为什么掺杂会是金属性变为半导体

自界物质按导电能力导体、绝缘体半导体三类半导体材料指室温导电性介于导电材料绝缘材料间类功能材料靠电空穴两种载流实现导电室温电阻率般10-5～107欧·米间通电阻率随温度升高增；若掺入性杂质或用光、射线辐照使其电阻率几数量级变化1906制碳化硅检波器

1947发明晶体管半导体材料作独立材料领域发展并电工业高技术领域缺少材料特性参数半导体材料导电性某些微量杂质极敏纯度高半导体材料称本征半导体温其电阻率高电良导体高纯半导体材料掺入适杂质由于杂质原提供导电载流使材料电阻率降低种掺杂半导体称杂质半导体杂质半导体靠导带电导电称N型半导体靠价带空穴导电称P型半导体

同类型半导体间接触（构PN结）或半导体与金属接触电（或空穴）浓度差产扩散接触处形位垒类接触具单向导电性利用PN结单向导电性制具同功能半导体器件二极管、三极管、晶闸管等

外半导体材料导电性外界条件（热、光、电、磁等素）变化非敏据制造各种敏元件用于信息转换半导体材料特性参数禁带宽度、电阻率、载流迁移率、非平衡载流寿命位错密度禁带宽度由半导体电态、原组态决定反映组种材料原价电束缚状态激发自由状态所需能量电阻率、载流迁移率反映材料导电能力非平衡载流寿命反映半导体材料外界作用（光或电场）内部载流由非平衡状态向平衡状态渡弛豫特性位错晶体见类缺陷位错密度用衡量半导体单晶材料晶格完整性程度于非晶态半导体材料则没参数半导体材料特性参数仅能反映半导体材料与其非半导体材料间差别更重要能反映各种半导体材料间甚至同种材料同情况其特性量值差别

半导体材料种类

用半导体材料元素半导体化合物半导体元素半导体由单元素制半导体材料主要硅、锗、硒等硅、锗应用广化合物半导体二元系、三元系、元系机化合物半导体二元系化合物半导体Ⅲ-Ⅴ族（砷化镓、磷化镓、磷化铟等）、Ⅱ-Ⅵ族（硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等）、Ⅳ-Ⅵ族（硫化铅、硒化铅等）、Ⅳ-Ⅳ族（碳化硅）化合物三元系元系化合物半导体主要三元元固溶体镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体等机化合物半导体萘、蒽、聚丙烯腈等处于研究阶段

外非晶态液态半导体材料类半导体与晶态半导体区别具严格周期性排列晶体结构制备同半导体器件半导体材料同形态要求包括单晶切片、磨片、抛光片、薄膜等半导体材料同形态要求应同加工工艺用半导体材料制备工艺提纯、单晶制备薄膜外延

所半导体材料都需要原料进行提纯要求纯度69高达119提纯两类类改变材料化组进行提纯称物理提纯；另类元素先变化合物进行提纯再提纯化合物原元素称化提纯物理提纯真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等使用区域精制化提纯主要电解、络合、萃娶精馏等使用精馏

由于每种都定局限性使用几种提纯相结合工艺流程获合格材料绝数半导体器件单晶片或单晶片衬底外延片作批量半导体单晶都用熔体制直拉应用广80％硅单晶、部锗单晶锑化铟单晶用产其硅单晶直径已达300毫米熔体通入磁场直拉称磁控拉晶用已产高均匀性硅单晶坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉用拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等解压较单晶悬浮区熔熔体与容器接触用高纯硅单晶

水平区熔用产锗单晶水平定向结晶主要用于制备砷化镓单晶垂直定向结晶用于制备碲化镉、砷化镓用各种产体单晶再经晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部工序提供相应晶片单晶衬底单晶薄膜称外延外延气相、液相、固相、束外延等

工业产使用主要化气相外延其液相外延金属机化合物气相外延束外延则用于制备量阱及超晶格等微结构非晶、微晶、晶薄膜玻璃、陶瓷、金属等衬底用同类型化气相沉积、磁控溅射等制

半导体绝缘体间差异主要自两者能带（band）宽度同绝缘体能带比半导体宽意即绝缘体价带载必须获比半导体更高能量才能跳能带进入传导带室温半导体导电性绝缘体极少数载具足够能量进入传导带于相同电场纯质半导体（intrinsicsemiconductor）绝缘体类似电特性半导体能带宽度于绝缘体意味著半导体导电性更容易受控制改变

纯质半导体电气特性藉由植入杂质程永久改变程通称掺杂（doping）依照掺杂所使用杂质同掺杂半导体原周围能电或电洞让半导体材料导电特性变与原本同掺杂进入半导体杂质浓度够高半导体能表现同金属导体般电性掺杂同极性杂质半导体接面处内建电场（built-inelectricfield）内建电场许半导体元件 *** 作原理息息相关

