【摘要】

應(yīng)變工程技術(shù)被認(rèn)為是將摩爾定律延伸的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前該領(lǐng)域的發(fā)展主要從器件的材料、結(jié)構(gòu)、工藝三個方面進行解決，其中，以工藝改進的發(fā)展最為迅猛。本文從專利技術(shù)方面分析應(yīng)變工程技術(shù)提高半導(dǎo)體MOSFET集成度的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】

應(yīng)變工程技術(shù)；集成度；淺溝槽隔離；拉伸；壓縮

1前言

歷史上第一塊集成電路是1958年由美國德州儀器公司工程師杰克?；鶢柋劝l(fā)明的。1964年，Intel創(chuàng)始人之一戈登•摩爾提出摩爾定律，多年來，沿著摩爾定律提供的途徑，人們一直采用對MOSFET進行等比例微縮來增加器件速度，然而隨著MOSFET尺寸的縮小，常規(guī)的等比例微縮方法遇到了以短溝道效應(yīng)為核心的一系列問題。對于小尺寸MOSFET主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)光刻技術(shù)方面;(2)加工精度方面;(3)高溫氧化和擴散工藝的擴散區(qū)較深而不容易控制。對于上述技術(shù)問題，目前該領(lǐng)域的發(fā)展主要從器件的材料、結(jié)構(gòu)、工藝三個方面進行解決，其中，以工藝改進的發(fā)展最為迅猛，且對提高MOSFET器件集成度的專利申請進行分析后，MOSFET器件的制備方法及工藝的申請量也最多。

2應(yīng)變工程技術(shù)提高

摘要：半導(dǎo)體物理課程是微電子技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)課，其內(nèi)容抽象，綜合性強，且相關(guān)知識更新速度快。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體物理授課多為教師講授為主，學(xué)生探討為輔的模式，存在著一些弊端。本文針對該課程的特點以及目前教學(xué)模式存在的問題，從教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)方法與教學(xué)手段的改進、考核方式的優(yōu)化等方面進行了具有實際意義的探討。通過以上幾個方面的改革從而激發(fā)學(xué)生對半導(dǎo)體物理教程的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體物理；教學(xué)改革；創(chuàng)新

引言

半導(dǎo)體物理是微電子技術(shù)領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)學(xué)科，是一門綜合性很強的專業(yè)課。由于該課程涉及內(nèi)容較廣泛、概念繁雜難懂，使其成為一門學(xué)習(xí)難度較大的學(xué)科。且隨著社會的進步和科技的發(fā)展，半導(dǎo)體物理相關(guān)的知識也日新月異，新器件、新工藝、新技術(shù)層出不窮，這對教學(xué)模式也提出了更高的要求。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教學(xué)內(nèi)容匱乏、教學(xué)方法過于單一，已經(jīng)跟不上時代的進步。因此，新的半導(dǎo)體物理教學(xué)改革應(yīng)該提上日程。在新的教學(xué)過程中應(yīng)該結(jié)合實際中存在的問題，改善教學(xué)模式、創(chuàng)新教學(xué)方法，只有這樣才能培養(yǎng)出滿足社會的需求的半導(dǎo)體專業(yè)人才。

