什么是半导体材料

半导体材料是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内）、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。

自然界的物质、材料按导电能力大小可分为导体、半导体和绝缘体三大类。半导体的电阻率在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围（上限按谢嘉奎《电子线路》取值，还有取其1/10或10倍的；因角标不可用，暂用当前描述）。在一般情况下，半导体电导率随温度的升高而升高，这与金属导体恰好相反。

凡具有上述两种特征的材料都可归入半导体材料的范围。反映半导体内在基本性质的却是各种外界因素如光、热、磁、电等作用于半导体而引起的物理效应和现象，这些可统称为半导体材料的半导体性质。构成固态电子器件的基体材料绝大多数是半导体，正是这些半导体材料的各种半导体性质赋予各种不同类型半导体器件以不同的功能和特性。半导体的基本化学特征在于原子间存在饱和的共价键。作为共价键特征的典型是在晶格结构上表现为四面体结构,所以典型的半导体材料具有金刚石或闪锌矿(ZnS)的结构。

由于地球的矿藏多半是化合物，所以最早得到利用的半导体材料都是化合物,例如方铅矿(PbS)很早就用于无线电检波，氧化亚铜(Cu2O)用作固体整流器，闪锌矿(ZnS)是熟知的固体发光材料，碳化硅(SiC)的整流检波作用也较早被利用。硒(Se)是最早发现并被利用的元素半导体，曾是固体整流器和光电池的重要材料。元素半导体锗（Ge）放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页，从此电子设备开始实现晶体管化。中国的半导体研究和生产是从1957年首次制备出高纯度(99.999999%～99.9999999%) 的锗开始的。采用元素半导体硅（Si）以后，不仅使晶体管的类型和品种增加、性能提高，而且迎来了大规模和超大规模集成电路的时代。以砷化镓(GaAs)为代表的Ⅲ－Ⅴ族化合物的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。

半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。

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半导体行业中使用的清洗剂、显影剂、光刻胶、蚀刻液等溶剂中含有大量有机物成分，在工艺过程中，这些有机溶剂大部分通过挥发成为废气排放。其废气的主体是VOCs，同时废气中还混合了HCl、氨、HF等危险污染物，分离和处理难度比较大。

半导体酸废气处理方法

半导体酸废气处理通常采用碱液体喷淋法，又称化学洗涤法。因液体自身具有的溶解特性，可以更好地捕捉沉降，溶解去除污染物，而达到大气排放标准，故喷淋法是半导体行业酸碱废气治理普遍采用的主要处理方法。

新材料行业半导体废气处理的方法

RTO蓄热式焚烧炉设备，简称“RTO设备”，是采用高温破坏焚烧的废气治理技术。采用的升温能源一般是电和天然气，虽然采用高温700℃的温度进行废气处理，但其实消耗的能源并不多，这是因为设备能够将热能回收利用，大大降低能量消耗的同时提高了废气分子的燃烧反应速率。设备的主体由燃烧室、陶瓷填料床和转换阀等构成。设备的净化效率也维持稳定在99%以上。

半导体行业废气处理方法以及对比

半导体行业有机废气处理方法，通常先用沸石转轮对VOCs进行吸附浓缩之后，再用直接燃烧法进行销毁，废气净化率达到97%以上。

直接燃烧又称为直接火焰燃烧，它是把VOCs可燃组分直接烧掉，因此该方法适用于净化可燃有害组分浓度较高的废气，或者净化有害组分燃烧时热值较高的废气；多种可燃气体或多种溶剂蒸气混合在废气中，只要浓度值适宜，也可以直接燃烧。如果可燃组分的浓度高于燃烧上限，可以混入空气后燃烧；如果可燃组分的浓度低于燃烧下限，则可以加入一定数量的辅助燃料如天然气等，维持燃烧。

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