染，使硅材料里面包含着大量的过饱和氧和碳杂质。过饱和氧的污染，随着硅单晶直径的增大，长度的加长，它的分布也变得不均匀；这就是说材料的均匀性就会遇到问题。杂质和缺陷分布的不均匀，会使硅材料在进一步提高电路集成度应用的时候遇到困难。特别是过饱和的氧，在器件和电路的制作过程中，它要发生沉淀，沉淀时的体积要增大，会导致缺陷产生，这将直接影响器件和电路的性能。因此，为了克服这个困难，满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高，人们不得不采用硅外延片，就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样，可以有效地避免氧和碳等杂质的污染，同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法，还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结，这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产，8英寸的硅外延片，也正在从实验室走向工业生产；更大直径的外延设备也正在研制过程中。 除此之外，还有一些大功率器件，一些抗辐照的器件和电路等，也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的，它在生长时，不与石英容器接触，材料的纯度可以很高；利用这种材料，采用中子掺杂的办法，制成N或P型材料，用于大功率器件及电路的研制，特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面，它有着很好的应用前景。当然还有以硅材料为基础的SOI材料，也就是半导体/氧化物/绝缘体之意，这种材料在空间得到了广泛的应用。总之，从提高集成电路的成品率，降低成本来看的话，增大硅单晶的直径，仍然是一个大趋势；因为，只有材料的直径增大，电路的成本才会下降。我们知道硅技术有个摩尔定律，每隔18个月它的集成度就翻一番，它的价格就掉一半，价格下降是同硅的直径的增大密切相关的。在一个大圆片上跟一个小圆片上，工艺加工条件相同，但出的芯片数量则不同；所以说，增大硅的直径，仍然是硅单晶材料发展的一个大趋势。那我们从提高硅的
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。
半导体物理课后习题解答
半导体物理习题解答 1－1．（P 32）设晶格常数为a 的一维晶格，导带极小值附近能量E c （k ）和价带极大值附近能量E v （k ）分别为： E c (k)=0223m k h +022)1(m k k h -和E v (k)= 0226m k h －0 2 23m k h ； m 0为电子惯性质量，k 1＝1/2a ；a ＝0.314nm 。试求： ①禁带宽度； ②导带底电子有效质量； ③价带顶电子有效质量； ④价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化。 [解] ①禁带宽度Eg 根据dk k dEc )(＝0232m k h ＋0 12)(2m k k h -＝0；可求出对应导带能量极小值E min 的k 值： k min ＝ 14 3 k ， 由题中E C 式可得：E min ＝E C (K)|k=k min = 2 10 4k m h ； 由题中E V 式可看出，对应价带能量极大值Emax 的k 值为：k max ＝0； 并且E min ＝E V (k)|k=k max ＝02126m k h ；∴Eg ＝E min －E max ＝021212m k h ＝2 02 48a m h ＝11 28282 2710 6.1)1014.3(101.948)1062.6(----???????＝0.64eV ②导带底电子有效质量m n 0202022382322 m h m h m h dk E d C =+=；∴ m n ＝022 283/m dk E d h C = ③价带顶电子有效质量m ’ 022 26m h dk E d V -=，∴022 2'61/m dk E d h m V n -== ④准动量的改变量 h △k ＝h (k min -k max )= a h k h 83431= [毕] 1－2．（P 33）晶格常数为0.25nm 的一维晶格，当外加102V/m ，107V/m 的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。 [解] 设电场强度为E ，∵F =h dt dk =q E （取绝对值） ∴dt =qE h dk
半导体材料的发展现状与趋势
半导体材料的发展现状与趋势
半导体材料与器件发展趋势总结 材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功，导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期，石英光纤材料和光学纤维的研制成功，以及GaAs 等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明，使光纤通信成为可能，目前光纤已四通八达。我们知道，每一束光纤，可以传输成千上万甚至上百万路电话，这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。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过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴，使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构
的制作过程中，它要发生沉淀，沉淀时的体积要增大，会导致缺陷产生，这将直接影响器件和电路的性能。因此，为了克服这个困难，满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高，人们不得不采用硅外延片，就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样，可以有效地避免氧和碳等杂质的污染，同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法，还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结，这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产，8英寸的硅外延片，也正在从实验室走向工业生产；更大直径的外延设备也正在研制过程中。 除此之外，还有一些大功率器件，一些抗辐照的器件和电路等，也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的，它在生长时，不与石英容器接触，材料的纯度可以很高；利用这种材料，采用中子掺杂的办法，制成N或P型材料，用于大功率器件及电路的研制，特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面，
