Band insulator to Mott insulator transition in a bilayer Hubbard model

Band insulator to Mott insulator transition in a bilayer Hubbard model
Band insulator to Mott insulator transition in a bilayer Hubbard model

a r X i v :c o n d -m a t /0703728v 1 [c o n d -m a t .s t r -e l ] 27 M a r 2007

Band insulator to Mott insulator transition in a bilayer Hubbard model

S.S.Kancharla and S.Okamoto

Materials Science and Technology Division,Oak Ridge National Laboratory,Oak Ridge,TN 37831

(Dated:February 6,2008)

The ground state phase diagram of the half-?lled repulsive Hubbard model in a bilayer is inves-tigated using cluster dynamical mean ?eld theory.For weak to intermediate values of Coulomb repulsion U ,the system undergoes a transition from a Mott insulating phase to a metallic phase and then onto a band insulating phase as the interlayer hopping is increased.In the strong coupling case,the model exhibits a direct crossover from a Mott insulating phase to a band insulating phase.These results are robust with respect to the presence or absence of magnetic order.

PACS numbers:71.10.-w,71.10.Fd,71.10.Hf,71.27.+a,71.30.+h,71.45.Lr

Strong Coulomb interaction can localize electrons even in the absence of disorder to give rise to a gapped elec-tronic state known as the Mott insulator.This state is of tremendous interest because upon addition of carriers it produces high temperature superconductivity and in-triguing features such as a pseudogap in the normal state of the cuprates.Band insulators,on the other hand,lack the ability to conduct because they have either a ?lled or an empty band.The topic of transitions between band and Mott insulators has received considerable attention recently 1,2,3,4,5,6,7,because it provides a useful tool to understand the fundamental di?erences between the two states.Recent progress in the control of Fermionic atoms trapped in optical lattices adds to the experimental in-terest as it would be feasible to investigate the evolution of correlated ground states in a many body system.In a recent study,it was shown that the ground state of a Mott-insulating Haldane phase in a generalized Hubbard ladder can be connected adiabatically to a band insulat-ing phase 8.On the other hand,studies of the two di-mensional ionic Hubbard model (IHM),which contains an alternating local potential ±?on the A or B sub-lattice,?nd an intervening phase between the band and Mott insulating phases rather than a continuous evolu-tion when the Coulomb repulsion is varied.Cluster dy-namical mean ?eld theory (CDMFT)calculations for the IHM at zero temperature suggest that the intervening phase is a bond-ordered insulator 7whereas ?nite tem-perature Quantum Monte Carlo techniques propose it to be a metal 6.

Another theoretical model for the study of the band to Mott insulator crossover is the bilayer Hubbard model (BHM).The presence of copper-oxide bilayers,well de-scribed by doped Hubbard planes,in many of the high-T c materials adds to the practical importance of study-ing the bilayer Mott system theoretically.The BHM was studied recently using Dynamical mean ?eld the-ory (DMFT),5and a smooth crossover between band and Mott insulators was observed.Since this study dealt with the in?nite dimensional lattice,intralayer spa-tial correlations are absent.As a two-dimensional Hub-bard model exhibits fundamentally di?erent behavior from the in?nite-dimensional Hubbard model,such as a pseudogap 9and d -wave superconductivity 10upon dop-

ing,a study incorporating the two-dimensional nature of the Hubbard planes in the BHM is expected to show richer physics.

In this work,we study the evolution of an antiferro-magnetic (AF)Mott insulator into a band insulator as the interlayer hopping is varied in a bilayer Hubbard model at half-?lling using cluster dynamical mean ?eld theory 11.With interplane hopping set to t ⊥,the Hamil-tonian for the bilayer Hubbard model can be written as

H =?t

ij σα

c ?

iσαc jσα+H.c. +U iα

n i ↓αn i ↑α?t ⊥

iσα

c ?iσαc iσ(1?α).

(1)

Here α=0,1labels the two Hubbard planes and U rep-resents the onsite Coulomb repulsion.c iσαdenotes the

destruction operator at site i ,with spin σand on plane α.Chemical potential is chosen as μ=U/2so that the density is ?xed to unity.In the limit U →0,it can be seen that the system goes from an uncorrelated metal to a band insulator at t ⊥=4t when the splitting between the bonding and antibonding bands produced by the two layers results in a ?nite gap.At large U and t ⊥→0,the system decouples into two Hubbard systems with a ?nite Mott gap and AF long range order in each layer.

In the recent study on the in?nite-dimensional BHM,the two-plane system was reduced to two impurities em-bedded in a self-consistently determined bath 5.For t ⊥=0the authors found a phase transition at U =U c from a metallic phase to a Mott insulating phase.As t ⊥is switched on,the Mott insulator (MI)evolves con-tinuously into a band insulator (BI)with no sign of a phase transition.In what follows,we shall argue that in-plane spatial correlations provide a competing energy scale that is missing in the in?nite dimension.Taking both intraplane and interplane spatial correlations into account within CDMFT we ?nd that for U <8t as t ⊥is increased from zero the MI goes through a metallic phase before entering a band insulating phase.For larger val-ues of U ,the system undergoes a direct crossover from a MI to a BI without an intervening metallic phase.

CDMFT is a non-perturbative technique where the full many-body problem is mapped onto local degrees

2

of is

to

of

in-

y

that is subject to a self-consistency condition:

H c= μν σtμν c?μσcνσ+H.c. +U μnμ↑nμ↓

+ mσ?mσa?mσa mσ+ mμσV mμσ(a?mσcμσ+H.c).(2)

Here,μ,ν=1,···,N c denote indices labeling the cluster

sites and m=1,···,N b represent those in the bath.The

self-consistent calculation proceeds by an initial guess

for the cluster-bath hybridization V mμσand the bath

site energies?mσto obtain the cluster Green’s function

Gμνc.Applying the Dyson’s equation,Σc=G?10?G?1c,

where G0denotes the non-interacting Green’s function

for the Hamiltonian in Eq.(2),the cluster self-energy is

obtained.Σc is then used in the self-consistency condi-

tion below to determine the local Green’s function for the

lattice:

G loc(z)=N c

z+μ?t(P u,P v)?Σc(z)

(3)

Here,P u and P v denote reciprocal lattice vectors con-jugate to the spatial unit vectors u and v respectively, while z=iωn is the Fermionic Mastubara frequency.

