什么是半导体？

半导体是这两年国家重点发展的行业，到底什么是半导体？

生活中所有的物体按照导电性大致可分为三类：导体、半导体、绝缘体。

这个很好理解，物体要么导电，要么不导电，要么有一点点导电，正是这种半推半就、不清不楚的物质给物理学家不同的发挥空间。

太绝对的导电和不导电的物质没什么意思，而在不同情况下导电性发生变化的东西才是有意思的。

来张图直观看看物体的导电性：

按照导电性便分为：

绝缘体: 电导率很低，约介于20－18S/cm 10－8S/cm,如熔融石英及玻璃；

导 体 ：电导率较高，介于104S/cm 106S/cm，如铝、银等金属。

半导体： 电导率则介于绝缘体及导体之间。

自然界中常见的元素半导体有硅、锗，据说锗基半导体比硅基半导体还要更早发现和应用，但是硅的天然优势就是便宜！自然界中常见的沙石就含有大量的硅元素，你说有多多！

即使自然界中硅砂很多，但硅砂中包含的杂质太多，缺陷也太多，不能直接拿来用，需要对它进行提炼。

怎么提炼？一个字——烧！

正如初中化学所学的，进行氧化还原反应。

①SiC + SiO2 Si(固体)+ SiO2(气体)+ CO(气体)

②Si(固体)+ 3HC SiHCl3(气体)+ H2(气体)

③SiHCl3(气体)+ H2(气体) Si(固体)+ 3HCl(气体)

经过三次高温化学反应后，我们得到了固体硅，但这时候的硅是多晶硅。

啥是多晶硅？

如同我们剥橘子的时候，里面有很多瓣橘子（多晶橘子），而且不同瓣的橘子味道不一样（晶体方向），我们要选味道最好的一瓣橘子，选出来让这瓣橘子单独长大！

怎么让一个小的单晶单独长大呢？

物理学家还是很聪明的，发明了一种长单晶的办法，叫柴可拉斯基法，可能方法就是以这名科学家名字命名的。

行业也有一种直观的称呼，叫提拉法!

因为在长单晶时就是把小的晶体往上拔！拔的时候速度有点慢，来看看这个装置：

图中的这个蓝色的圆棒就是单晶硅，在提拉的时候一边旋转一边往上拔，提拉法长出来的晶锭就是圆柱体了。

再将长好的晶锭采用机械刀片进行切割，切成一片一片的圆盘状，便成了晶圆。

有没有很眼熟？

晶圆就是这样被生产出来了。

虽然我们得到了晶圆，此时的单晶硅电化学性能还不行，不能直接用来做芯片，工程师们于是想办法改造单晶硅的电化学性能。

如何改造单晶硅呢？

先深入了解一下硅元素，在元素周期表中，硅排列在第14位，硅原子最外层有4个电子，分别与周围4个原子共用4对电子，这种共用电子对的结构称为 共价键 (covalent bonding)。每个电子对组成一个共价键。

这部分知识初中化学学过，来张图片直观看看：

左边这张图是单晶硅的晶体结构，为金刚石晶体结构。右边这张图是硅原子共用电子的情况，中间一个硅原子和四个硅兄弟共用电子。

突然有一天，有个物理学家想到一个问题，要是硅家不是和硅兄弟共用电子，把其他兄弟拉进群会怎样？

物理学家有一天把砷兄拉进了群，于是奇迹发生了：

砷兄弟最外层有5个电子，其中4个电子找到了硅家的对象，另外一个电子单着了，这个电子成了无业游民，到处流窜，由于电子带有电荷，于是改变了硅家的导电性。

此时的砷原子多提供了一个电子给硅家，因此砷原子被称为施主。

硅家的自由电子多了以后，带负电的载流子增加，硅变成n型半导体。

为啥叫N型？在英文里Negative代表负，取这个单词的第一个字母，就是N。

同样，物理学家想，既然可以拉电子多的砷元素进群，那么是否也可以拉电子少的硼原子进群？于是物理学家把硼原子拉进来试试。

由于硼原子最外层只有3个电子，比硅少一个，于是本来2对电子的共价键现在成了只有一对电子，多了一个空位，成了带正电的空穴(hole)。

此时的硅基半导体被称为p型半导体，同样P来自英文单词Positive(正极)的首字母，而硼原子则被称为受主。

正是在硅单晶中加入的原子不同，便形成了N型半导体和P型半导体。

当我们有了单晶硅，并且可以想办法将单晶硅表面氧化成二氧化硅。二氧化硅可作为许多器件结构的绝缘体，或在器件制作过程中作为扩散或离子注入的阻挡层。

如在 p‒n 结的制造过程中，二氧化硅薄膜可用来定义结的区域。

来张示意图看看，(a)显示无覆盖层的硅晶片，正准备进行氧化步骤，图(b)只显示被氧化晶片的上表层。

有了P型和N型半导体的理论知识，还可以玩点复杂的，对二氧化硅表面进行改造，改造成我们想要的图形，比如画只猫，画朵花等…

对晶圆表面进行改造的办法就是光刻！

光刻那不是要用到高端光刻机？听说这种设备很牛逼….不如先看看光刻的原理：

利用高速旋涂设备(spinner)，在晶片表面旋涂一层对紫外(UV)光敏感的材料，称为光刻胶(photoresist)。将晶片从旋涂机拿下之后在80ºC 100ºC之间烘烤，以驱除光刻胶中的溶剂并硬化光刻胶，加强光刻胶与晶片的附着力。接下来使用UV光源，通过一有图案的掩模版对晶片进行曝光。然后，使用缓冲氢氟酸作酸刻蚀液来移除没有被光刻胶保护的二氧化硅表面。最后，使用化学溶剂或等离子体氧化系统剥离(stripped)光刻胶。