除藉由掺杂程永久改变电性外半导体亦施加于其电场改变态变化半导体材料特性适合用作电路元件例晶体管晶体管属于主式（源）半导体元件（activesemiconductordevices）主元件式（源）半导体元件（passivesemiconductordevices）电阻器（resistor）或电容器（capacitor）组合起用设计各式各集电路产品例微处理器

电传导带掉价带减少能量能光形式释放种程制造发光二极管（light-emittingdiode,LED）及半导体激光（semiconductorlaser）基础商业应用都举足轻重位相反半导体吸收光透光电效应激发价带电产电讯号即光探测器（photodetector）源光纤通讯（fiber-opticcommunications）或太阳能电池（solarcell）领域重要元件

半导体能单元素组例硅两种或种元素化合物（compound）见化合物半导体砷化镓（galliumarsenide,GaAs）或磷化铝铟镓（aluminiumgalliumindiumphosphide,AlGaInP）等合金（alloy）半导体材料源锗硅（silicongermanium,SiGe）或砷化镓铝（aluminiumgalliumarsenide,AlGaAs）等

半导体的test工程师有可能是软件测试工程师，工资按照收入大概4~7千人民币每月左右。

软件测试工程师和软件开发师各有优势和特点。半导体的test工程师有软件测试工程师和硬件测试工程师的区分，不一定专门就是指软件测试工程师的，但一般意义上软件工程师比硬件工程师更加富有发展潜质性。

软件测试工程师（Software Testing Engineer）指理解产品的功能要求，并对其进行测试，检查软件有没有错误（Bug），测试软件是否具有稳定性（Robustness），写出相应的测试规范和测试用例的专门工作人员。简而言之，软件测试工程师在一家软件企业中担当的是“质量管理”角色，及时发现软件问题并及时督促更正，确保产品的正常运作。

软件开发工程师是从事软件开发相关工作的人员的统称。 软件开发工程师的技术要求是比较全面的，除了最基础的编程语言（C语言/C++/JAVA等）、数据库技术（SQL/ORACLE/DB2等）、.NET平台技术、C#、C/S B/S程序开发，还有诸多如JAVA SCRIPT、AJAX、HIBERNATE、SPRING、J2EE、WEB SERVICE、STRUTS等前沿技术。

1、光学镜头

从生活中的相机/DC/DV；到工作场合用的各种专业相机/摄影机/望远镜/显微镜，各种昂贵精密的光学量测、检测、侦搜、健诊、自动化生产等相关仪器/设备/用品…都有这些会吸湿受潮发霉的镜头。

根据日本写真工业实验显示，精密的光学镜头上的Optical Coating长期吸附湿气后容易滋生霉菌，尤其在60%RH以上的环境下，镜头一旦长霉，肉眼不易查觉，即使送修，也无法恢复原有之犀利度，造成拍录/检测/研究上的偏差及维修、重购上的损失 ，因此必需全自动控湿在30～50%RH。

2、磁记录材料

磁记录材料均由高分子材料制成带基,其内含有的增塑剂、分散剂等，均适宜霉菌分解吸收,尽管各磁记录材料公司在生产中或多或少都添加了防霉剂,但是,所谓"防霉磁盘"并不能保证磁盘完全不长霉,只是机率与速度的差别而已。有时,一张磁盘突然不能读写,某个磁道坏了,其主要原因就是长霉和受潮。磁记录材料受潮,还会使磁粉脱落长霉,使带基受到侵蚀,二者均会造成记录的数据信号丢失。脱落的磁粉和菌丝体还会堵塞计算机、摄录像机、录音机的磁头,使机器不能正常工作,甚至损坏磁头。此外,霉菌还可通过磁头进行传染。

现在,一般对磁记录材料记录的信息都采用定时重新拷贝的办法来预防受潮发霉对数据信号造成损失,但费时而又麻烦,并有局限。如加密磁盘无法复制录音录像带复制后会造成质量下降,多次复制后音像质量会十分低劣,以至不能满足要求。要保证磁记录材料的安全，应将磁记录材料存放在相对湿度在30～50%RH左右的环境中。