G loc can be used to obtain a new Weiss?eld,G0,and consequently,a new set of V mμσand?mσ’s by means of a conjugate gradient minimization program to close the iterative loop.In this work,the Lanczos method is used to solve the cluster-bath Hamiltonian and we?x the bath size to N b=8.The Lanczos method can access both the strong and weak coupling regimes with equal ease and it is well suited to compute dynamical quantities directly

AFM

PM

PMI

AFMI

BI

FIG.2:Phase diagram for bilayer Hubbard model.Shaded portion shows the extent of the metallic region(paramagnetic metal(PM)and antiferromagnetic metal(AFM))in the pres-ence of magnetic order.Dashed line showing the magnetic phase boundary extends into the insulating region separating the paramagnetic Mott insulator(PMI)from the antiferro-magnetic Mott insulator(AFMI).Suppression of magnetic order extends the metallic phase down to lower t⊥shown by the dotted curve.

in real frequency.Rotational symmetries of the cluster on a square lattice,together with particle-hole symmetry at half-?lling,reduce the number of bath parameters sig-ni?cantly.These bath parameters can depend on spin, allowing for symmetry breaking solutions.For details of the method,we refer to earlier work11,14.

Let us start from the phase diagram with suppression of the magnetic order.Numerical results are shown in Fig.2.We observe three states;a Mott insulating state at large U,a band insulating state at large t⊥,and a metallic state in between.At U=0,the BI and the metallic states are separated at t⊥=4where the bond-ing and antibonding bands are separated.Critical t⊥decreases with increasing U because the width of bond-ing and antibonding bands broaden due to correlation. Above U=12,the BI and the MI states are adiabati-cally connected,but by close inspection of the charge gap, two regions are distinguishable;in the MI(BI)phase,?c decreases(increases)with increasing t⊥.Those fea-tures are consistent with the DMFT result on the in?nite-dimensional BHM.In contrast to the in?nite-dimensional case,the MI state extends down to small U and t⊥in the two-dimensional case because of the intralayer spa-tial correlation,and the system passes through two phase transitions when increasing t⊥at0

3

t ⊥/t

M FIG.3:Staggered magnetization a function of t ⊥for U =4t,6t,8t,12t,16t

layer Hubbard model in detail.The staggered magne-tization M =n ↑?n ↓

is plotted as the interplane hop-ping is varied in Fig.3for di?erent values of U .At t ⊥=0,the two planes are decoupled and the value of the staggered magnetization increases as U is increased,but quickly saturates to a value below unity because of quantum ?uctuations.With increasing t ⊥,M stays fairly constant until t ⊥=t and then drops rapidly to zero at about t ⊥=2t .This value of t ⊥=2t is universal and does not depend on U for all U >8t .The vanishing of the staggered magnetization at small U is caused by an increase in the e?ective bandwidth and a consequent reduction in the exchange coupling.In contrast,critical value t ⊥≈2t at large U is due to the instability to-ward the formation of a local singlet.In this limit,the BHM is reduced to the S =1/2Heisenberg model with the intralayer exchange J =4t 2/U and the interlayer ex-change J ⊥=4t 2⊥/U .By taking a dimer on the interlayer bond as a unit and introducing a mean-?eld decoupling on the intralayer bonds,critical exchange coupling for the transition from a N′e el ordered state to an interlayer dimerized state is obtained as J ⊥=4J at T =0,thus,t ⊥=2t .Staggered magnetization M =2 S z at t ⊥<2t is also computed.As shown with a dashed line in Fig.3,this mean-?eld approximation to the bilayer Heisenberg model gives reasonable agreement with CDMFT at large U .

Next,we look at the local density of states for the BHM as a function of t ⊥at U =8t as shown in Fig.4.As t ⊥is increased the Mott gap reduces till it closes completely at t ⊥=2t to give rise to a metallic state.The LDOS shows a clear quasiparticle peak along with the lower and upper Hubbard bands characteristic of Mott physics at t ⊥=2.4t .Upon further increase of t ⊥we see that a gap opens abruptly to reveal a band insulating state.Increasing t ⊥in the band insulating phase causes the charge gap to grow monotonously unlike the Mott insulating phase where it reduces to zero.In Fig.5we plot the double occupancy and the charge gap as a function of t ⊥for

00.511.5t ⊥= t

00.3

t ⊥= 2.400.20.4A (ω)

t ⊥= 2.6

-8-4

048

ω/t

0.2

0.4t ⊥= 4.0

FIG.4:Local density of states as t ⊥is varied at U =8t .Spin-resolved density of states shown for t ⊥=1.0where magnetic order exists.Note the metallic state at t ⊥=2.4t .

D t ⊥/t

?c FIG.5:Double occupancy (top panel)and charge excitation gap (bottom)as functions of t ⊥for various U indicated.

di?erent values of U .For U <8t ,as t ⊥is increased in the Mott phase,the double occupancy rises and then shows a sharp kink as the system enters a metallic phase and also upon going into a band insulating phase.For larger values of U ,as expected,the crossover from a Mott insulator to a band insulator is smooth with the double

4

occupancy showing no signs of a kink.The charge gap for large U shows a continuous decrease in the Mott phase but never goes to zero.The crossover to a band insulator around t⊥=2t is easily identi?ed by the increase in the charge gap with t⊥.

The phase diagram for the bilayer Hubbard model that emerges for our calculation is shown in Fig.2.We iden-tify a region in the phase diagram which shows an inter-mediate metallic region,depicted by the shaded portion, which separates the band and Mott insulating phases. The width of the metallic region narrows with increasing U and eventually for U>8t there is a direct crossover from a band insulator to a Mott insulator.The mag-netic phase boundaries are depicted by the dashed line which separates a antiferromagnetic metal from a para-magnetic metal.In the insulating portion of the phase diagram the magnetic phase boundary separates the an-tiferromagnetic Mott insulator(AFMI)from a param-agnetic Mott insulator(PMI).As we discussed earlier, emergence of intermediate metallic region separating BI and MI is a generic behavior in two-dimensional BHM independent of magnetic ordering.

In summary,we have obtained the zero temperature phase diagram of the bilayer Hubbard model at half-?lling using cluster dynamical mean?eld theory.We computed the double occupancy and the local density of states as a function of the interlayer coupling t⊥and the Coulomb repulsion U to identify a clear demarcation between a Mott insulating phase and a band insulating phase as the interlayer coupling is varied.For weak to intermediate values of interaction(U<12t),the Mott insulator at small t⊥is separated from the band insula-tor at large t⊥by an intermediate metallic phase.For U>12t,there is a direct crossover from a Mott insula-tor to a band insulator as t⊥is increased.This crossover is most clearly manifest in the behavior of the charge gap which?rst reduces in the Mott phase with increas-ing t⊥and then increases in the band insulating phase. These results should be contrasted with the DMFT re-sults for the in?nite-dimensional model which always?nd a smooth crossover between the BI and MI states.5These di?erences arise due to the presence of in-plane spatial correlations in the two-dimensional model stabilizing a Mott phase for all U at half-?lling which is accessible by cluster DMFT.We completed the phase diagram by fur-ther allowing for magnetic order.The phase diagram is essentially unchanged,except that the onset of the metal-lic phase occurs at a larger value of t⊥for a?xed value of U.