一、半導(dǎo)體物理教學(xué)現(xiàn)狀

半導(dǎo)體物理是一門理論性、綜合性很強的學(xué)科，目前半導(dǎo)體物理課程的教學(xué)環(huán)節(jié)存在著一些問題：（1）課程內(nèi)容抽象。半導(dǎo)體物理課程內(nèi)容抽象、物理概念多、易混淆知識點多，如能帶理論、電子隧道效應(yīng)等，學(xué)生面對這些比較抽象的概念理解起來難度較大。另外，該課程在教學(xué)過程中涉及知識面廣，理論計算、公式推導(dǎo)等占據(jù)主要部分，例如平衡載流子和非平衡載流子濃度、摻雜半導(dǎo)體的載流子濃度及費米能級以及漂移和擴散運動的相關(guān)公式等，這些理論計算和公式推導(dǎo)需要很高的微積分基礎(chǔ)，單純的靠老師講授可能無法達到預(yù)期效果。（2）課程內(nèi)容陳舊。半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展速度非常之快，新器件、新工藝、新技術(shù)層出不窮，現(xiàn)有的半導(dǎo)體物理課程內(nèi)容陳舊，缺乏對于新知識的介紹，這使得我們的教學(xué)與社會對于半導(dǎo)體行業(yè)人才的需求不匹配。有的學(xué)生在課上把半導(dǎo)體物理的理論學(xué)習(xí)的很好，然而一進入企業(yè)實踐卻發(fā)現(xiàn)自己什么都不會。（3）教學(xué)模式單一，學(xué)生知識水平參差不齊。半導(dǎo)體物理涉及的知識面廣，內(nèi)容多，學(xué)校大多采用的也就是課堂板書加多媒體放映的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式太過單一，可能會導(dǎo)致學(xué)生感覺到課程內(nèi)容枯燥，喪失學(xué)習(xí)的主動性，日積月累導(dǎo)致其對課程內(nèi)容理解的不透徹，進入惡性循環(huán)。另外，由于課程內(nèi)容多，難度大，學(xué)校設(shè)置的課時少，在有限的課時中教師很少能將知識點全面展開講授，逐一把課程內(nèi)容的來龍去脈全部講明白，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中一知半解，這使得教師雖然付出了大量的精力和心血，但是得到的學(xué)生反饋效果卻不理想。（4）學(xué)生課程參與度不高。半導(dǎo)體物理課程本身的理論性較強、內(nèi)容比較枯燥，如果老師在授課過程中不注意方式方法，很容易導(dǎo)致課堂沉悶缺乏活躍氛圍，學(xué)生慢慢的會對半導(dǎo)體物理學(xué)這門課程產(chǎn)生抵觸心理。盡管現(xiàn)在有一些高校已經(jīng)明文禁止學(xué)生在課堂上使用手機等電子產(chǎn)品，但不少學(xué)生在課堂上依然表現(xiàn)得非常安靜沉默，不愿意和教師交流回應(yīng)，沒有自己的獨立思考，填鴨式的接受知識。在課外也很少有學(xué)生主動學(xué)習(xí)課程相關(guān)知識，更別提參加相關(guān)的項目及競賽等，這對于半導(dǎo)體物理課程的學(xué)習(xí)是非常不利的。

二、半導(dǎo)體物理教學(xué)改革措施

摘要:專業(yè)課程思政是高校落實立德樹人根本任務(wù)的重要舉措，是培養(yǎng)思想政治覺悟高、專業(yè)素養(yǎng)強的青年學(xué)生的重要抓手。該文以半導(dǎo)體物理課程為例，從四個方面分別剖析課程思政與專業(yè)課的深度融合方法。課程思政與專業(yè)課的有機結(jié)合可以為培養(yǎng)思想政治表現(xiàn)良好、道德品質(zhì)高尚的中國特色社會主義建設(shè)高水平人才打下堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:課程思政；半導(dǎo)體物理；實踐方法

2016年，在全國高校思想政治會議上提出“使各類課程與思想政治理論課同向同行”[1]。自此，課程思政的重要性逐漸凸顯，圍繞課程思政的教學(xué)研究猶如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。各高校圍繞課程思政加快改革步伐，不斷創(chuàng)新工作舉措。具體的舉措包括課程思政教學(xué)工作坊的建設(shè)、課程思政示范專業(yè)建設(shè)、課程思政建設(shè)項目的開展。這些舉措實施的著力點就是將課程思政與高校的專業(yè)課有機融合[2]。關(guān)鍵是既要保證課程思政教學(xué)的有序開展，又要確保專業(yè)知識教學(xué)的通暢性、連貫性。本論文以半導(dǎo)體物理這門課程為例，探索半導(dǎo)體物理與課程思政的有機結(jié)合。半導(dǎo)體物理是工科類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握半導(dǎo)體的基本概念和基礎(chǔ)理論。主要包括掌握半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)的分類及其價鍵的結(jié)合性質(zhì)，半導(dǎo)體的電子狀態(tài)及其能帶結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體中載流子的分布、遷移、復(fù)合特性，pn結(jié)的物理特性，金屬和半導(dǎo)體的接觸特性。顯然，這門課程專業(yè)性非常強，如果機械地將其與思政元素結(jié)合，那么思政教學(xué)與專業(yè)課教學(xué)就會格格不入。因此，我們有必要采用多種方法，多維度地將課程思政元素融入課程，實現(xiàn)二者的無縫對接。圍繞立德樹人的主線，采用的思政教學(xué)方法由淺入深、循序漸進，使學(xué)生將專業(yè)知識和思政理論融會貫通。第一種方法是在半導(dǎo)體物理課程的知識點中發(fā)掘思政元素，多個知識點協(xié)同開發(fā)，達到以點帶面的效果。第二種方法是從我國目前亟待解決的難題出發(fā)，在本課程的教學(xué)內(nèi)容中尋找突破口，從而將本門課程從單一的理論性課程發(fā)展為理論與國家發(fā)展的現(xiàn)實性相結(jié)合的課程。第三種方法是將哲學(xué)問題引入課堂，鼓勵學(xué)生積極發(fā)言探討，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第四種方法是介紹我國半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展簡史以及半導(dǎo)體領(lǐng)域大師的成長經(jīng)歷。那么，我們就從這四個方面闡述半導(dǎo)體物理中的課程思政教學(xué)：

