材料学院电子专业认识实习报告.docx

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材料学院电子专业认识实习报告

材料学院

认

识

实

习

报

告

电子器件专业

xxxxxxxxxxxxx

xxxx年x月x日

前言………………………………………………………………2

第一部分实习目的…………………………………………2

第一部分课堂介绍…………………………………………4

第二部分参观本校实验室…………………………………10

第三部分参观xxxxx公司………………………………15

第四部分实习心得体会……………………………………18

前言

我们大学生课本上的知识已经学习了不少，关键是在实践中运用，为了避免高分低能在我们大学期间开展对自己的专业认识实习是很必要的，只带着僵硬的书本知识走向社会，必定四处碰壁，耽搁我们大好的青春年华。

只有我们对实际的东西有较为深刻的了解，才能更有意识地在大学期间多学一些对社会有用的东西，只有将理论知识与实践很好的结合起来，才能将知识运用到最高境界，为了学有所长，学有所用，为了将知识转化为自己所真正拥有的能力，面对充满竞争与压力的社会环境，结合自己所学的专业知识，找到理想的工作。

实习目的

本次实习是材料科学与工程专业的认识实习，是学生完成学业的基础实践教学环节。

让学生全面充分了解本专业所涉及的有关材料领域的基本情况，充分认识材料行业在整个国民经济中的重要地位和作用。

认识实习目的是使学生对自己所学专业有一个感性认识，能将课堂中所学的知识与实践中看到的联系起来，进而对自己所学的专业有更深的了解，初步培养学生勇于探索的创新精神、严肃认真的学习态度。

了解行业的基本生产知识、生产工艺技术设备概况，了解材料（主要单晶硅）用途、成分和制造加工方法，为专业课程的学习打下基础．通过认识实习，还应使学生了解现代化生产方式和先进制造技术，培养与锻炼理论联系实际，在生产实际中研究、观察、分析、解决问题的能力和方法，通过入厂认识实习，我们能够进入生产第一线进行观察和调查研究，获取必须的感性知识并且使学生较全面地了解一些材料生产组织及生产过程，了解和掌握本专业基础的生产实际知识，巩固和加深已学过的理论知识。

在认识实习期间，通过对单晶硅加工的分析，以及加工过程中所用的机器设备的认识，从而可以把理论知识和实践相结合起来，提高分析和解决问题的工作能力。

熟悉单晶硅的加工及设备方面的知识，巩固我们所学的理论知识，拓宽我们的知识面。

在实习中我们了解工厂的一些基本运作过程，对单晶硅的加工方法以及机器设备的控制方法有个初步的了解，为今后的学习工作打下了良好的基础。

当然，更重要的是我们巩固了平时所学的理论知识，了解自己真正学到了多少东西，从而弥补自己的不足，得到一次综合能力的训练和培养。

课堂介绍

电子信息材料分类：

微电子材料

光电子材料（激光材料，LED，太阳能电池，光纤材料）

磁性材料

敏感材料

电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型电子元器件领域中所用的材料，主要包括微电子材料、光电子材料、传感材料、磁性材料、电子陶瓷材料等，它们支撑着通信、计算机、信息家电和网络技术等现代信息产业及航空、航天、精确制导、灵巧武器等领域的发展。

电子信息材料是发展电子信息产业的先导和基础。

以单晶硅为代表的第一代半导体材料是集成电路产业的基础。

1948年发明了晶体管，1960年集成电路问世，1962年出现第一代半导体激光器，导致了电子技术、光电子技术革命，产生了半导体微电子学与半导体光电子学，有力地推动了计算机、通讯技术发生根本改变。

电子信息材料是发展电子信息产业的先导和基础。

以单晶硅为代表的第一代半导体材料是集成电路产业的基础。

1948年发明了晶体管，1960年集成电路问世，1962年出现第一代半导体激光器，导致了电子技术、光电子技术革命，产生了半导体微电子学与半导体光电子学，有力地推动了计算机、通讯技术发生根本改变。