S.S.K acknowledges discussions with Achim Rosch. S.S.K.is supported by the LDRD program at Oak Ridge National Laboratory.This work is supported by the Division of Materials Sciences and Engineering,O?ce of Basic Energy Sciences,U.S.Department of Energy, under contract DE-AC05-00OR22725with Oak Ridge National Laboratory,managed and operated by UT-Battelle,LLC.

1A.P.Kampf,M.Sekania,G.I.Japaridze and P.Brune,J. Phys.Cond.Matter155895(2003).

2S.R.Manmana,V.Meden,R.M.Noack and K.Schon-hammer,Phys.Rev.B70,155115(2004).

3C.D.Batista and A.A.Aligia,Phys.Rev.Lett.,92, 246405(2004).

4A.Garg,H.R.Krishnamurthy and M.Randeria,Phys. Rev.Lett.97,046403(2006).

5A.Fuhrmann,D.Heilmann,H.Monien,Phys.Rev.B73, 245118(2006).

6N.Paris,K.Bouadim,F.Hebert,G.G.Batrouni and R.T. Scalettar,Phys.Rev.Lett.98,046403(2007).

7S.S.Kancharla and E.Dagotto,Phys.Rev.Lett.98, 016402(2007).

8F.Anfuso and A.Rosch,arXiv:cond-mat/0609051(2006) 9B.Kyung,S.S.Kancharla,D.Senechal,A.-M.S.Trem-

blay,M.Civelli and G.Kotliar,Phys.Rev.B73,165114 (2006).

10S.S.Kancharla,M.Civelli,M.Capone, B.Kyung,

D.Senechal,G.Kotliar and A.-M.S.Tremblay,

arXiv:cond-mat/0508205(2005).

11G.Kotliar,S.Y.Savrasov,G.Palsson and G.Biroli,Phys.

Rev.Lett.87,186401(2001).

12T.Maier,M.Jarrell,T.Prushcke and M.H.Hettler,Rev.

Mod.Phys.,77,(2005).

13A.Georges,G.Kotliar,W.Krauth and M.Rozenberg, Rev.Mod.Phys.,13,(1996).

14C.J.Bolech,S.S.Kancharla,and G.Kotliar,Phys.Rev.B 67,075110(2003);M.Capone,M.Civelli,S.S.Kancharla,

C.Castellani,and G.Kotliar,Phys.Rev.B69,195105

(2004).

【完整版】2020-2025年中国半导体封测行业市场发展战略研究报告

(二零一二年十二月) 2020-2025年中国半导体封测行业市场发展战略研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……

报告目录 第一章企业市场发展战略研究概述 (6) 第一节研究报告简介 (6) 第二节研究原则与方法 (6) 一、研究原则 (6) 二、研究方法 (7) 第三节企业市场发展战略的作用、特征及与企业的关系 (9) 一、企业市场发展战略的作用 (9) 二、市场发展战略的特征 (10) 三、市场发展战略与企业战略的关系 (11) 第四节研究企业市场发展战略的重要性及意义 (12) 一、重要性 (12) 二、研究意义 (12) 第二章市场调研:2019-2020年中国半导体封测行业市场深度调研 (13) 第一节半导体封测概述 (13) 第二节半导体封测产业基本情况 (14) 一、半导体封测基本概念 (14) 二、半导体封测产业发展趋势 (15) (一)传统封装 (16) (二)先进封装 (18) 三先进封装,后摩尔定律时代的重要选择 (22) (一)摩尔定律艰难前行,封装技术有望接力 (23) (二)IC封测技术发展路径 (24) (三)我国先进封测现状 (25) 第三节2019-2020年中国半导体封测行业发展情况分析 (26) 一、低迷之后,5G、AI驱动新一轮景气度提升 (26) 二、封测环节——半导体行业重要通道 (28) 三、半导体封测景气回升,先进封装需求旺盛 (29) (一)新应用需求快速增长,半导体行业迎来景气度回升 (29) (二)摩尔定律接近极限,先进封装需求旺盛 (34) (三)我国晶圆厂建设迎来高峰,带动封测直接需求 (37) (四)半导体代工企业产能利用率提升,封测产业迎来新的成长周期 (39) 第四节半导体产业向大陆转移,国内封测一马当先 (44) 一、半导体行业全球转移路径 (44) 二、国内IC行业几大环节比较 (46) (一)国内IC设计类行业发展现状 (47) (二)国内IC制造类行业发展现状 (49) (三)国内IC封测类行业发展现状 (50) 第五节2019-2020年我国半导体封测行业竞争格局分析 (51) 一、全球封测市场规模及竞争格局 (51) 二、我国封测市场规模及竞争格局 (56) 第六节重点企业分析 (58)

半导体器件物理 试题库

半导体器件试题库 常用单位: 在室温(T = 300K )时,硅本征载流子的浓度为 n i = 1.5×1010/cm 3 电荷的电量q= 1.6×10-19C μn =1350 2cm /V s ? μp =500 2 cm /V s ? ε0=8.854×10-12 F/m 一、半导体物理基础部分 (一)名词解释题 杂质补偿:半导体内同时含有施主杂质和受主杂质时,施主和受主在导电性能上有互相抵消 的作用,通常称为杂质的补偿作用。 非平衡载流子:半导体处于非平衡态时,附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度, 额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。 迁移率:载流子在单位外电场作用下运动能力的强弱标志,即单位电场下的漂移速度。 晶向: 晶面: (二)填空题 1.根据半导体材料内部原子排列的有序程度,可将固体材料分为 、多晶和 三种。 2.根据杂质原子在半导体晶格中所处位置,可分为 杂质和 杂质两种。 3.点缺陷主要分为 、 和反肖特基缺陷。 4.线缺陷,也称位错,包括 、 两种。 5.根据能带理论,当半导体获得电子时,能带向 弯曲,获得空穴时,能带 向 弯曲。 6.能向半导体基体提供电子的杂质称为 杂质;能向半导体基体提供空穴的杂 质称为 杂质。 7.对于N 型半导体,根据导带低E C 和E F 的相对位置,半导体可分为 、弱简 并和 三种。 8.载流子产生定向运动形成电流的两大动力是 、 。