1半導(dǎo)體物理知識點中的課程思政元素

在“原子的能級”這一小節(jié)中，從“電子的共有化運動”這個知識點可以挖掘出思政元素。電子的共有化運動的物理意義是某一原子的核外電子不僅可以在原有的軌道上運動，而且可以遷移到相鄰原子的電子殼層上運動，那么電子可以在晶體內(nèi)運動[3]。從中我們可以看出，原子的電子殼層不僅可以容納本身的電子，還可以容納相鄰原子的電子。這與我國開放共享發(fā)展的理念是契合的，中國未來會更加開放包容地與其他國家共同參與世界經(jīng)濟的發(fā)展。同樣，在生產(chǎn)生活中要學(xué)會共享、敢于共享，打破行業(yè)壁壘，實現(xiàn)信息的互聯(lián)互通。載流子的俄歇復(fù)合本質(zhì)上反映的是兩個電子（或空穴）之間能量的傳遞，其物理意義是當(dāng)一對電子-空穴發(fā)生復(fù)合的同時，另一個電子（或空穴）會被激發(fā)至能量更高的能級，這個電子（或空穴）往低能級躍遷的同時釋放出聲子。我們傳授這個知識點的時候，可以引入中國一句古語“近朱者赤，近墨者黑”。那么這句古語和俄歇復(fù)合的關(guān)聯(lián)在哪里呢？空穴傳遞能量給相鄰的空穴，能量往更正的方向傳遞，這使我們聯(lián)想到國家大力弘揚正能量，與“近朱者赤”是關(guān)聯(lián)的。正能量可以使人們積極樂觀地工作、生活，社會的風(fēng)氣變得更好，人們互幫互助、傳遞美德、弘揚正義。電子傳遞能量給相鄰的電子，能量往更負(fù)的方向傳遞，這與“近墨者黑”是相關(guān)聯(lián)的。如果一個人自己的負(fù)能量太多，整天渾渾噩噩、不思進取、怨天尤人，那么他傳遞給身邊人的也是負(fù)能量，這樣對他人、對社會都是不利的。pn結(jié)是半導(dǎo)體物理中非常重要的一個章節(jié)，這種結(jié)構(gòu)是晶體二極管必備的結(jié)構(gòu)[4]。pn結(jié)具有單向?qū)щ娦?，?dāng)pn結(jié)的兩端加上正向電壓時，pn結(jié)呈導(dǎo)通狀態(tài)，而且正向電流的密度隨著正向電壓的增大呈指數(shù)級增長。當(dāng)pn結(jié)的兩端加上反向電壓時，pn結(jié)呈截止的狀態(tài)，反向電流密度非常小，且隨著反向電壓的增大電流密度變化非常小。針對pn結(jié)加上正向電壓引起的電流密度的變化，我們可以類比政策對生產(chǎn)力的影響，只要選擇好正確的發(fā)展政策，那么國民經(jīng)濟與社會就會得到跨越式發(fā)展。我國堅持社會主義制度，改革開放的決策落地之后，我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，人民生活水平不斷改善。我國社會現(xiàn)階段的主要矛盾已經(jīng)不再是人民日益增長的物質(zhì)文化需要同落后的社會生產(chǎn)之間的矛盾，而轉(zhuǎn)化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。這說明我國的改革開放發(fā)展政策取得了舉世矚目的成就，其重要性不言而喻。然而，當(dāng)我們制定了錯誤的發(fā)展政策時，社會經(jīng)濟的發(fā)展必然受到制約，甚至?xí)磺?，這正好與pn結(jié)加上反向電壓后呈截止?fàn)顟B(tài)的道理類似。以半導(dǎo)體物理中電子的共有化運動、俄歇復(fù)合和pn結(jié)的單向?qū)щ娦匀齻€知識點為例，我們分析了如何在已有的知識點中挖掘思政元素，找出知識點和思政元素之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，使二者形成一個有機的整體。