光电子技术是现代信息技术的基石，21世纪是光电子时代。

以砷化镓、磷化铟等化合物为代表的第二代半导体材料是新型激光器和光探测器用材料。

半导体发光二极管的出现。

半导体灯小巧可靠、寿命长，驱动电压低，发光效率高。

它可以发出赤橙黄绿青蓝紫等的全彩色光和白色，它占尽了照明灯、指示灯的全部优点。

半导体光照明的主体材料主要是第二代、第三代半导体材料，特别是第三代半导体材料氮化镓，它是唯一能发出蓝光和白光的材料。

磁性材料、电子陶瓷材料广泛应用于计算机、通信、航空等各个领域，是新型器件的基础材料。

（一）半导体材料（semiconductormaterial）

导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。

半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料。

半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。

正是利用半导体材料的这些性质，才制造出功能多样的半导体器件。

半导体材料是半导体工业的基础，它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。

半导体材料的导电性对某些微量杂质极敏感。

纯度很高的半导体材料称为本征半导体，常温下其电阻率很高，是电的不良导体。

在高纯半导体材料中掺入适当杂质后，由于杂质原子提供导电载流子，使材料的电阻率大为降低。

这种掺杂半导体常称为杂质半导体。

杂质半导体靠导带电子导电的称N型半导体，靠价带空穴导电的称P型半导体。

不同类型半导体间接触（构成PN结）或半导体与金属接触时，因电子（或空穴）浓度差而产生扩散，在接触处形成位垒，因而这类接触具有单向导电性。

利用PN结的单向导电性，可以制成具有不同功能的半导体器件，如二极管、三极管、晶闸管等。

此外，半导体材料的导电性对外界条件（如热、光、电、磁等因素）的变化非常敏感，据此可以制造各种敏感元件，用于信息转换。

半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。

元素半导体是由单一元素制成的半导体材料。

主要有硅、锗、硒等，以硅、锗应用最广。

化合物半导体由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。

它的种类很多，重要的有砷化镓、磷化锢、锑化锢、碳化硅、硫化镉及镓砷硅等。

石英单晶主要应用于家电领域，单晶硅主要应用于微电子和以太阳能电池为主的能源行业，砷化镓主要应用于三高（高温，高压，高频）领域，氮化镓主要应用于节能行业比如发白光的发射二极管，磷化镓主要在LED方面运用，无论是元素半导体还是化合物半导体都可用于太阳能电池，不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。

常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。

所有的半导体材料都需要对原料进行提纯，要求的纯度在6个“9”以上，最高达11个“9”以上。

提纯的方法分两大类，一类是不改变材料的化学组成进行提纯，称为物理提纯；另一类是把元素先变成化合物进行提纯，再将提纯后的化合物还原成元素，称为化学提纯。

物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等，使用最多的是区域精制。

化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等，使用最多的是精馏。

由于每一种方法都有一定的局限性，因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。

绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。

成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。

直拉法应用最广，80％的硅单晶是用此法生产的，其中硅单晶的最大直径已达300毫米。

生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。

晶体组分的不均匀性，杂质的分凝，使电阻率在轴向和横向都会发生变化，组成的不均匀性导致性能的不均匀性，性能检测主要检测，体材料的性能和器件的性能。

晶向的监测方法有：

光点定向，光的干涉，x-射线衍射（现在工厂运用最广泛），光的衍射。

（二）磁性材料

磁性材料，天然的有四氧化三铁，主要是指由过度元素铁,钴,镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。

从应用功能上讲，磁性材料分为：

软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料、旋磁材料等等种类。

软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料中既有金属材料又有铁氧体材料。

磁性材料的应用很广泛，变压器磁性材料是生产、生活、国防科学技术中广泛使用的材料。

如制造电力技术中的各种电机、变压器，电子技术中的各种磁性元件和微波电子管，通信技术中的滤波器和增感器，国防技术中的磁性水雷、电磁炮，各种家用电器等。

此外，磁性材料在地矿探测、海洋探测以及信息、能源、生物、空间新技术中也获得了广泛的应用。

磁性材料的用途广泛。

主要是利用其各种磁特性和特殊效应制成元件或器件；用于存储、传输和转换电磁能量与信息，或在特定空间产生一定强度和分布的磁场；有时也以材料的自然形态而直接利用（如磁性液体）。

磁性材料在电子技术领域和其他科学技术领域中都有重要的作用，可用于电声、电信、电表、电机中，还可作记忆元件、微波元件等。

可用于记录语言、音乐、图像信息的磁带、计算机的磁性存储设备、乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡等。

软磁材料指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料。

软磁材料，它的功能主要是导磁、电磁能量的转换与传输。

软磁材料的应用甚广，主要用于磁性天线、电感器、变压器、磁头、耳机、继电器、振动子、电视偏转轭、电缆、延迟线、传感器、微波吸收材料、电磁铁、加速器高频加速腔、磁场探头、磁性基片、磁场屏蔽、高频淬火聚能、电磁吸盘、磁敏元件（如磁热材料作开关）等。