9.在Si-SiO 2系统中,存在 、固定电荷、 和辐射电离缺陷4种基 本形式的电荷或能态。 10.对于N 型半导体,当掺杂浓度提高时,费米能级分别向 移动;对于P 型半 导体,当温度升高时,费米能级向 移动。 (三)简答题 1.什么是有效质量,引入有效质量的意义何在?有效质量与惯性质量的区别是什么? 2.说明元素半导体Si 、Ge 中主要掺杂杂质及其作用? 3.说明费米分布函数和玻耳兹曼分布函数的实用范围? 4.什么是杂质的补偿,补偿的意义是什么? (四)问答题 1.说明为什么不同的半导体材料制成的半导体器件或集成电路其最高工作温度各不相同? 要获得在较高温度下能够正常工作的半导体器件的主要途径是什么? (五)计算题 1.金刚石结构晶胞的晶格常数为a ,计算晶面(100)、(110)的面间距和原子面密度。 2.掺有单一施主杂质的N 型半导体Si ,已知室温下其施主能级D E 与费米能级F E 之差为 1.5B k T ,而测出该样品的电子浓度为 2.0×1016cm -3,由此计算: (a )该样品的离化杂质浓度是多少? (b )该样品的少子浓度是多少? (c )未离化杂质浓度是多少? (d )施主杂质浓度是多少? 3.室温下的Si ,实验测得430 4.510 cm n -=?,153510 cm D N -=?, (a )该半导体是N 型还是P 型的? (b )分别求出其多子浓度和少子浓度。 (c )样品的电导率是多少? (d )计算该样品以本征费米能级i E 为参考的费米能级位置。 4.室温下硅的有效态密度1932.810 cm c N -=?,1931.110 cm v N -=?,0.026 eV B k T =,禁带 宽度 1.12 eV g E =,如果忽略禁带宽度随温度的变化

三大移动运营商频段划分及图示

三大移动运营商频段划 分及图示 文件编码(GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968)

三大移动运营商频段划分及图示 中国移动 GSM900上行/下行:890-909MHz/935-954MHz EGSM900上行/下行:885-890MHz/930-935MHz(中国铁通GSM-R:885-889/930-934) GSM1800M 上行/下行:1710-1720MHz/1805-1815MHz 3GTDD1880-1900MHz、2010-2025MHz 4GTD-LTE1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz 中国联通 GSM900上行/下行:909-915MHz/954-960MHz GSM1800上行/下行:1740-1755MHz/1835-1850MHz 3GFDD 上行/下行:1940-1955MHz/2130-2145MHz TD-LTE2300-2320MHz、2555-2575MHz FDD-LTE1755-1765MHz1850-1860MHz FDD-LTE实际使用1745-1765MHz1840-1860MHz 中国电信 CDMA800上行/下行:825-835MHz/870-880MHz 3GFDD 上行/下行:1920-1935MHz/2110-2125MHz TD-LTE2370-2390MHz、2635-2655MHz FDD-LTE1765-1780MHz1860-1875MHz

图1GSM900和CDMA800频段划分 中国移动 GSM900上行/下行:890-909MHz/935-954MHz EGSM900上行/下行:885-890MHz/930-935MHz(中国铁通GSM-R:885-889/930-934)中国联通 GSM900上行/下行:909-915MHz/954-960MHz GSM1800上行/下行:1740-1755MHz/1835-1850MHz 中国电信 CDMA800上行/下行:825-835MHz/870-880MHz 图2GSM1800M 频段划分(红色字体所示为4G频段)中国移动 GSM1800M上行/下行:1710-1720MHz/1805-1815MHz 中国联通

半导体封测行业发展趋势分析

半导体封测:走向世界舞台,前十占据三家 1 半导体封测发展历程:并购开打国际市场 封测其实包括封装和测试两个步骤,在现在生产中,由于产业规划基本合并在一起。所以封装测试就成为整个集成电路生产环节中最后一个过程。封测整体门槛较低,需要一定资金形成规模效应,对成本较为敏感,需要长期验证建立客户关系,是集成电路产业链中最容易突破的一环,但也是最重要的环节。因为是产品质量最后一关,若没有良好的封测,产品PPM(百万颗失效率)过高,导致客户退回或者赔偿是完全得不偿失的。 图表5一般芯片成本构成 5%

我国封测行业规模继续保持快速增长,近两年增速放缓。根据中国半导体协会数据,2019年我国半导体封测市场达2350亿元,同比增长7.10%。2012年我国封测市场销售额为1036亿元,七年以来我国半导体封测市场年复合增速为12.4%,增速保持较高水平。随着5G应用、AI、IoT等新型领域发展,我国封测行业仍然有望保持高增长。 图表6 我国封测行业年销售额及增速 2019年全球封测业前十市占率超过80%,市场主要被中国台湾、中国大陆、美国占据。中国台湾日月光公司(不含矽品精密)营收达380亿元,居全球半导体封测行业第一名,市场占有率达20.0%。美国安靠、中国长电科技分居二、三位,分别占14.6%、 11.3%。前十大封测厂商中,包含三家中国大陆公司,分别为长电科技、通富微电、华 天科技。

图表7 2019年全球封测前十 2 安靠美国14.6% 3 长电科技中国大陆11.3% 4 矽品精密中国台湾10.5% 5 力成科技中国台湾8.0% 6 通富微电中国大陆 4.4% 7 华天科技中国大陆 4.4% 8 京元电子中国台湾 3.1% 9 联合科技新加坡 2.6% 10 颀邦中国台湾 2.55% 前十大合计81.2% 长电科技在2015年获得大基金支持后,发起对星科金朋的收购,获得了在韩国、新加坡的多个工厂以及全部先进技术,成为世界第三大封装企业。在最近4年研发拥有自主知识产权的Fan-out eWLB、WLCSP、Bump、PoP、fcBGA、SiP、PA等封装技术,以及引线框封装。长电科技近年受惠于SiP、eWLB、TSV、3D封装技术等皆具备世界级实力的先进封装技术,客户认可度和粘性得到较大提高。 通富微电收购AMD苏州和AMD槟城两家工厂后,继续承接了AMD封测订单,具备了对高端CPU、GPU、APU以及游戏主机处理器等芯片进行封装和测试的技术实力,获得了大量海外客户。 华天科技引入产业基金为公司未来发展提供重要的资金保障,对华天西安加大研发投入,优化产品结构,提高市场竞争力和行业地位等方面都起到积极促进作用。并于2018年收购世界知名的马来西亚半导体封测供应商Unisem。Unisem公司主要客户以国际IC设计公司为主,包括Broadcom、Qorvo、Skyworks等公司,其中近六成收入来自欧美地区。 3.2.2 半导体封测展望:十四五政策支持先进封装技术突破 半导体封测从20世纪80年代至今,封装技术不断进步,经历了插装式封测、表面贴片封装、面积阵列式封测和先进封装。芯片封装技术分为传统封装和先进封装。传统封装和先进封装的主要区别在于有无外延引脚。传统封装分为三个时期,第一时期是20世纪80年代以前的插孔式封装,主要类型有SIP、DIP、LGA、PGA等;第二时期是20世纪80年代中期的表面贴片封装,主要类型有PLCC、SOP、PQFP等,相较于上一时期,表面贴片封装技术的引线更细、更短,封装密度较大;第三时期是20世纪90年代的面积阵列时代,主要封装技术有BGA、PQFN、MCM以及封装标准芯片级封装(CSP),相较与前两个时期,完成从直型引脚、L型引脚、J型引脚到无引脚的转变,封装空间更小,芯片小型化趋势愈发明显。目前正处于第三时期,主流封装技术还是BGA等,部分先进厂商为了满足新的芯片需求,研发出先进封装技术,例如芯片倒装、WLP、TSV、SiP等先进封装技术。

