內容簡介
《半導體矽材料基礎》系統地介紹了半導體矽材料的基本性質、與半導體晶體材料相關的晶體幾何學、能帶理論、微電子學方面的基礎理論知識,系統地介紹了作為光伏技術套用的矽材料的製備基礎理論知識,為系統學習多晶矽生產技術和單晶矽及矽片加工技術奠定理論基礎,是矽材料技術專業的核心教材。目錄
第1章概論1.1矽材料工業的發展
1.2半導體市場及發展
1.3中國擴建新建多晶矽廠應注意的問題
本章小結
習題
第2章半導體材料基本性質
2.1半導體材料的分類及性質
2.2矽的物理化學性質
2.3矽材料的純度及多晶矽標準
本章小結
習題
第3章晶體幾何學基礎
3.1晶體結構
3.2晶向指數
3.3晶面指數
3.4立方晶體
3.5金剛石和矽晶體結構
3.6倒格子
本章小結
習題
第4章晶體缺陷
4.1點缺陷
4.2線缺陷
4.3面缺陷
4.4體缺陷
本章小結
習題
第5章能帶理論基礎
5.1能帶理論的引入
5.2半導體中的載流子
5.3雜質能級
5.4缺陷能級
5.5直接能隙與間接能隙
5.6熱平衡下的載流子
本章小結
習題
第6章p-n結
6.1p-n結的形成
6.2p-n結的製備
6.3p-n結的能帶結構
6.4p-n結的特性
本章小結
習題
第7章金屬-半導體接觸和MIS結構
7.1金屬-半導體接觸
7.2歐姆接觸
7.3金屬-絕緣層-半導體結構(MIS)
本章小結
習題
第8章多晶矽材料的製取
8.1冶金級矽材料的製取
8.2高純多晶矽的製取
8.3太陽能級多晶矽的製取
本章小結
習題
第9章單晶矽的製備
9.1結晶學基礎
9.2晶核的形成
9.3區熔法
9.4直拉法
9.5雜質分凝和氧污染
9.6直拉矽中的碳
9.7直拉矽中的金屬雜質
9.8磁拉法(MCz)
9.9CCz法(連續加料法)
本章小結
習題
第10章其他形態的矽材料
10.1鑄造多晶矽
10.2帶狀矽材料
10.3非晶矽薄膜
10.4多晶矽薄膜
本章小結
習題
第11章化合物半導體材料
11.1化合物半導體材料特性
11.2砷化鎵(GaAs)
本章小結
習題
第12章矽材料的加工
12.1切去頭尾
12.2外徑滾磨
12.3磨定位面(槽)
12.4切片
12.5倒角(或稱圓邊)
12.6研磨
12.7腐蝕
12.8拋光
12.9清洗
本章小結
習題
附錄
附錄1常用物理量
附錄2一些雜質元素在矽中的平衡分凝係數、溶解度
參考文獻
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前言
目前世界光伏產業以31.2%的年平均增長率高速發展,位於全球能源發電市場增長率的首位,預計到2030年光伏發電將占世界發電總量的30%以上,到2050年光伏發電將成為全球重要的能源支柱產業。各國根據這一趨勢,紛紛出台有力政策或制訂發展計畫,使光伏市場呈現出蓬勃發展的格局。目前,中國已經有各種光伏企業超過1000家,中國已成為繼日本、歐洲之後的太陽能電池生產大國。2008年,可以說是中國光伏材料產業里程碑式的一年。由光伏產業熱潮催生了上游原料企業的遍地開花。一批新興光伏企業不斷擴產,各地多晶矽、單晶矽項目紛紛上馬,使得中國光伏產業呈現出繁華景象。發展太陽能光伏產業,人才是實現產業可持續發展的關鍵。矽材料和光伏產業的快速發展與人才培養相對滯後的矛盾,造成了越來越多的矽材料及光伏生產企業人力資源的緊張;人才培養的基礎是課程,而教材對支撐課程質量舉足輕重。作為新開設的專業,沒有現成的配套教材可資借鑑和參考,編委會根據矽技術專業崗位群的需要,依託多家矽材料企業,聘請企業的工程技術專家開發和編寫出了矽材料和光伏行業的系列教材。
本系列教材以光伏材料的主產業鏈為主線,涉及矽材料基礎、矽材料的檢測、多晶矽的生產、晶體矽的製取、矽片的加工與檢測、光伏材料的生產設備、太陽能電池的生產技術、太陽能組件的生產技術等。
本系列教材在編寫中,理論知識方面以夠用實用為原則,淺顯易懂,側重實踐技能的操作。
本書主要講述了半導體矽材料的基本性質與半導體晶體材料相關的晶體幾何學、能帶理論以及微電子學方面的基礎理論知識,並簡單介紹了矽材料的製備及其加工等內容。
本書注重理論與實踐的緊密結合,以職業崗位能力為主線貫穿全書,面向工作過程設計教學內容,突出套用性和實踐性。