最新半导体材料的基本特性概要课件PPT.ppt 59页

'半导体材料的基本特性概要 原子结构由三种不同的粒子构成：中性中子和带正电的质子组成原子核，以及围绕原子核旋转的带负电核的电子，质子数与电子数相等呈现中性。 电子能级原子级的能量单位是电子伏特，它代表一个电子从低电势处移动到高出1V的的电势处所获得的动能。价电子层原子最外部的电子层就是价电子层，对原子的化学和物理性质具有显著的影响，只有一个价电子的原子很容易失去这个电子，有7个价电子的原子容易得到一个电子，具有亲和力。 概念：掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。N型半导体：在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，氮自由电子—多数载流子（由两部分组成）空穴——少数载流子杂质半导体 P型半导体在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、铟等形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。自由电子—少数载流子空穴——多数载流子（由两部分组成） 能带结构电子的共有化运动——满足能量最低原理——泡利不相容原理 能带结构的形成两个原子靠近时，电子波函数将重叠。这时泡利不相容原理不允许一个量子态上有两个电子存在，于是一个能级将分裂为2个能级，N个原子靠近时，一个能级将分裂为N个相距很近的能级，形成能带 价带：被价电子填充的能带导带：被自由电子填充的能带禁带：导带底与价带顶之间能带带隙：导带底与价带顶之间的能量差 能带的特点：能带的宽窄由晶体的性质决定,与所含的原子数无关。能量较高的能带比较宽，能量低的较窄。每个能带中的能级数目与晶体中的原子数有关。能带中能量不连续 常见半导体——硅硅是一种元素半导体，4个价电子，正好位于优质导体和绝缘体之间。选择硅的主要理由：硅的丰富度更高的熔化温度允许更宽的工艺容限更高的工作温度范围氧化硅的自然形成 半导体产业的发展半导体产业发展的基础是在20世纪上半业开发的技术上培育出来的，关键技术是在工业和学术网中获取的。半导体产业 半导体发展趋势半导体发展趋势——微电子时代电子时代是由电子真空阶段延续到固体电子阶段的。当分立器件逐步过渡到集成电路阶段时，出现了诸如半导体器件集成化、电子系统集成化、电子系统微型化，也就出现了微电子时代 电子技术的发展电子技术的发展是以电子器件的发展而发展起来的。电子器件的发展历经4个阶段：★电子管1906年，诞生第一只电子管★晶体管1947年，出现了半导体三极晶体管★集成电路1960年12月，成功制造世界上第一块硅集成电路★超大规模集成电路1966年，美国贝尔实验室利用硅片外延技术，制造了第一块大规模集成电路 集成电路的发展摩尔定律：1964年，戈登.摩尔，半导体产业先驱者和英特尔公司的创始人，预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番。 半导体工业为什么有如此的发展速度第一：集成电路业属于非资源耗尽型的环保类产业，原始材料是地壳中的二氧化硅。第二：集成电路的设计与制造技术中高新技术含量和技术赋加值极高，产出效益好。第三：集成电路的设计与制造业是充满技术驱动的效益驱动的高活性产业 半导体的趋势★提高芯片性能★提高芯片的可靠性★降低芯片的成本 提高芯片的性能关键尺寸芯片上的最小物理尺寸芯片上器件尺寸的相应缩小是按比例进行的，仅减小一个尺寸是不可接受的。 每块芯片上的元件数减小一块芯片的关键尺寸使得可以在硅片上制造更多的元件，由于芯片数增加性能也得到提高。摩尔定律 功耗真空管耗费很大功率，而半导体器件确实耗用很小的功率，随着器件的微型化，功耗相应减小，尽管晶体管数以惊人的速度增长，但是功耗却在不断的下降。 