【合肥工业大学】【半导体器件物理】试卷含答案剖析

《半导体器件物理》试卷(二)标准答案及评分细则 一、填空(共24分,每空2分) 1、PN结电击穿的产生机构两种; 答案:雪崩击穿、隧道击穿或齐纳击穿。 2、双极型晶体管中重掺杂发射区目的; 答案:发射区重掺杂会导致禁带变窄及俄歇复合,这将影响电流传输,目的为提高发射效率,以获取高的电流增益。 3、晶体管特征频率定义; β时答案:随着工作频率f的上升,晶体管共射极电流放大系数β下降为1 =所对应的频率 f,称作特征频率。 T 4、P沟道耗尽型MOSFET阈值电压符号; 答案:0 V。 > T 5、MOS管饱和区漏极电流不饱和原因; 答案:沟道长度调制效应和漏沟静电反馈效应。 6、BV CEO含义; 答案:基极开路时发射极与集电极之间的击穿电压。 7、MOSFET短沟道效应种类; 答案:短窄沟道效应、迁移率调制效应、漏场感应势垒下降效应。 8、扩散电容与过渡区电容区别。 答案:扩散电容产生于过渡区外的一个扩散长度范围内,其机理为少子的充放电,而过渡区电容产生于空间电荷区,其机理为多子的注入和耗尽。 二、简述(共20分,每小题5分) 1、内建电场; 答案:P型材料和N型材料接触后形成PN结,由于存在浓度差,N区的电子会扩散到P区,P区的空穴会扩散到N区,而在N区的施主正离子中心固定不动,出现净的正电荷,同样P区的受主负离子中心也固定不动,出现净的负电荷,于是就会产生空间电荷区。在空间电荷区内,电子和空穴又会发生漂移运动,它的方向正好与各自扩散运动的方向相反,在无外界干扰的情况下,最后将达到动态平衡,至此形成内建电场,方向由N区指向P区。 2、发射极电流集边效应; 答案:在大电流下,基极的串联电阻上产生一个大的压降,使得发射极由边缘到中心的电场减小,从而电流密度从中心到边缘逐步增大,出现了发射极电流在靠近基区的边缘逐渐增大,此现象称为发射极电流集边效应,或基区

GGG三大运营商频段

中国移动: GSM:上行890-909MHZ;下行935-954MHZ 频点: 1-94 EGSM:上行880-890MHZ;下行925-935MHZ 频点: 975-1023 DCS1800:上行1710-1720MHz,下行1805~1815MHz以及1725-1735MHz,下行1820~1830MHz 频点: 512-561以及587-636 1805-1825 1710-1730 TD-SCDMA : 1880 MHz~1920MHz(A频段小灵通占用(现为F频)) 2010 MHz~2025 MHz (B频段目前使用(现为A频))2300 MHz~2400 MHz (C频段补充频段 (现为E频)) 中国联通: GSM:上行909-915MHZ,下行954-960MHZ 频点: 96-125 DCS1800:上行1740-1755MHz,下行1835~1850MHz 频点: 662-736 WCDMA: 1940MHz-1955MHz(上行)、2130MHz -2145MHz(下行),上下行各15MHz。相邻频率间隔间隔采用5MHz时,可用频率是3个。WCDMA频点计算公式:频点号=频率×5 上行中心频点号:9612~9888 下行中心频点号:10562~10838 中国电信: CDMA: 825MHz-835MHz 870MHz-880MHz 共7个频点:37,78,119,160,201,242,283 ;其中283为基本频道,前3个EVDO频点使用,后3个CDMA2000使用;160隔离 3G频段: 时分双工:1880-1920MHZ ; 2010-2025MHZ 频分双工:上行1920-1980MHZ ;下行2110-2170MHZ 补充频段: 频分双工:1755 MHz~1785 MHz;1850 MHz~1880 MHz; 时分双工:2300 MHz~2400 MHz 卫星移动通信系统工作频段:1980-2010MHz/2170-2200MHz WLAN: 商用频段:TD-SCDMA 1880 MHz~1920MHz 2010 MHz~2025 MHz 2300 MHz~2400 MHz WCDMA 1940-1955 MHz~2130-2145 MHz CDMA2000 1920-1935 MHz~2110-2125 MHz CDMA800MHz 系统被分配的工作频率为: 820MHz-835MHz 865MHz-880MHz 实际工作频率为: 即 10MHz 频率带宽,上下行频率间隔为 45MHz。 CDMA基本频道为 283号频道。 频点和频率对应公式: F前向=870+n×=F 反向+45(MHz) F反向=825+ n×(MHz) n:频点号 全网共有 7个可用 CDMA 频道。频道间隔为,不同小区可以共用一个 频点组网。 我国 GSM 通信系统采用 900MHz 和 1800MHz 频段。 GSM900 频段为: 890-915MHz(上行),935-960MHz(下行);

09级半导体器件物理A卷答案

一、 选择题:(含多项选择, 共30分,每空1分,错选、漏选、多选均不得分) 1.半导体硅材料的晶格结构是( A ) A 金刚石 B 闪锌矿 C 纤锌矿 2.下列固体中,禁带宽度Eg 最大的是( C ) A 金属 B 半导体 C 绝缘体 3.硅单晶中的层错属于( C ) A 点缺陷 B 线缺陷 C 面缺陷 4.施主杂质电离后向半导体提供( B ),受主杂质电离后向半导体提供( A ),本征激发后向半导体提供( A B )。 A 空穴 B 电子 5.砷化镓中的非平衡载流子复合主要依靠( A ) A 直接复合 B 间接复合 C 俄歇复合 6.衡量电子填充能级水平的是( B ) A 施主能级 B 费米能级 C 受主能级 D 缺陷能级 7.载流子的迁移率是描述载流子( A )的一个物理量;载流子的扩散系数是描述载流子( B )的一个物理量。 A 在电场作用下的运动快慢 B 在浓度梯度作用下的运动快慢 8.室温下,半导体Si 中掺硼的浓度为1014cm -3,同时掺有浓度为1.1×1015cm - 3的磷,则电子浓度约为( B ),空穴浓度为( D ),费米能级( G );将该半导体升温至570K ,则多子浓度 约为( F ),少子浓度为( F ),费米能级( I )。(已知:室温下,ni ≈1.5×1010cm - 3,570K 时,ni ≈2×1017cm - 3) A 1014cm -3 B 1015cm -3 C 1.1×1015cm - 3 D 2.25×105cm -3 E 1.2×1015cm -3 F 2×1017cm - 3 G 高于Ei H 低于Ei I 等于Ei 9.载流子的扩散运动产生( C )电流,漂移运动产生( A )电流。 A 漂移 B 隧道 C 扩散 10.下列器件属于多子器件的是( B D ) A 稳压二极管 B 肖特基二极管 C 发光二极管 D 隧道二极管 11.平衡状态下半导体中载流子浓度n 0p 0=n i 2,载流子的产生率等于复合率,而当np