2半導(dǎo)體物理與國家經(jīng)濟社會發(fā)展中的問題相結(jié)合

將我國經(jīng)濟社會發(fā)展亟待解決的問題引入課程，鼓勵青年學(xué)生積極從事相關(guān)行業(yè)，為國家的發(fā)展積累人才。目前，我國天然氣探明的儲量不到全球總量的1%，人均天然氣資源遠低于世界平均水平，排名在100位以后；我國石油資源約為1040億噸，雖然總量排在世界第6位，但是我國大多數(shù)石油開采難度極大，可勘探的石油儲量并不高，人均石油資源只占世界平均水平的五分之一；我國煤炭資源排在世界第3位，但是人均煤炭占有量還不及世界平均水平。顯然，我國的三大資源相較于其他資源大國還是非常匱乏的，這嚴(yán)重影響了我國的能源安全。因此，有必要開發(fā)新型可再生能源來替代傳統(tǒng)的化石能源。太陽能是全球儲量巨大、分布廣泛的可再生能源。目前，能夠有效利用太陽能的途徑主要是光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換。其中，光電轉(zhuǎn)換的研究方向主要有太陽能電池、光電化學(xué)分解水制氫等。光電轉(zhuǎn)換所用到的材料就是半導(dǎo)體，半導(dǎo)體吸收光子產(chǎn)生光生載流子（電子和空穴），這些載流子驅(qū)動了光電反應(yīng)，產(chǎn)生光電流。因此，學(xué)習(xí)半導(dǎo)體的相關(guān)理論基礎(chǔ)是非常必要的。半導(dǎo)體物理這門課程詳細(xì)介紹了半導(dǎo)體的電子狀態(tài)、能帶理論、非平衡載流子等理論，學(xué)生掌握這些理論就能對光電轉(zhuǎn)換的機理有深刻的理解，只有真正理解掌握才能突破創(chuàng)新。目前，芯片產(chǎn)業(yè)幾乎被日本和歐美等發(fā)達國家瓜分，我國每年需要進口3000多億美元的芯片，芯片的自產(chǎn)能力不足使我國的經(jīng)濟發(fā)展難以得到堅實的保障。我國急需相關(guān)的儀器設(shè)備和技術(shù)，最緊缺的就是芯片相關(guān)產(chǎn)業(yè)的人才。硅基半導(dǎo)體是生產(chǎn)芯片的必備材料，而硅是一種非常重要的半導(dǎo)體，是半導(dǎo)體物理必須要教學(xué)的內(nèi)容，半導(dǎo)體物理正是芯片人才必須要掌握的一門課程[5]。本課程解析了硅的能帶結(jié)構(gòu)，給出了硅導(dǎo)帶等能面示意圖、硅中導(dǎo)帶底電子的有效質(zhì)量和價帶頂空穴的有效質(zhì)量，使學(xué)生從基本結(jié)構(gòu)上對硅有深刻的理解。通過本征半導(dǎo)體的載流子濃度和雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度這兩部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握本征硅和摻雜硅的載流子濃度與溫度之間的關(guān)系。在硅基芯片的生產(chǎn)和使用過程中，可以應(yīng)用溫度和載流子濃度的關(guān)系篩選出芯片高效運行的溫度區(qū)間，使器件穩(wěn)定工作。

【摘要】論文在充分了解國家稅收政策的基礎(chǔ)上，針對高新技術(shù)企業(yè)經(jīng)濟活動中的稅收問題進行了分析，提出了合理避稅的有效方案，提出了加強稅制改革的有關(guān)建議。

【關(guān)鍵詞】高新企業(yè)；稅收籌劃；稅制改革

1引言

為扶持和鼓勵高新技術(shù)企業(yè)，我國不斷加大對高新技術(shù)企業(yè)的稅收減免力度。高新技術(shù)企業(yè)根據(jù)國家出臺的稅收減免政策，進行合理的稅務(wù)籌劃，可以促進企業(yè)利潤增長，增加企業(yè)經(jīng)濟效益[1]。青島鼎新半導(dǎo)體公司為山東省一家高新技術(shù)企業(yè)，對其稅收籌劃措施進行總結(jié)，可以深入了解國家的稅收政策，可以分析合理避稅對我國的稅收和經(jīng)濟效益產(chǎn)生的影響，并提出我國稅制改革的有關(guān)建議。