芯片可靠性芯片可靠性致力于趋于芯片寿命的功能的能力，通过严格的诸如无颗粒空气净化间的使用以及控制化学试剂的纯度来控制玷污 降低芯片价格由于特征尺寸的减小使得硅片上集成的晶体管增多降低了成本。半导体产品市场大幅度增长引入了制造的规模经济 微电子技术发展展望纵观20世纪中硅基微电子技术的发展历程，未来微电子技术将主要表现为：1、器件的特征尺寸继续缩小2、系统集成芯片将是将来一段时间内发展的重点3、微电子与其它学科的结合将诞生新的技术交叉点和产业增长点。 集成电路集成电路的概念将若干个二极管、晶体管、电阻和电容等元件按照特定的电路连接方式，焊接到一快半导体单晶片或陶瓷机片上，使之成为一个整体以完成某一特定功能的电路组件。 集成电路优点★提高工作速度★内部连线短，缩短延迟时间，尺寸小，连线分布电容和PN结电容减小。★降低功耗★尺寸小，连线短，电阻小★降低电子整机成本？★减少印制电路和插接件★体积小，质量轻★可靠性高★缩短电子产品生产周期 集成电路的分类按器件结构类型和工艺分★双极型集成电路，有源器件是双极型晶体管，载流子是电子和空穴。一般用于模拟集成电路和中、小规模集成电路。优点：工作速度高、驱动能力强★MOS（metal-oxide-semiconductor）管集成电路,有源器件为MOS晶体管。载流子是电子或者空穴，又称为单极型晶体管。优点：输入阻抗高、抗干扰能力强、功耗低、集成度高、制作工艺简单。★双极型-MOS集成电路，两者的混合电路同时具有两者的优点。 按电路功能分★数字集成电路，传递和处理数字信号。应用范围：计算机、通信处理机★模拟集成电路，传递和处理模拟信号。应用范围：信号传感器、A/D、D/A等★数模混合电路微波集成电路，所传递和处理的信号频率大于300MHz。应用范围：混频器，振荡器等 集成电路对半导体材料的基本的要求★衬底必须是纯净的★单晶硅片★晶体的基本形态单晶多晶非晶★综合指标要求导电类型N型或P型 集成电路的制造步骤★硅片制造★硅片制备★硅片测试/拣选★装配与封装★终测 ★硅片制备在这一阶段，将硅从沙中提炼并纯化，经过特殊工艺生产适当直径的硅锭，然后将硅锭切割。 ★硅片制造自硅片开始的微芯片制作是第二阶段，称为硅片制造。裸露的硅片到达硅片制造厂，然后经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂步骤，加工完的硅片具有永久刻蚀在硅片上的一套集成电路。★硅片测试/拣选硅片制造完成后，硅片被送到测试和拣选区，在那里进行单个芯片的探测和电学测试，拣选出不合格的芯片。 ★装配与封装硅片拣选和测试后，进入装配与封装，以便把单个芯片装在保护壳内。硅片的背面进行研磨以减少衬底的厚度，一片厚的塑料薄膜被贴在每个硅片的背面，然后，在正面沿着划片线用带金刚石的锯刃将每个硅片上的芯片分开。★终测为确保芯片的功能，要对每一个被封装的集成电路进行测试，以满足制造商的电学和环境的特性参数。 眩晕的中医治疗临洮县人民医院中医科刘志宏 一、概述眩晕是眩和晕二种症状的合称。眩即目眩，眼花潦乱，轻者如坐舟车，发作的时间短暂，平卧闭目片刻即安，重者即觉天旋地转，不能站立，有时恶心，甚至晕倒；晕即头晕，谓头部运转不定的感觉。在现代医学中，眩晕多见于高血压、动脉硬化、贫血、神经官能症、耳源性疾病、颈椎病等患者。中医认为，眩晕可由风、痰、湿、虚引起，故有“无风不作眩”、“无痰不作眩”、“无虚不作眩”的说法。 二、症状、体征和辨证治疗眩晕的特点是眩晕为突然发作，患者感到天旋地转，并兼有耳鸣、耳聋，恶心呕吐，患者有自发性眼球震颤现象，不敢移动体位，体位变动时，眩晕加重。除此之外，发作时，患者经常有心慌不安，面色苍白，汗出肢冷等症状。 辨证施治1.肝阳上亢型此种类型的眩晕多因情绪波动，心情不舒，烦恼时而加重，可有头痛，兼见口苦咽干，目赤，急躁心烦，少寐多梦，舌质红苔黄，脉弦数。