《半导体物理学》期末考试试卷(A卷)-往届

赣 南 师 范 学 院 2010–2011学年第一学期期末考试试卷(A 卷) 开课学院:物电学院 课程名称:半导体物理学 考试形式:闭卷,所需时间:120分钟 注意事项:1、教师出题时请勿超出边界虚线; 2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚,答题不得超出密封线; 3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。 一、填空题(共30分,每空1分) 1、半导体中有 电子 和 空穴 两种载流子,而金属中只有 电子 一种载流子。 2、杂质原子进入材料体内有很多情况,常见的有两种,它们是 替代式 杂质和间隙式 杂质。 1、 3、根据量子统计理论,服从泡利不相容原理的电子遵从费米统计率,对于能量为E 的一个量子态,被一个电子占据的概率为()f E ,表达式为 , ()f E 称为电子的费米分布函数,它是描写 在热平衡状态下,电子在允许 的量子态上如何分布 的一个统计分布函数。当0F E E k T ->>时,费米分布函数转化为 ()B f E ,表达式为 ,()B f E 称为电子的玻尔兹曼分布函数。在 0F E E k T ->>时,量子态被电子占据的概率很小,这正是玻尔兹曼分布函数适用的范 围。费米统计率与玻尔兹曼统计率的主要差别在于 前者受泡利不相容原理的限制 ,而在0F E E k T ->>的条件下,该原理失去作用,因而两种统计的 结果变成一样了。 4、在一定温度下,当没有光照时,一块n 型半导体中, 电子 为多数载流子, 空穴 是少数载流子,电子和空穴的浓度分别为0n 和0p ,则0n 和0p 的关系为 大于 ,当用g h E ν>>(该半导体禁带宽度)的光照射该半导体时,光子就能把价带电子激发到导带上去,此时会产生 电子空穴对 ,使导带比平衡时多出一部分电子n ,价带比平衡时多出一部分空穴p ,n 和p 的关系为 , 这时把非平衡电子称为非平衡 多数 载流子,而把非平衡空穴称为非平衡 少数 载流子。在一般小注入情况下,在半导体材料中,非平衡 多数 载流子带来的影响可忽略,原因是 注入的非平衡多数载流子浓度比平衡时的多数 载流子浓度小得多 ,而非平衡 少数 载流子却往往起着重要作用,原因是 2、 注入的非平衡少数载流子浓度比平衡时的少数载流子浓度大得多 。 5、非平衡载流子的复合,就复合的微观机构讲,大致可分为两种,直接复合和间接复合, 直接复合是指 电子在导带和价带之间的直接跃迁,引起电子和空穴的直接复合 ,间接复合是指 电子和空穴通过禁带的能级(复合中心)进行复合 。载流子在复合时,一定要释放出多余的能量,放出能量的方法有三种,分别为 、 、 3、 发射光子 发射声子 将能量给予其它载流子,增加它们的动能 。 6、在外加电场和光照作用下,使均匀掺杂的半导体中存在平衡载流子和非平衡载流子,由于 半导体表面非平衡载流子浓度比内部高 ,从而非平衡载流子在半导体中作 运动,从而形成 电流,另外,由于外加电场的作用,半导体中的所有载流子会作 运动,从而形成 电流。 二、选择题(共10分,每题2分) 1、本征半导体是指 的半导体。 A 、不含杂质和缺陷 B 、电子密度与空穴密度相等 C 、电阻率最高 D 、电子密度与本征载流子密度相等 2、在Si 材料中掺入P ,则引入的杂质能级 A 、在禁带中线处 B 、靠近导带底 C 、靠近价带顶 D 、以上都不是 3、以下说法不正确的是 A 、价带电子激发成为导带电子的过程,称为本征激发。 B 、本征激发后,形成了导带电子和价带空穴,在外电场作用下,它们都将参与导电。 C 、电子可以从高能量的量子态跃迁到低能量的量子态,并向晶格释放能量。 D 、处于热平衡状态下的导电电子和空穴称为热载流子。 4、以下说法不正确的是

运营商频段划分

【TD-SCDMA频段】 称1880~1920MHz为A频段, 称2010~2025MHz为B频段,称2300~2400MHz为C频段。 目前中国移动10城市TD-SCDMA均运行于B频段。 随着TD-SCDMA的进一步发展和小灵通(目前实际占用1900~1915MHz)的退出,TD-SCDMA 系统将逐渐采用A频段。 【WCDMA频段】: 1920MHz~1980MHz,下行2110MHz~2170MHz 中国联通WCDMA上行频段:1940~1955MHz,下行2130-2145MHz,带宽15MHz 上下行各15MHz,频点带宽为5MHz,可用频点为3个,具体频点号如下: F1:上行9713 下行10663 F2:上行9738 下行10688 F3:上行9763 下行10713(目前联通使用频率) 【CDMA频段】 中国电信CDMA 频谱资源包括: 1) 450MHz 频段(公用): A 频段:上行;下行461.975 C 频段:上行;下行 2) 800MHz 频段:上行825~835MHz;下行870~880 MHz 3) 1900MHz 频段:上行1920~1935 MHz;下行2110~2125 MHz 【GSM频段】 上行:885-915MHz

移动:885-909 [频点:1-94] 95为保护频点联通:909-915 [频点:96-124] 下行:935-960MHz 移动:930-954 联通:954-960 DCS1800MHz 上行:1710-1785MHz 移动:1710-1725 [频点:512-586] 联通:1745-1755 [频点:687-736] 下行:1805-1880MHz 移动:1805-1820 联通:1840-1850