2鼎新公司簡介

青島鼎新半導(dǎo)體公司為一合資公司，其股東分別為：山東創(chuàng)投公司、青島資本控股公司、北京信息產(chǎn)業(yè)公司。股權(quán)比例分別為：60%、30%、10%。青島鼎新半導(dǎo)體公司的經(jīng)營范圍主要是：生產(chǎn)和銷售集成電路、芯片以及計算機其他硬件，軟件研發(fā)等。青島鼎新半導(dǎo)體公司所轄的全資子公司有2家，分別是山東微電子公司、青島進出口公司。參股子公司僅1家，為青島科技開發(fā)公司。其中，山東省進出口公司為該公司的第一大股東，股權(quán)占比為78%；青島鼎新半導(dǎo)體公司為該公司的第二大股東，股權(quán)占比為22%。

3鼎新公司稅收籌劃方案

摘要:物理這么學(xué)科是高校學(xué)生的基礎(chǔ)課程之一，對于學(xué)生的未來學(xué)習(xí)和發(fā)展是非常重要的。在核心素養(yǎng)的影響下，高校中物理教學(xué)也進行了改革。核心素養(yǎng)能力對物理教學(xué)有很大的影響。本文就通過對核心素養(yǎng)下的高校半導(dǎo)體物理教學(xué)改革路徑進行分析和研究。

關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);高校半導(dǎo)體物理教學(xué);改革路徑;分析和探討

一、核心素養(yǎng)的概述

隨著時代的飛快發(fā)展，在高校中很多教學(xué)模式都得到了改革，而核心素養(yǎng)是學(xué)生需要具備的，并且能夠適應(yīng)社會的發(fā)展以及自身發(fā)展所需要的品格和能力。核心素養(yǎng)對于教育教學(xué)有這積極的推進作用，核心素養(yǎng)可以讓學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，并且能夠讓學(xué)生自主的進行學(xué)習(xí)，有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)。

二、當(dāng)前階段高校半導(dǎo)體物理教學(xué)所遇到的問題

(一)學(xué)生對于學(xué)習(xí)物理半導(dǎo)體沒有興趣

高校學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力并不是很大，因此，學(xué)生對于學(xué)習(xí)也就不是很上心，學(xué)生的很多精力都放在了玩耍上，這就導(dǎo)致學(xué)生對于學(xué)習(xí)并不感興趣。由于這樣的原因，給高校物理半導(dǎo)體教學(xué)帶來了很大的難度，學(xué)生對于學(xué)習(xí)物理半導(dǎo)體不感興趣，不愿意花時間來學(xué)習(xí)物理知識，這不僅會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)，還會影響學(xué)生的未來發(fā)展。

摘要：文章基于電子信息材料產(chǎn)業(yè)中基礎(chǔ)原料制備工藝、常見具有代表性的半導(dǎo)體材料存在的問題，分析研究電子信息材料在低碳經(jīng)濟中的發(fā)展方向：國家應(yīng)完善法律體系和監(jiān)管機制，作為低碳化發(fā)展的重要保證，以鼓勵創(chuàng)新發(fā)展新技術(shù)為助力，改良生產(chǎn)工藝，研發(fā)推廣新型電子信息材料，確保電子信息材料朝著多元化、完整化、集成化方向發(fā)展為選擇，積極優(yōu)化、開發(fā)電子信息材料在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電子信息材料；低碳經(jīng)濟；半導(dǎo)體材料