治疗此种类型的眩晕宜平肝息风、滋阴潜阳，可选用天麻钩藤饮加减。其方药组成为天麻、钩藤、栀子、黄芩、石决明、川牛膝、杜仲、夜交藤、夏枯草、龙胆草。天麻、钩藤、石决明平肝潜阳息风为主，兼以牛膝、杜仲、桑寄生益肾滋阴，治其根本；黄芩、山栀子可以清肝泻火。 辨证施治.2痰浊中阻型此种类型的眩晕多由于患者饮食不节，损伤脾胃，脾失健运，使水谷运化失常，湿聚而生痰，痰阻中焦使清阳不升、浊阴不降而发病。痰浊中阻型眩晕患者的主要临床表现为头晕头重，胸膈满闷，恶心呕吐，不思饮食，肢体沉重，舌苔白腻，脉濡滑。治疗此种类型的眩晕宜祛痰化湿，可选用半夏白术天麻汤。其方药组成为半夏、白术、天麻、橘红、茯苓、甘草、生姜、大枣。方中以半夏燥湿化痰，降逆止呕，天麻平肝息风而止头眩为君；白术运脾燥湿，茯苓健脾渗湿为臣； 辨证施治橘红理气化痰，生姜、大枣调和脾胃为佐；甘草协合诸药为使。诸药相伍，共奏燥湿化痰，平肝息风之功。若患者出现痰郁化热的症状，如头目涨痛，口苦心烦，苔黄腻，脉滑数时，应使用清热化痰的药物，可选用温胆汤(半夏、陈皮、茯苓、枳实、竹茹、生姜、大枣、甘草)加黄连、黄芩。 辨证施治3.中气不足型此种类型的眩晕多由于患者过度劳累，元气受伤，或由于平素脾胃虚弱，中气不足而发病。正如《灵枢·口问》中所说的“上气不足，脑为之不满，耳为之苦鸣，头为之苦倾，目为之眩。”中气不足型眩晕患者的主要临床表现为头晕乏力，气短喜卧，劳累后加重，倦怠懒言，自汗，面色苍白无华，纳呆便溏，舌淡苔白，脉细弱。 辨证施治治疗此种类型的眩晕宜补中益气，可选用补中益气汤加减。其方药组成为黄芪、人参、甘草、白术、当归、陈皮、升麻、柴胡。方中黄芪补中益气、升阳固表为君；人参、白术、甘草甘温益气，补益脾胃为臣；陈皮调理气机，当归补血和营为佐；升麻、柴胡协同参、芪升举清阳为使。综合全方，一则补气健脾，使后天生化有源，脾胃气虚诸证自可痊愈；一则升提中气，恢复中焦升降之功能，使下脱、下垂之证自复其位。 辨证施治4.肾精亏虚型此种类型的眩晕多由于患者先天肾气不足或年老后肾气衰弱，或因房事过度，肾精亏耗而发病。正如《灵枢·海论》中所说的“髓海不足，则脑转耳鸣，胫酸眩冒，目无所见，懈怠安卧。”肾精亏虚型眩晕患者的主要临床表现为头晕耳鸣，精神萎靡，记忆力减退，腰膝酸软，眼花，遗精，阳痿，舌瘦淡红，脉沉细。 辨证施治治疗此种类型的眩晕宜补肾填精，可选用左归丸，每次服9克，每日服两次。其方药组成为熟地、山药、枸杞子、山茱萸、牛膝、菟丝子、鹿角胶、龟板胶。方中重用熟地滋肾填精，大补真阴，为君药。山茱萸养肝滋肾，涩精敛汗；山药补脾益阴，滋肾固精；枸杞补肾益精，养肝明目；龟、鹿二胶，为血肉有情之品，峻补精髓，龟板胶偏于补阴，鹿角胶偏于补阳，在补阴之中配伍补阳药，取“阳中求阴”之义，均为臣药。菟丝子、川牛膝益肝肾，强腰膝，健筋骨，俱为佐药。诸药合用，共奏滋阴补肾，填精益髓之效。若患者出现肾阳虚的症状，如形寒肢冷，小便清长，舌淡，脉沉微等，可用左归丸加附子、肉桂、当归、杜仲。 三、饮食与保健1.黑豆30克，浮小麦30克，水煎服，治盗汗眩晕。2.黑芝麻、制首乌、枸杞子各25克，杭菊花15克，水煎服，每日一剂，治肾虚眩晕，头发早白。3.治肾阳虚头痛、眩晕：狗肉250克，天麻10克，党参15克，附子10克，水煎去药渣，饮汁食狗肉，每日l料。 三、饮食与保健4.治体弱血虚、营养不良、眩晕：番茄100克，猪肝100克，粳米100克，生姜3片。先将猪肝洗净切片，用盐、酱油、生粉、米酒搅匀;番茄洗净，切开;生姜洗净，去皮，切丝;粳米洗净放入锅内，加适量清水，文火煲20分钟，放入番茄，生姜，煮10分钟，再放入猪肝，煮沸几分钟至猪肝刚熟，调味佐膳。5.鲜芹菜500克捣烂取汁，开水冲服，每日服一剂，治高血压、头痛眩晕。 患者吃什么好在饮食方面，宜多吃清淡利湿之品，如冬瓜、玉米、小米、荷叶粥、萝卜、豆类及豆制品、黑木耳、茄子、豌豆苗、西红柿、莴笋、橘子、柚子、桃、豆油、茶、鲤鱼、海蜇等。