半导体封测主流技术及发展方向分析

半导体封测主流技术及发展方向分析 近几年,中国半导体产业继续维持高速增长态势,增长率超过了20%;IC设计、封测、晶圆制造以及功率器件是为4大推动主力。其中,封测行业在过去十多年中,因成本比较高,主要靠量推动发展,并是过去我国半导体产业4大推动力中产值最高的一块。不过,近两年来,我国的IC设计行业获得了巨大发展,2018年其产业营收已经超过了2500亿人民币规模,超过了封测产业的产值,未来还将继续高速发展。由此,封测行业也将继续成长,以匹配正在高速发展的IC设计行业发展需求。 从行业发展历程来看,包括封测行业在内的半导体产业主要由几类代表性产品所驱动。在上世纪80年代中期,由计算机主机和台式电脑推动发展;这一时期,笔记本电脑的发展势头也开始慢慢展现。而到了上世纪90年代中期,笔记本电脑就成为了整个半导体产业的驱动主力。待进入千禧之年,以手机为代表的移动通讯产品开始引领半导体产业的高速成长。在2010年之后,集各种功能于一体的智能手机取代了上一代产品并高速成长,并成为当下半导体产业发展的驱动代表。封测行业正是伴随这些时代的产品升级而获得了巨大发展。 下一个驱动半导体产业继续繁荣的代表产品又是什么呢?目前主流观点认为,数据运算时代将会成为当下的驱动主力,这是因为在端对端的应用中,如手机平台、汽车平台、智能制造、智能家居等,将会构建边缘云计算的庞大网络,形成端应用,这就需要庞大的大数据运算能力,离不开5G、AI、云计算等技术的支撑。面对新的产业变化,封测行业该如何应对?需要哪些新的技术来匹配发展?云端应用需要非常宽的带宽,我们知道,摩尔定律及先进制程一直在推动半导体行业的发展,封装行业也需要新的技术来支持新的封装需求,如高性能2.5D/3D封装技术、晶圆级封装技术、高密度SiP系统级封装技术、高速5G 通讯技术以及内存封装技术等,这些将会成为接下来封装行业跟进产业潮流的主流技术及方向。2.5D/3D先进封装集成目前,需要从FcBGA等平台上提供最大的封装尺寸,从传

半导体器件工艺与物理期末必考题材料汇总

半导体期末复习补充材料 一、名词解释 1、准费米能级 费米能级和统计分布函数都是指的热平衡状态,而当半导体的平衡态遭到破坏而存在非平衡载流子时,可以认为分就导带和价带中的电子来讲,它们各自处于平衡态,而导带和价带之间处于不平衡态,因而费米能级和统计分布函数对导带和价带各自仍然是适用的,可以分别引入导带费米能级和价带费米能级,它们都是局部的能级,称为“准费米能级”,分别用E F n、E F p表示。 2、直接复合、间接复合 直接复合—电子在导带和价带之间直接跃迁而引起电子和空穴的直接复合。 间接复合—电子和空穴通过禁带中的能级(复合中心)进行复合。 3、扩散电容 PN结正向偏压时,有空穴从P区注入N区。当正向偏压增加时,由P区注入到N区的空穴增加,注入的空穴一部分扩散走了,一部分则增加了N区的空穴积累,增加了载流子的浓度梯度。在外加电压变化时,N扩散区内积累的非平衡空穴也增加,与它保持电中性的电子也相应增加。这种由于扩散区积累的电荷数量随外加电压的变化所产生的电容效应,称为P-N结的扩散电容。用CD表示。 4、雪崩击穿 随着PN外加反向电压不断增大,空间电荷区的电场不断增强,当超过某临界值时,载流子受电场加速获得很高的动能,与晶格点阵原子发生碰撞使之电离,产生新的电子—空穴对,再被电场加速,再产生更多的电子—空穴对,载流子数目在空间电荷区发生倍增,犹如雪崩一般,反向电流迅速增大,这种现象称之为雪崩击穿。 1、PN结电容可分为扩散电容和过渡区电容两种,它们之间的主要区别在于 扩散电容产生于过渡区外的一个扩散长度范围内,其机理为少子的充放 电,而过渡区电容产生于空间电荷区,其机理为多子的注入和耗尽。 2、当MOSFET器件尺寸缩小时会对其阈值电压V T产生影响,具体地,对 于短沟道器件对V T的影响为下降,对于窄沟道器件对V T的影响为上升。 3、在NPN型BJT中其集电极电流I C受V BE电压控制,其基极电流I B受V BE 电压控制。 4、硅-绝缘体SOI器件可用标准的MOS工艺制备,该类器件显著的优点是 寄生参数小,响应速度快等。 5、PN结击穿的机制主要有雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿等等几种,其中发 生雪崩击穿的条件为V B>6E g/q。 6、当MOSFET进入饱和区之后,漏电流发生不饱和现象,其中主要的原因 有沟道长度调制效应,漏沟静电反馈效应和空间电荷限制效应。 二、简答题 1、发射区重掺杂效应及其原因。 答:发射区掺杂浓度过重时会引起发射区重掺杂效应,即过分加重发射区掺杂不但不能提高注入效率γ,反而会使其下降。 原因:发射区禁带宽度变窄和俄歇复合效应增强

2020年半导体封测装备行业分析

2020年半导体封测装备行业分析 一、行业发展情况 (2) 二、影响行业发展的因素 (3) 1、半导体产业重心转移带来巨大机遇 (3) 2、国家政策大力支持 (3) 3、全球封装设备呈寡头垄断格局 (4) 4、先进封装设备国产化率略高于传统封装产线 (4) 三、行业上下游之间的关系 (5) 1、与上游关联性 (5) 2、与下游关联性 (5) 四、行业竞争情况 (5) 1、行业竞争格局 (5) 2、行业进入壁垒 (6) (1)技术水平要求高,需要持续的生产实践积累 (6) (2)资本需求大 (7) (3)人才要求高 (7) (4)客户对品牌及企业严格的认证制度 (7) 3、主要企业 (8)

一、行业发展情况 根据SEMI2018年报告数据,全球封装设备约为42亿美元。另外根据2018年VLSI数据,半导体设备中,晶圆代工厂设备采购额约占80%,检测设备约占8%,封装设备约占7%,硅片厂设备等其他约占5%。假设该占比较稳定,结合SEMI 最新数据,2019年全球半导体制造设备销售额达到598亿美元,此前预计2020年全球半导体设备销售额将达到608亿美元,据此计算出2019、2020 年全球封装设备市场空间约为41.86、42.56亿美元。结合二者全球封装装备市场空间在40-42亿美元。 国际上ASM Pacific、K&S、Besi、Disco等封装设备厂商的收入体量在50-100 亿元,其中K&S在线焊设备方面全球领先,球焊机市场率64%,Besi、ASM Pacific垄断装片机市场,Disco则垄断全球2/3以上的划片机和减薄机市场,表明全球封装设备的竞争格局也和制程设备、测试设备一样,行业高度集中。 国内装片机主要被ASM Pacific、Besi、日本FASFORD和富士机械垄断,艾科瑞斯实现国产化突破;倒片机也被ASM Pacific、Besi 垄断,中电科实现倒片机国产化突破;线焊设备主要来自美国K&S、ASM Pacific、日本新川等外资品牌,暂无国产品牌进入主流封测厂;划片切割/研磨设备则主要被DISCO、东京精密等垄断,中电科实现减薄设备国产化突破;塑封系统/塑封机也主要被TOWA、ASM Pacific、APIC YAMADA垄断。