黨的報告提出，要打造世界級的電子信息產(chǎn)業(yè)，帶動經(jīng)濟社會新發(fā)展。在此環(huán)境下，各行業(yè)、各領(lǐng)域?qū)﹄娮有畔⒉牧系男枨笕找嬖鲩L，電子信息材料產(chǎn)業(yè)迅速崛起。與此同時，在二氧化碳過度排放、全球氣候變暖、環(huán)境不斷惡化的今天，綠化、環(huán)保問題開始引起人們的重視，人類對未來社會發(fā)展的方向有了成熟的認(rèn)識，全球興起綠色社會、綠色科學(xué)、綠色經(jīng)濟發(fā)展的熱潮，提出以“低能耗、低排放、低污染”三低為核心內(nèi)容的低碳經(jīng)濟模式。我國作為世界發(fā)展中大國積極響應(yīng)并傳遞著綠色低碳的聲音，提出科學(xué)發(fā)展觀、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。就目前的狀況來說，電子信息材料產(chǎn)業(yè)中存在生產(chǎn)原料工藝技術(shù)不成熟、能源利用不充分甚至浪費、生產(chǎn)原料低環(huán)保等問題，與我們所提倡的低碳經(jīng)濟模式相沖突。為了適應(yīng)社會發(fā)展的需要，在壓力與動力的雙重作用下，作為高新科技時代下的“天之驕子”產(chǎn)業(yè)，電子信息材料必須也必將朝著低碳經(jīng)濟模式的方向發(fā)展。

1社會高速發(fā)展下電子信息材料帶來的不環(huán)保因素

1.1硅制備工藝

晶體硅因為價格低、獲取簡單、提取工藝較為成熟且性質(zhì)優(yōu)越，占據(jù)著市場主要地位，成為目前最常用的半導(dǎo)體原材料。在電子信息技術(shù)日日革新的環(huán)境下，市場對硅的需求量越來越大。現(xiàn)在全球正面臨著資源匱乏的窘態(tài)，世界各國積極鼓勵開發(fā)、使用新能源、再生能源、清潔能源。太陽能作為最易得到的可再生資源，常作為開發(fā)對象。市面上的太陽能電池通常是用高純度多晶硅（常稱為太陽級硅）來制作的，多晶硅具有很好的穩(wěn)定性、對環(huán)境污染小、壽命長耐用的特點。普遍制備多晶硅的方法是改良西門子法或硅烷法，這兩種提煉方法得到的晶體硅純度較高，遠高于太陽級硅所需的要求，不僅造成原材料的大量浪費，也使得企業(yè)運作的成本大大提高。應(yīng)用這兩種方法生產(chǎn)太陽能電池，不僅沒有達到有效利用可再生清潔能源的目的，反而加速了現(xiàn)有資源的消耗。長遠來看，既阻礙經(jīng)濟社會的發(fā)展，又與人類可持續(xù)發(fā)展的策略相矛盾。因此，為了減少資源浪費，達到資源合理運用、合理分配的標(biāo)準(zhǔn)，需要改良多晶硅的制備工藝，在現(xiàn)有的方法基礎(chǔ)上革新突破，既要保證產(chǎn)品原有的高品質(zhì)，又要使資源消耗最小化。就目前而言，有幾種先進的硅制備方法被研究推出，比如真空感應(yīng)熔煉法、電子束熔煉法，雖然未能完全普及應(yīng)用，但是依然能看到未來實現(xiàn)低耗高能社會的曙光。

1.2半導(dǎo)體材料

一、雜質(zhì)半導(dǎo)體的得與失

本征半導(dǎo)體摻雜后就是雜質(zhì)半導(dǎo)體，非四價原子與四價原子在形成共價鍵中，得到電子成為負(fù)離子，失去電子成為正離子。N型半導(dǎo)體就是本征半導(dǎo)體摻入施主雜質(zhì)所形成的，一個施主雜質(zhì)原子在形成一個自由電子過程中變成了一個固定而不能移動的正離子，電子則為多數(shù)載流子，而本征激發(fā)產(chǎn)生的空穴只是少數(shù)載流子。相反，P型半導(dǎo)體則是本征半導(dǎo)體摻入受主雜質(zhì)形成的，一個受主雜質(zhì)原子在形成一個空穴過程中變成了一個固定而不能移動的負(fù)離子，空穴則為多數(shù)載流子，而本征激發(fā)產(chǎn)生的電子只是少數(shù)載流子。正是本征半導(dǎo)體摻雜后的得與失，使得雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子數(shù)量有了量以及性質(zhì)的改變，相對本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力有了一定的提高，但并沒有帶來質(zhì)的改變，所以，一般不會作為普通導(dǎo)體應(yīng)用。