其中，特别强调多食金橘、橘饼和萝卜。金橘能理气、解郁、化痰。橘饼能化痰、宽中、下气，痰浊中阻眩晕之人宜食之。另外，橘皮、橘红、橘络皆有化痰利气的作用，对痰湿偏重之人眩晕者，食之皆宜。萝卜有化痰热，消积滞的作用。《本草经疏》还说它“去痰癖，化痰消导”。痰浊中阻眩晕者，食之则宜。 患者不适宜吃什么眩晕之人应根据各自症情忌食下列食品。禁忌生冷瓜果、甜食和油腻味重的食物，以免生痰助湿。蜂蜜性平，味甘，虽有补中益气的作用，但有黏腻壅滞之弊。因此，体虚眩晕者食之颇宜，但痰浊中阻眩晕之人则忌食之。 大枣性温、味甘，能补气益血，气血不足眩晕者相宜。但大枣滋腻助痰。《医学入门》中认为“多食动风”。对痰浊中阻眩晕者，食之则加重痰湿，故当忌之。辣椒《食物宜忌》说它“辛苦，大热”，故易耗阴助热上火。《药性考》中指出：“辣椒，多食眩旋，动火故也。”这说明对肝阳上亢，肝火过旺，包括高血压病的眩晕者，应忌食之。 荔枝性温，味甘酸。《玉楸药解》认为：“荔枝，甘温滋润。”《本草纲目》中曾说：“火病人尤忌之。”古人还认为：食荔枝肉过多会醉人，有头昏、恶心、乏力感，这是由于吃得太多，在体内引起糖代谢紊乱。因此，对肝火眩晕和痰浊眩晕之人，法当忌食。槟榔为破气耗气食物。《本草经疏》中早有告诫：“病属气虚者忌之。凡阴阳两虚，中气不足，……悉在所忌。”故凡气血不足，体弱之人的眩晕者，切勿服食。 此外，体虚眩晕者还应忌食葱、姜、辣椒、胡椒、桂皮、萝卜、茶叶、白酒等辛辣香燥、破气耗气之物;痰湿型眩晕者还应忌食桂圆、肥肉、黄芪、鹅肉等滋腻助湿生痰之品;肝阳型眩晕者还应忌食狗肉、公鸡、辣椒、肉桂、人参、川芎、紫河车等甘温辛辣助热上火的食物。 四、预防与护理1、预防1)注意休息，适当参加体育锻炼，劳逸结合。2)调适情志，避免精神刺激。3)痰浊上扰者，饮食宜清淡。 四、预防与护理2、急救1)眩晕发作时，立即卧床安静休息，松开患者的衣服纽扣、腰带。可口服安定5mg，3次/日。2)不要摇动患者的头部，以免眩晕加重。可在患者头部放冰袋或冷水毛巾。原因不明者请医生来治疗。 四、预防与护理3、其他注意事项1)患者应保持心情舒畅;医生应多做解释工作以消除患者紧张情绪及顾虑。2)发作时应卧床休息，室内宜安静，空气要通畅，光线尽量暗些。避免刺激性食物及烟酒，饮食宜少盐。3)发作间歇期不宜单独外出，以防事故。 四、预防与护理4、护理（1）一般护理①按医嘱指导眩晕病人卧床休息或适当活动。病室应靠近护理站。②解释眩晕的原因;嘱病人避免剧烈活动、情绪激动，直立性低血压者卧位坐起或站立时动作应缓侵;有头昏、眼黑等眩晕先兆时，立即下蹲或平卧，防止摔伤。当自己觉得自身都在旋转或是周围事物都在旋转时，应该慢慢蹲下。 四、预防与护理（2）平时的护理平时要注意多锻炼身体，增强体质。气血虚弱者要注意劳逸结合，保持充足的睡眠时间，不要过度饥饿。对于精神亏虚、感情脆弱者，不要参加吊死问丧，避免恶劣影响而发生昏庞。在盛暑季节，或进行高温作业，要采取有效措施，预防中暑。要饮食有节，饮酒适应，合理控制房事。 五、眩晕的并发症1.眩晕患者发作期会出现旋转、呕吐，同时还会造成迷路、前庭、耳蜗器官损害，造成耳蜗毛细胞死亡和前庭功能丧失，进而引起耳鸣、耳聋、共济失调等危害性。如不及时治疗很容易引起思维下降、头痛痴呆、脑血栓、脑出血、半身不遂、中风偏瘫，甚至猝死。 五、眩晕的并发症2.中老年患者，多次发作可影响脑血管调节机能及大脑微循环，加重脑供血不足，诱发脑梗塞等症。3.影响交际，生活圈缩小，精神压力加大等。4.坑边、井边、过马路、旅游登山等正常活动由于担心美尼尔氏综合症突然发作，都成为危险活动。所以医生提醒中年人一定要特别注意休息和睡眠，避免过度疲劳。美尼尔氏综合症患者需要注意的是在急性期里小心活动，尽量卧床休息，免得因为眩晕而导致摔伤、骨折等危险。 '