2012-2013 新能源材料复习
一、名词解释 1、二次电池 2、薄膜太阳能电池 3、燃料电池 4、核能 5、新能源 6、储能技术 7、热核反应 8、碱性蓄电池 9、新能源材料10、 生物质能11、地热能 二、基本知识 1、可再生能源包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能和水能等。 2、相变储能材料的热物性主要包括：热导率、比热容、热膨胀系数、相变潜热、相变温度。 3、锂离子电池正极材料氧化物类主要有：钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、钒酸锂（Li3V2O5）、三元氧化物材料等。 4、锂离子电池负极材料主要有：中间相微珠碳（MCMB）、石墨化碳、碳纤维、碳纳米管、金属合金、硅基材料等。 5、硅是目前太阳能电池的主要材料之一，按照其微观结构的不同，用于太阳能电池的硅分为单晶硅、多晶硅和非晶硅。 6、黄铜矿基太阳能电池材料主要有：CuInSe2、CuGaSe2、Cu(In,Ga)Se2、CuInS2等。 7、核能利用是人类高效率利用核能，使核燃料在受控条件下发生核反应，按照反应方式可分为：核裂变与核聚变。 8、氢能是对环境无害的绿色能源，获取氢的原料是水，资源丰富，氢使用后产物是纯水或水蒸汽，故此氢是完全可再生的燃料。氢能源系统的技术关键是氢的制造、储存、运输和利用技术。 9、质子交换膜燃料电池（PEMFC）的双极板材料大致可分为碳（石墨）材料、金属材料和复合材料。 10、透明导电薄膜玻璃是在玻璃基底上通过物理或者化学方法制作的透明导电氧化物薄膜，主要包括In2O3, SnO2, ZnO, CdO氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料，例如In2O3：Sn(ITO), ZnO:In(IZO), ZnO:Ga(GZO), ZnO:Al(AZO)。
半导体材料的分类及应用
半导体材料的分类及应用
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半导体材料的分类及应用 能源、材料与信息被认为是当今正在兴起的新技术革命的三大支柱。材料方面, 电子材料的进展尤其引人注目。以大规模和超大规模集成电路为核心的电脑的问世极大地推动了现代科学技术各个方面的发展,一个又一个划时代意义的半导体生产新工艺、新材料和新仪器不断涌现, 并迅速变成生产力和生产工具，极大地推动了集成电路工业的高速发展。半导体数字集成电路、模拟集成电路、存储器、专用集成电路和微处理器，无论是在集成度和稳定可靠性的提高方面, 还是在生产成本不断降低方面都上了一个又一个新台阶,有力地促进了人类在生物工程、航空航天、工业、农业、商业、科技、教育、卫生等领域的全面发展, 也大大地方便和丰富了人们的日常生活。半导体集成电路的发展水平, 是衡量一个国家的经济实力和科技进步的主要标志之一, 然而半导体材料又是集成电路发展的一个重要基石。“半体体材料”作为电子材料的代表，在生产实践的客观需求刺激下, 科技工作者已经发现了数以千计的具有半导体特性的材料, 并正在卓有成效在研究、开发和利用各种具有特殊性能的材料。 1 元素半导体 周期表中有12 种具有半导体性质的元素( 见下表) 。但其中S、P、As、Sb 和I 不稳定，易发挥; 灰Sｎ在室温下转变为白Sn, 已金属；Ｂ、Ｃ的熔点太高, 不易制成单晶; T e 十分稀缺。这样只剩下Sｅ、Ge 和Ｓi 可供实用。半导体技术的早期( ５0 年代以前) 。
半导体材料能带测试及计算
半导体材料能带测试及计算对于半导体，是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，其具有一定的带隙(E g)。通常对半导体材料而言，采用合适的光激发能够激发价带(VB)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。 图1. 半导体的带隙结构示意图。 在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。通过对半导体的结构进行表征，可以通过其电子能带结构对其光电性能进行解析。对于半导体的能带结构进行测试及分析，通常应用的方法有以下几种(如图2)： 1.紫外可见漫反射测试及计算带隙E g； 2.VB XPS测得价带位置(E v)； 3.SRPES测得E f、E v以及缺陷态位置； 4.通过测试Mott-Schottky曲线得到平带电势； 5.通过电负性计算得到能带位置.
图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。 1.紫外可见漫反射测试及计算带隙 紫外可见漫反射测试 2.制样： 背景测试制样：往图3左图所示的样品槽中加入适量的BaSO4粉末（由于BaSO4粉末几乎对光没有吸收，可做背景测试），然后用盖玻片将BaSO4粉末压实，使得BaSO4粉末填充整个样品槽，并压成一个平面，不能有凸出和凹陷，否者会影响测试结果。 样品测试制样：若样品较多足以填充样品槽，可以直接将样品填充样品槽并用盖玻片压平；若样品测试不够填充样品槽，可与BaSO4粉末混合，制成一系列等质量分数的样品，填充样品槽并用盖玻片压平。 图3. 紫外可见漫反射测试中的制样过程图。 1.测试：
用积分球进行测试紫外可见漫反射（UV-Vis DRS），采用背景测试样（BaSO4粉末）测试背景基线（选择R%模式），以其为background测试基线，然后将样品放入到样品卡槽中进行测试，得到紫外可见漫反射光谱。测试完一个样品后，重新制样，继续进行测试。 ?测试数据处理 数据的处理主要有两种方法：截线法和Tauc plot法。截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。两者之间存在E g(eV)=hc/λg=1240/λg(nm)的数量关系，可以通过求取λg来得到E g。由于目前很少用到这种方法，故不做详细介绍，以下主要来介绍Tauc plot法。 具体操作： 1、一般通过UV-Vis DRS测试可以得到样品在不同波长下的吸收，如图4所示; 图4. 紫外可见漫反射图。 2. 根据(αhv)1/n = A(hv – Eg)，其中α为吸光指数，h为普朗克常数，v为频率，Eg为半导体禁带宽度，A为常数。其中，n与半导体类型相关，直接带隙半导体的n取1/2，间接带隙半导体的n为2。