二、PN結(jié)的失與得

PN結(jié)就是得與失的產(chǎn)物。P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體的交界面因多子極型以及濃度差別，形成多子擴散運動，N區(qū)的電子擴散到P區(qū)，P區(qū)的空穴擴散到N區(qū)，在交界區(qū)域原有的電中性被破壞，P區(qū)失去空穴留下了不能移動的雜質(zhì)負(fù)離子，N區(qū)失去電子留下不能移動的雜質(zhì)正離子。這些不能移動的帶電粒子集中在P區(qū)與N區(qū)交界面附近，形成空間電荷區(qū)?？臻g電荷區(qū)的逐步建立削弱了多子的擴散，而增強了少子的漂移。當(dāng)多子擴散運動與少子漂移運動保持一種動態(tài)平衡時，交界面形成穩(wěn)定的空間電荷區(qū)，即PN結(jié)。兩種不同極型的雜質(zhì)半導(dǎo)體在交界面失去多子的過程，得到了一種導(dǎo)電性能獨特于雜質(zhì)半導(dǎo)體導(dǎo)電能力的介質(zhì)，帶來了半導(dǎo)體導(dǎo)電能力質(zhì)的突變，這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，即正向偏置?dǎo)通，反向偏置截止。復(fù)合的PN結(jié)，在制作工藝上的差別，分別有雙極型晶體管與單極型晶體管。晶體管在合理偏置下導(dǎo)電性能表現(xiàn)了特有的控制性能，即電流控制型的雙極型晶體管和電壓控制型的單極型晶體管。

三、放大電路的得與失

晶體管器件在“合理偏置以及順暢的交流通道”原則下就可以構(gòu)建一個放大電路，一個微弱的輸入信號從輸入端引入，在輸出端得到一個幅值足夠的輸出信號，表現(xiàn)了小幅度的模擬量通過放大電路后得到了大幅值的模擬量，淋漓盡致地表現(xiàn)出信號幅值放大的概念。殊不知，這種放大電路的“放大”理解是表面的，是片面的，只看到“得”的現(xiàn)象，而沒看到“失”的本質(zhì)。在放大電路中，工作電源不僅僅只是提供合理的偏置，更主要擔(dān)負(fù)著能源作用。放大電路僅僅只是一個信號幅值變換的平臺，微弱的輸入信號能源通過晶體管的控制作用改變著工作電源在輸出負(fù)載上的能量消耗。最常見的一個事例就是人們?nèi)粘Ｊ褂玫氖找魴C，收音機就是一個典型的放大電路。手持式收音機沒有電池，不可能發(fā)聲，裝上電池后就可以接收電臺信號，伴隨聽的時間與音量的大小，電池的消耗程度或使用時間就會不同。沒有收音機，人們不可能感受到空中的電磁波能量，有了收音機而沒有電源也聽不到悅耳的音樂，電池能耗使用殆盡了也享受不了。所以，嚴(yán)格意義上的放大電路是一個能源控制電路，放大電路的本質(zhì)是弱小能量對大能量的控制。放大電路表面上得到了信號的幅值增大，實質(zhì)上消耗了電源電能。