看看示意图：

文字说的有点复杂，直观理解有点像刻印章，先在石头上用颜料涂个模型，然后按照模型的尺寸进行雕刻，基本是这个道理。

印章有阳刻和阴刻的区别，晶圆也是这样，根据光刻胶的选取不同，也能实现阳刻和阴刻，人们选用的光刻胶称为正胶和负胶。

光刻后的硅表面暴露于外界中，此时物理学家在这个硅表面通过不同方法加入其它元素，称为离子注入。

因为注入B或者As离子以后，这些离子加入到硅家以后改变了硅家的传统，硅的电化学性能发生了改变，此时的半导体叫做非本征(extrinsic)半导体。

而由P型半导体和N型半导体接触形成的结称为p-n结！

我们在掺杂完成以后，需要想办法将这个半导体的性能引出，于是将这个半导体表面金属化，欧姆接触(ohmic contact)和连线(interconnect)在接着的金属化步骤完成，金属薄膜可以用PVD或CVD来形成。

随着金属化的完成， p‒n 结就可以工作了！

简单的半导体知识就介绍这么多吧！

2021年6个月以来排名前十：

1、国联安中证半导体ETF 指数型-股票 08-02 1.4936 2.9872 3.65% 16.50% 48.85% 43.28% 27.38% 186.19% --- 42.75% 198.72% 2019-05-08 2、159813 鹏华国证半导体芯片ET 指数型-股票 08-02 1.7002 1.7002 5.98% 19.19% 47.74% 42.92% 38.57% --- --- 51.02% 70.02% 2020-04-17 3、159824 博时新能源汽车ETF 指数型-股票 08-02 1.5374 1.5374 2.89% 17.52% 50.81% 40.86% --- --- --- 46.42% 53.74% 2020-12-10 4 159801

4、 广发国证半导体芯片ET 指数型-股票 08-02 1.7866 1.7866 5.90% 18.75% 46.29% 40.35% 34.48% --- --- 48.19% 78.66% 2020-01-20

5、159995 华夏国证半导体芯片ET 指数型-股票 08-02 1.8019 1.8019 5.93% 18.80% 46.53% 40.08% 33.89% --- --- 47.73% 80.19% 2020-01-20 6 515210

6、国泰中证钢铁ETF 指数型-股票 08-02 1.7365 1.7365 -2.89% 12.10% 11.43% 39.85% 53.47% --- --- 40.90% 73.65% 2020-01-22 7 159981

7、建信易盛能源化工期货E 商品（不含QDII） 08-02 1.3747 1.3747 -0.01% 8.24% 13.34% 39.01% 61.26% --- --- 38.08% 37.46% 2019-12-13 8 159806

8、国泰中证新能源汽车ET 指数型-股票 08-02 3.1228 3.1228 2.78% 17.12% 49.34% 38.62% 128.73% --- --- 47.69% 212.28% 2020-03-10 9 515030

9、华夏中证新能源汽车ET 指数型-股票 08-02 2.4389 2.4389 2.77% 16.96% 48.89% 38.09% 123.34% --- --- 46.72% 143.89% 2020-02-20 10 516160

10、南方中证新能源ETF 指数型-股票 08-02 1.3159 1.3159 2.44% 20.77% 45.48% 37.06%

拓展资料：

1、 在买基金时注意以下的一些事项，闲钱投资。这与第一条是一致的，只有闲钱才能长期持有。如果是借来投资，或者是急于有其他用途的钱，一定不要长期放在基金里，大概率不会赚大钱。借钱投资赔钱的概率更大~ 2、选择长牛基。这也是长期持有的前提。如果你对你买的基数有信心，你就会敢于在下跌的过程中补仓，你就会坚信你最终可以赚钱。

2、 这种信心从何而来，当然，这是基金经理过去的表现，所以至少经历过一轮牛熊的基金经理的长牛基对长期持有的人特别友好跌倒时敢于补仓。下跌时补仓，尤其是收益率为负数时，可有效降低持仓成本。成本越低，回报越快。

基金怎样提高收益

主要是认购费、征用费和赎金费。

1、认购费/申购费：基金成立后仍处于募集阶段时支付的手续费称为认购费，基金成立后支付的手续费称为申购费。不同类型的基金认购率是不同的。一般来说，股票型基金最贵，其次是债券型基金，货币型基金没有征用费。

2、赎回费：基金赎回费为基金投资者赎回基金时支付的费用。赎回费=赎回金额×赎回率。赎回费的水平往往与基金的类型和持有时间长短有关。一般来说，股票基金的赎回费用最高(通常在0.5%左右)，货币市场基金不需要赎回费用，鼓励长期投资基金持有的时间越长，赎回费用就越低。一般来说，持有一年以上，债券型基金不会收取赎回费。如果持有两年以上，很多股票型基金的赎回费也会降为0。事实上，设定赎回费是为了保护投资者，鼓励发展对基金更有利的长期投资，避免投资者在短期交易中频繁交易而对长期持有人的利益造成损害。

半导体芯片基金不会大涨。基金会涨起来的，只是不会普涨，局部涨而已。类似2021的时候，新能源基金就涨的很好玩，但是医药和消费类的基金表现就很差。目前的股市也是一样，都是资金报团的结构性行情，比如今日，还有近一半的股票成交量还是低于1个亿的，很难有类似2015年那时候的大牛市了。

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