半導(dǎo)體材料特性分析

等離子體狀態(tài)

書接上節(jié)，常見的物質(zhì)的第四種自然狀態(tài)是等離子體狀態(tài)。我們比較熟知的恒星天體就是等離子體態(tài)的一個(gè)例子。當(dāng)然，它和我們最常見到的固體、液體或氣體的定義的定義不相符合。等離子體態(tài)可以被定義為高能電離原子或分子的集合。等離子體態(tài)可以用在半導(dǎo)體工藝流程中的工藝氣體方面，由于其高能量的特點(diǎn)，可以應(yīng)用于高能射頻(RF)領(lǐng)域。它們?cè)诎雽?dǎo)體技術(shù)中作為激勵(lì)源，用于引起氣體混合物中的化學(xué)反應(yīng)。它們的優(yōu)點(diǎn)之一是可以以更低的溫度來輸送能量，比傳統(tǒng)的系統(tǒng)，如烤箱的對(duì)流加熱溫度要更低。

物質(zhì)的性質(zhì)

所有的物質(zhì)都可以根據(jù)它們的化學(xué)成分和由這些成分決定的物質(zhì)性質(zhì)來區(qū)分。在本節(jié)中，介紹幾個(gè)關(guān)鍵屬性定義的，需要著重理解并且熟練使用這些半導(dǎo)體材料的屬性和化學(xué)品的屬性。

溫度

一種化學(xué)物質(zhì)與其他化學(xué)品所處的溫度，對(duì)它們之間的化學(xué)反應(yīng)有很大的影響，尤其是在氧化管或等離子蝕刻這些典型工藝中。此外，只有了解和控制它們的使用溫度，才能安全使用某些化學(xué)品。常見的有三個(gè)溫標(biāo)來表示物質(zhì)的溫度。它們是華氏溫度、攝氏溫度和開爾文溫度(如下圖所示)。

華氏溫標(biāo)是由德國(guó)物理學(xué)家加布里埃爾·華氏發(fā)明的，這個(gè)溫度是用水和鹽的溶液來定義的。他指定了溶液的冰點(diǎn)溫度華氏零度(0°F)的值。不幸的是，純水在什么溫度下結(jié)冰，這個(gè)溫度更有用，我們最終得到了華氏溫標(biāo)水的冰點(diǎn)是32華氏度，沸點(diǎn)是212華氏度，兩者之間是180華氏度的差值。

攝氏或攝氏度在科學(xué)研究中更受歡迎。它更合理地將水的冰點(diǎn)設(shè)為0℃，沸點(diǎn)設(shè)為100℃。注意這里兩點(diǎn)之間的溫度正好是100°C，這意味著以攝氏溫標(biāo)測(cè)量的1°的溫度變化，用華氏溫標(biāo)需要更多的度數(shù)變化。

第三種溫標(biāo)是開爾文溫標(biāo)。它使用的比例因子和攝氏溫標(biāo)相同，但它是以絕對(duì)零度為基礎(chǔ)的。絕對(duì)零度是理論上的所有原子運(yùn)動(dòng)停止的溫度。該值對(duì)應(yīng)于-273°C。在開氏溫標(biāo)上，水在273 K結(jié)冰，在373 K沸騰。

密度，比重和蒸汽密度

物質(zhì)的一個(gè)重要性質(zhì)是密度。當(dāng)我們說某物密度大時(shí)，我們指其每單位體積的質(zhì)量或重量較大。軟木塞的密度小，它比同等體積的鐵的輕。密度表示為每立方厘米的重量。水可作為一種標(biāo)準(zhǔn)的參照材料，1 cm3的水(在4°C時(shí))稱重為1g。硅的密度相對(duì)于水來說是2.3。因此，一片硅為1 cm3(1立方厘米)體積下，重量是2.3克。

比重是指液體和氣體在4℃時(shí)的密度。它是一種物質(zhì)的密度與水的密度之比。汽油的比重為0.75，這意味著它的密度是水的75%。

蒸汽密度是氣體在特定溫度和壓力條件下的密度，以空氣為基準(zhǔn)，1立方厘米有一個(gè)指定的密度，設(shè)為1(1)。氫的蒸汽密度是0.60，也就是百分之六十密度:放在相同體積的容器中，氫氣的重量比類似的空氣輕60%。

審核編輯：湯梓紅