四、差分電路的失與得

本文所討論的硅材料特指改良西門子法生產(chǎn)的多晶硅以后的硅材料，包括它們的特性、成型與加工。光伏技術(shù)是將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)，是利用半導(dǎo)體界面P－N結(jié)的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)，是金屬硅的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。   多晶硅是生產(chǎn)電路級單晶硅和太陽能級單晶硅的重要基礎(chǔ)材料，過去不能自主生產(chǎn)，形成了瓶頸，這嚴(yán)重制約了我國集成電路及太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2005年年底，河南洛陽中硅高科公司300t多晶硅項目第一爐產(chǎn)品成功出爐，多晶硅產(chǎn)品的自主生產(chǎn)，打破了國外技術(shù)壟斷，揭開了多晶硅“中國制造”的新時代。伴隨著洛陽中硅高科3000t多晶硅項目的興建，國內(nèi)外眾多光伏企業(yè)前來投資合作，尚德電力、阿特斯以及上海超日等均在洛陽落戶。隨著市場的需求，河南科技大學(xué)材料學(xué)院無機非金屬材料工程專業(yè)的硅材料及光伏技術(shù)方向便應(yīng)運而生。該專業(yè)方向籌備于2008年，正式成立于2009年初，2010年開始有本科畢業(yè)生，目前就業(yè)形勢良好。本文就新專業(yè)方向創(chuàng)辦談一些收獲與感想。   1政府與學(xué)校的關(guān)鍵作用   1．1洛陽市政府的作用   為了與國家新材料基地配套，并更好地服務(wù)于洛陽市相關(guān)企業(yè)，為其提供知識專業(yè)化的本科畢業(yè)生，洛陽市政府決定由河南省重點高校河南科技大學(xué)(前機械工業(yè)部重點院校洛陽工學(xué)院)創(chuàng)辦硅材料及光伏技術(shù)專業(yè)，這個工作是由前洛陽市委書記連維良直接指示與關(guān)心下完成的。   1．2學(xué)校的態(tài)度與作為   大學(xué)教育服務(wù)于市場，只有積極主動的態(tài)度加上及時迅速的反應(yīng)才有可能培養(yǎng)出滿足市場需要的學(xué)生，服務(wù)于市場經(jīng)濟建設(shè)［1－2］。學(xué)校由主管教學(xué)的副校長親自負(fù)責(zé)，會同教務(wù)處等職能部門，迅速作出反應(yīng)，落實了辦學(xué)實驗設(shè)備經(jīng)費與具體辦學(xué)院系。   2辦專業(yè)相關(guān)事宜   2．1新專業(yè)名稱   由于高校本科專業(yè)目錄中材料、材料科學(xué)兩類中均不含硅材料及光伏技術(shù)專業(yè)，因此，只能將此辦學(xué)內(nèi)容限定在一個專業(yè)方向上。事實上，硅材料不僅應(yīng)用于太陽能電池產(chǎn)業(yè)，還可應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路等領(lǐng)域，經(jīng)過反復(fù)論證，我們還是以光伏技術(shù)作為辦學(xué)的主要方向。一者是因為以硅太陽能電池為代表的新能源迅猛發(fā)展勢頭，二來專業(yè)方向的名稱不宜太長，因此，新專業(yè)方向名稱定為“硅材料及光伏技術(shù)”，簡稱“硅光伏”。   2．2依托專業(yè)   新專業(yè)依托原無機非金屬材料工程專業(yè)，專業(yè)教師以相關(guān)或相近專業(yè)的碩士、博士為主組成。   2．3生源   辦學(xué)要服務(wù)于社會經(jīng)濟建設(shè)、滿足市場需求，最關(guān)鍵就是及時性!新專業(yè)直接從無機非金屬材料工程專業(yè)三年級畢業(yè)生中挑選了綜合排名靠前的30名學(xué)生組成一個班，即“硅光伏班”。   2．4開設(shè)課程   開設(shè)專業(yè)課2門，即《半導(dǎo)體材料及工藝》、《應(yīng)用光伏學(xué)》。《半導(dǎo)體材料及工藝》主要講授以硅為主的單質(zhì)半導(dǎo)體及化合物半導(dǎo)體物理性質(zhì)與制備技術(shù)，比如區(qū)域熔煉多晶以及直拉單晶技術(shù);此外，該門課程還涉及了一些硅片加工技術(shù)?！稇?yīng)用光伏學(xué)》教材選用上海交大出版社出版的，(澳)偉納姆等著，狄大衛(wèi)等譯的同名書?！稇?yīng)用光伏學(xué)》原著《AppliedPhotovoltaics》作者系MartinGreen教授?！稇?yīng)用光伏學(xué)》主要講授太陽輻射的特性，半導(dǎo)體與P－N結(jié)基礎(chǔ)，太陽能電池的原理、特性及設(shè)計，光伏電池的互聯(lián)與組件的裝配，獨立光伏系統(tǒng)組成與設(shè)計，光伏特殊應(yīng)用，偏遠地區(qū)供電系統(tǒng)，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)以及光伏水泵系統(tǒng)等。作為必要的補充，該課程還講授了晶硅太陽能電池制備加工工藝技術(shù)。   2．5實踐環(huán)節(jié)   洛陽擁有眾多的硅材料及光伏企業(yè)，為了辦學(xué)需要，我們與阿特斯、洛陽尚德以及后來的上海超日(偃師)都有著良好的教學(xué)合作關(guān)系，可以滿足學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計的需求。   3新辦專業(yè)學(xué)生分配情況   2010年我校第一屆硅光伏班30名學(xué)生畢業(yè)，從事硅光伏企業(yè)工作的大約有一半左右;2011年第二屆硅光伏班學(xué)生畢業(yè)時，直接從事硅光伏企業(yè)工作的已經(jīng)占到絕大多數(shù)了，部分考上研究生的同學(xué)也從專業(yè)上獲利不少。從就業(yè)率趨勢來看，硅光伏專業(yè)方向的創(chuàng)辦無疑是及時的，是符合市場要求的。