主要用作各种电感元件，如滤波器、变压器及天线的磁性和磁带录音、录像的磁头。

　　永磁材料有合金、铁氧体和金属间化合物三类。

永磁材料有多种用途。

①基于电磁力作用原理的应用主要有：

扬声器、话筒、电表、按键、电机、继电器、传感器、开关等。

②基于磁电作用原理的应用主要有：

磁控管和行波管等微波电子管、显像管、钛泵、微波铁氧体器件、磁阻器件、霍尔器件等。

③基于磁力作用原理的应用主要有：

磁轴承、选矿机、磁力分离器、磁性吸盘、磁密封、磁黑板、玩具、标牌、密码锁、复印机、控温计等。

其他方面的应用还有：

磁疗、磁化水、磁麻醉等。

永磁铁氧体晶体典型代表是钡铁氧体BaFe12O19。

这种材料性能较好，成本较低，不仅可用作电讯器件如录音器、电话机及各种仪表的磁铁，而已在医学、生物和印刷显示等方面也得到了应用。

特殊功能的磁材料：

磁制冷，磁流体，磁弹性材料，磁电阻材料，核磁共振，生物磁性，矩磁材料和磁记录材料。

（主要用作信息记录、无接点开关、逻辑操作和信息放大这种材料的特点是磁滞回线呈矩形）

真空的获得：

真空的获得主要用以下方法，机械真空泵，罗茨真空泵，油扩散泵（近来用的很少），测量真空度用真空规测量。

参观本校实验室

在七月一号我们开始参观本校实验室，首先我们参观本校城市学院动力楼里的实验室主要是关于氮化硼的研究，主要参观了其中三个实验室用来给材料加温的，一般加温到1400摄氏度里面还看到液氮，看到了其中正在加温工作的高温炉，老师重点给我们介绍了其中的几种设备以及一个化学实验室，我们还参观了其中的高性能计算机室，计算机室里面墙壁的材料是铝化合物用来防静电，下面我来展示几组关于氮化硼的研究照片

然后我们去了北院的的实验室，首先我们到了二楼，由老师带领我们参观了检测硅的仪器，一种有检测P型或N型的仪器它有两种检测方法一种是用三探针法，这种方法简单但是不是十分准确，可以用两探针检测，一个探针是常温另一个探针是加到高温不同的材料的检测温度不一样需要的加热时间也不一样，但是三探针法不用那么繁琐各有各的优点，下面我们用到测试少数载流子寿命的四探针，但是由于出问题没有看成测试结果。

最后我们去了五楼，由刘老师带领我们参观了抽真空的真空炉，了解了它的组成，然后我们参观了高温加热的设备。

大约十一点我们参观完毕。

参观兆益金科公司

七月二号也就是今天我们参观了天津市兆益金科科技有限公司，由张老师带领我们参观了其中的设备。

首先在门口我们带上鞋套，然后在老师的带领下我们进去参观正在工作的机器，老师给我们介绍了单晶硅生产炉的基本构成下面的图它的基本构造：

老师给我们介绍了这个炉子能放得下一百多千克的原料在加热大约三天多就可以生产出单晶硅原料，所以是人休息但机器不休息工作人员一般是工作十二个小时休息二十四个小时，炉子内部的加热就是电阻丝加热但是外围用石墨来留住产生的热使炉内的温度越来越高达到1420摄氏度以上也就是硅的熔化温度，锅外围是石墨内圈是石英锅，也就是二氧化硅，这个也是为了防止污染。

生产单晶硅必须由子晶引导硅生长由于单晶硅的条件苛刻所以很可能在生产的过程中变成多晶硅，下面我来展示两个照片这两个照片就是单晶硅由于受污染或者其他原因再生产过程中变成多晶硅的例子：

有图片硅圆柱有细条纹，但是在后面断了，断了之后那一部分就是多晶硅，之前的都还是单晶硅，所以可以把这一部分切下来，剩下的多晶硅当原料重新投放，再生产。

至于为什么仅凭线段的断裂就认为生产的不是单晶硅了这一点我没有问，也是我日后应该吸取教训的地方，有不懂的就要多问，多学习。

我问到原料的投放，张老师说原料最好的有两个9，也就是纯度在百分之九十九，硅在我们生活中很多沙子里就有，而且原料的投放不用粉末就用石块就行，用粉末反而使生产容易受污染，由于炉内的温度很高所以直接投放石料就行，然后我们聊到关于11个9那样高精度的单晶硅的生产和应用，我了解到，高精度的单晶硅比如11个9的，主要应用于超大规模集成电路，航天领域等等高尖端的领域，而且生产成本高出好几倍之多，在这个车间中生产的单晶硅主要是6个9的单晶硅，主要用在集成电路中，然后我们询问了下关于以后工作的事和在生产车间参观了下正在工作的机器，大约半个小时之后我们下来了。

实习心得体会

通过本次实习，我对我们所要学习的专业有了个较为清晰的认识，对我们将来毕业所要从事的工作有了个大概的了解，同时我也明白课本上的知识是基础，但生产实践中没有一定的实习经历，没有真正的动手实践过，那样在工作的时候就会严重的脱节，所以这次的实习对我们这些即将升入大三的学生来说是很必要的，这次实习激励我应该更加的努力，要掌握牢固的专业知识，在工厂的时候张老师说，这个工厂在2001年才开始招本科生不是歧视本科生，是因为本科生毕业了对专业知识掌握的太不牢固，专业技能实在不过关，所以才不招本科生，作为本科生的我必须更加努力学习专业知识，必须掌握牢固专业技能，这样大学毕业之后找工作才不会是个难题。

最后感谢老师，学校给我们这个机会，让学生能加深入的了解本专业。