3、影像胶片

胶片信息载体均由高分子材料片基和表面敷涂的有机感光材料构成,适宜霉菌分解。特别是表面的感光药膜最易受霉菌侵袭。摄影胶片乳胶层感光药膜还极易受潮发生水解,损坏胶片图象,长霉后,霉菌排泄的草酸类物质能侵蚀银影颗粒和染料影象。染料影象在高湿条件下亦会自行水解,高湿度也促使影片上残留化学药品破坏画面。空气中的有害气体如硫化物、过氧化物等,即使浓度很低,也会构成有害影响。过氧化物是引起银影象颗粒被氧化主要原因,使胶态银形成带色的沉积斑。其它如油漆挥发气和活性化合物都会损坏片基和影象。

低湿环境可以避免摄影胶片长霉和减缓影象染料褪色,但湿度过低或湿度频繁的周期变化,又会降低片基和乳剂层的附着性,出现胶片边缘剥落、曲卷、乳剂层龟裂等现象。而高温环境会使胶片色彩发灰,丧失层次。

摄影胶片保存国家标准:

照片档案管理规范 GB / T 11821-89

6.1.1条 保存底片的适宜温湿度为:温度13-15℃,相对湿度35-45%。

6.1.2条 保存照片的适宜温湿度为:温度14-24℃,相对湿度40-60%。

6.4.3条 库房内昼夜相对湿度变化不大于±5%。

已加工电影安全胶片的贮存技术 GB 9049-88

4、纸制、木制、丝制、革制品

纸制品被广泛用于档案材料、文献资料、文物、字画、邮票、照片及各类重要票据、滤纸、试纸等。木制品、丝制品,皮革制品等大量用于生活各方面及艺术品及古玩。它们均含有大量纤维素, 长期吸湿会肿胀形变影响精密印刷的质量；湿气会沾黏灰尘而污损，会与颜色作用而色变，会与邮票背胶及相本的夹页相互作用而黏着，会形成水纹、长霉…而导致物品的价值受损。化学试纸还因成分改变而导致不能正常指示。因此必须将其存放于30～50%RH的相对湿度环境中可保证安全。

5、烟草、粮食、茶叶、药品等

从居家的茶、咖啡、奶粉、Snack、干货、干燥食品、五谷杂粮、中西药材、营养食品；到餐饮业、药食品制造业的药食材、烘培材料、添加剂… … 这些物料都非常容易吸湿结块、变味、变色、变质、发霉甚至长出致癌的毒素(如：花生的黄曲毒素、咖啡的赭曲毒素…)，对生活上来说，影响吃的口感与健康，对业界而言，会影响其产品的质量。特别是大量仓储的上述物品一旦产生大面积霉变烂仓,导致的损失更是触目惊心。而将其存放于30～50%RH相对湿度环境加上及时的翻仓,可保证安全。

6、研发检测用品

试样、试药、标准品(件)、滤片、粉末材料、纯金属材料、光电半导体组件、五金工具、电子零(料)件、晶体、种子、香料、黏着剂、特殊取样及样品前处理用品、精密仪器配件/耗材、备份电路板… … 这些用品都非常昂贵，且不易立刻取得，一旦与微量湿气作用会发生各种可能的质变，将影响精密研发/检测的结果与进度，因此必需长期控制在<40%RH，才能有效解决这个问题。

7、精密金属制品：

从名表、贵金属饰品、银器、金属工艺品、模型车、刀具、金币…收藏；到产业的精密模具/工具/量具/制具/机具(件)… … 其精密加工(雕工)的金属表面容易吸附湿气而氧化(尤其在35%RH以上时)，丧失光泽/锈蚀，并沾附灰尘污损，而影响收藏价值；其精密的功能也会因机件老化失真，影响精度或接触不良，无法正常运转。因此必需长期控制在<40%RH，才能有效解决这个问题。

8、精密电子器材

从DC/DV/手机/MD/ipod等数字电子用品；到R&D/Lab/工程/制程/维护/军警情/教育/医疗/检测/计算机化/视听等相关单位的精密仪器/设备/武器/计算机网管主机/视听器材… …其精密数控ic芯片/电路板内的电子接点长期吸湿氧化而接触不良，造成时好时坏甚至Down机，其精密感测组件与湿气作用而劣化、形(质)变、导致失真、偏差甚至失灵 ，必需长期控制在<40%RH，才能有效解决这个问题。

9、精密电子制程如SMT/PCBA/LED/LCD/IC封装…等

已有IPC/JEDEC J-STD-033B严格规范其对湿度敏感物料/半成品(MSD)必需保存在<10%RH或<5%RH快速超低湿环境(Fast Super Dryer)，防止如爆米花、空焊、剥离、氧化…等质量不良率的发生。

10、所有科研产业/需要升级的制造业

都必需提升其精密接点(合)/压合/混合/射出/封装/印刷/黏着…的加工/制程技术 ，则其关键物料/半成品也必需如033A所规范的作好MSD的分类及快速超低湿保存，才可以提升良率。

---