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1、2.1常见的半导体材料及其物理和化学性质2.1.1 常见的半导体材料 Se，最早期的半导体之一，硒整流器，硒光电池、光敏硒鼓;(已经很少用）Ge,早期的半导体，射线探测器；（昂贵）Si,最重要的半导体，除发光以外的所有半导体器件，（IC，分离器件，敏感器件，MEMS）a-Si（amorphous），太阳能电池，应用薄膜Porous Si，发光,C（金刚石）,潜在的高温、高频、高压、大功率器件材料 C60纳米碳管,GaAs，高频、微波器件、发光InP，高频、微波器件、发光GaP，发光Ge1-xSix，高频异质结材料 SiC，高温、高频、高压、大功率器件材料,GaN，蓝光材料和深紫外探测AlxGa
2、1-xAs，发光HgCdTe、PbSnTe，长波红外探测各种超晶格材料，（能带工程）磁性、超导、有机半导体和生物半导体自旋半导体,2.1.2 Physical Properties Related to the Devices,2.1.3.与器件工艺有关的化学特性Si:常温下：1)一般不溶于各种酸 2)Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+H2 3)Si+4HNO3 SiO2+4NO2+2H2O SiO2+6HF H2SiF6+2H2O 即：Si+4HNO3+6HF H2SiF6+4NO2+4H2O 4）与Cu2+、Cr2+等金属离子发生置换反应（抛光工艺）,高温下：1）Si+2Cl2=S
3、iCl4 Si+HCl4 SiCl4+SiHCl3+SiH2Cl2+SiH42)Si+O2=SiO23)Si+H2O=SiO2+H2GaAs:1）GaAs=Ga+As2)在室温下一般不与HCl、H2SO4、HF反应3）与热HCl、H2SO4反应 与浓HNO3反应 H2SO4+H2O2是常用的GaAs腐蚀液4)与卤素Cl2、Br2或I2（在甲醇等有机溶剂中）反应,1200C,10501150C,10501150C,600C,通常关心的化学性质:1）热稳定性（thermal stability)2)腐蚀液（无机、有机）For cleaning and etching!（腐蚀和抗腐蚀工艺中浓度 和缓
4、冲剂的重要性）（腐蚀过程中对晶向和缺陷的选择性）,2.2 半导体材料的晶体结构2.2.1.Si、GaAs、SiC 的晶体结构Si金刚石结构,GaAs闪锌矿zinc-blende，立方硫化锌,SiC200余种同质多构体-SiC、zinc-blende，or 3C-SiC（Cubic）-SiC、Wurtzite，纤锌矿（六角硫化锌）密堆积的不同方式（简单面心）A AB ABA ABC,复式格子密堆积（双层密排）（page10）AB？,不同的堆积,3C、（2H）、4H、6H、15R、27R由k-bilayer 和h-bilayer构成的“超晶格”k-位和h-位使晶体中的缺陷结构复杂化2.2.2.晶面
5、、晶向及测定,一些物理、化学性质的各向异性解理腐蚀氧化生长扩散表面态迁移率,SiC的Si-face 和C-face,x-ray 衍射,激光定向,最佳解理面111最佳划片方向110,2.3半导体中的缺陷和杂质施、受主杂质Si：O、C杂质GaAs：施主S、Te等（As-site）受主Zn等（Ga-site）Si As-site和Ga-siteSiC：施主N（C-site）、P（Si-site）受主B、Al等（Si-site）杂质浓度和电阻率测量：Hall-effect、四探针法、单探针（扩展电阻）法、IR、热探针,点缺陷：,线缺陷（位错）,面缺陷（层错）,体缺陷（原子团，旋涡等）测量：,1）腐蚀坑
6、显微测量2）缀饰红外透视3）透射电子显微,2.3.3.杂质O（10171018cm-3）C（10161017cm-3）Fe（1011cm-3）Au、Pt（10151016cm-3）N,固溶度替位式固溶体间隙式固溶体？,常用测量方法：DLTSSIMS(Secondary Ion Mass Spectrum)NAA(Neutron Activation Analysis),Fig.2-7.Schematic drawing to show the basic principle of SIMS,which consists of 1.Primary ion source,2.Primary ion mass analyzer,3.Electrostatic lens,4.Sample,5.Electrostatic lens and analyzer,6.Secondary ion mass analyzer,7.Ion detector.,灵敏度1016cm-3!,放射性同位素,热中子？,2.12.3小结常见半导体材料及参数与器件的关系常见半导体材料的结构，晶向与器件的关系施、受主，缺陷，杂质及测量熟悉名词和物理机制,