2021年半导体封测行业分析报告

2021年半导体封测行业分析报告 2021年1月

目录 一、行业景气超预期,有望保持较高增速 (4) 1、封测行业在2020Q2及2020Q3持续高稼动率运转,利润加速攀升 (4) 2、2019H2产能利用率提升,2020H2有望开启利润率提升 (4) 3、台湾供应链率先涨价,近期跟踪大陆封测同样供不应求 (5) 二、业绩表现超预期,有望进入盈利释放期 (5) 1、封测行业在2020Q2及2020Q3持续高稼动率运转,利润加速攀升 (5) 2、封测价值重估两阶段,从毛利率修复到净利率修复 (6) 3、2019H2产能利用率提升,2020H2有望开启利润率提升 (7) 4、国内封测行业持续发展壮大,直接受半导体景气周期影响 (7) 5、封测行业整合,大陆外延内生持续增长 (7) 三、重点公司简析 (8) 1、长电科技:三季报超预期,净利率持续攀高 (8) (1)营业收入持续增长,单季度净利率上升超预期 (8) (2)公司不断强化管理,改善财务结构,积极推动组织架构变更、降本提效 (9) (3)星科金朋持续盈利,JSKC受益于大客户5G手机放量 (9) (4)定增加码投入封测技术,增强公司竞争力 (9) 2、通富微电:业绩超预期,AMD Zen3竞争力加强 (10) (1)AMD Zen3提升幅度大,游戏性能短板大幅补足 (10) (2)通富微电与AMD形成了“合资+合作”的强强联合模式 (10) (3)智能终端迎来5G转型,联发科深度发力5G天玑系列芯片 (11) (4)产业趋势愈加明确,定增加码扩大产能 (11) 3、晶方科技:光学赛道TSV龙头,行业高度景气 (11) (1)公司专注于传感器封测技术,始终围绕WLCSP、TSV等先进封装工艺科研投入

2018年中国半导体封装测试行业分析报告

中国半导体封装测试行业分析报告

目录 1、半导体继续推进国产替代,封测将是关键突破口 (4) 1.1、半导体千亿市场空间大,国产替代仍需发力 (4) 1.2、国内厂商已与国际接轨,封测产业是突破口 (6) 2、FOWLP延续“摩尔定律”,SIP超越“摩尔定律” (9) 2.1、四代封装技术发展过程 (9) 2.2、FOWLP、SIP、3DTSV引领未来封测趋势 (10) 2.3、FOWLP封装技术介绍 (10) 2.4、SIP封装技术 (12) 2.5、硅通孔芯片封装工艺 (14) 2.6、中国封装产业高速发展,未来3年仍将持续 (16) 3、国内封装测试企业布局 (16) 3.1、国内封装测试基本情况 (16) 3.2 长电科技 (17) 3.3华天科技 (19) 3.4通富微电 (20) 4、风险提示 (21) 图目录 图1:半导体市场预测(按地区,亿美元) (4) 图2:半导体市场预测(按部件类别,亿美元) (4) 图3:中国半导体市场规模(2017年9-12月为预测,亿美元) (5) 图4:2017-2019年中国半导体市场规模预测(亿美元) (5) 图5:全球主要地区半导体市场占比 (5) 图6:中国大陆集成电路进出口对比(百亿美元) (5) 图7:中国大陆集成电路销售额和增速(亿元) (6) 图8:集成电路行业产业链 (7) 图9:中国大陆集成电路销售额和增速(分产业,亿元) (7) 图10:2016年IDM前十厂商营收(百万美元) (8) 图11:2016年Fabless前十厂商营收(百万美元) (8) 图12:2016年晶圆前十厂商营收(百万美元) (8) 图13:2016年封测前十厂商营收(百万美元) (8) 图14:2017-2020年各地区新建晶圆厂情况 (9) 图15:半导体封装技术演变过程 (10) 图16:WLCSP 构架组成 (11) 图17:WLCSP封装工艺流程图 (11) 图18:WLP技术变革 (11) 图19:Fan-out构架和横截面图 (11) 图20:Fan-Out与Fan-In构架区别 (12) 图21:FOWPL市场空间(单位:百万美元) (12) 图22:SIP构架示意图 (13) 图23:SIP构架示意图 (13)

最新09级半导体器件物理A卷答案

更多精品文档 一、 选择题:(含多项选择, 共30分,每空1分,错选、漏选、多选 均不得分) 1.半导体硅材料的晶格结构是( A ) A 金刚石 B 闪锌矿 C 纤锌矿 2.下列固体中,禁带宽度Eg 最大的是( C ) A 金属 B 半导体 C 绝缘体 3.硅单晶中的层错属于( C ) A 点缺陷 B 线缺陷 C 面缺陷 4.施主杂质电离后向半导体提供( B ),受主杂质电离后向半导体提供( A ),本征激发后向半导体提供( A B )。 A 空穴 B 电子 5.砷化镓中的非平衡载流子复合主要依靠( A ) A 直接复合 B 间接复合 C 俄歇复合 6.衡量电子填充能级水平的是( B ) A 施主能级 B 费米能级 C 受主能级 D 缺陷能级 7.载流子的迁移率是描述载流子( A )的一个物理量;载流子的扩散系数是描述载流子( B ) 的一个物理量。 A 在电场作用下的运动快慢 B 在浓度梯度作用下的运动快慢 8.室温下,半导体Si 中掺硼的浓度为1014cm -3,同时掺有浓度为1.1×1015cm - 3的磷,则电子浓 度约为( B ),空穴浓度为( D ),费米能级( G );将该半导体升温至570K ,则多子浓度约为( F ),少子浓度为( F ),费米能级( I )。(已知:室温下,ni ≈1.5 ×1010cm -3,570K 时,ni ≈2×1017 cm -3) A 1014cm -3 B 1015cm -3 C 1.1×1015cm - 3 D 2.25×105cm -3 E 1.2×1015cm -3 F 2×1017cm - 3 G 高于Ei H 低于Ei I 等于Ei 9.载流子的扩散运动产生( C )电流,漂移运动产生( A )电流。 A 漂移 B 隧道 C 扩散 10.下列器件属于多子器件的是( B D ) A 稳压二极管 B 肖特基二极管 C 发光二极管 D 隧道二极管 11.平衡状态下半导体中载流子浓度n 0p 0=n i 2,载流子的产生率等于复合率,而当np

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半导体器件物理复习题 一. 平衡半导体: 概念题: 1. 平衡半导体的特征(或称谓平衡半导体的定义) 所谓平衡半导体或处于热平衡状态的半导体,是指无外界(如电压、电场、磁场或温度梯度等)作用影响的半导体。在这种情况下,材料的所有特性均与时间和温度无关。 2. 本征半导体: 本征半导体是不含杂质和无晶格缺陷的纯净半导体。 3. 受主(杂质)原子: 形成P 型半导体材料而掺入本征半导体中的杂质原子(一般为元素周期表中的Ⅲ族元素)。 4. 施主(杂质)原子: 形成N 型半导体材料而掺入本征半导体中的杂质原子(一般为元素周期表中的Ⅴ族元素)。 5. 杂质补偿半导体: 半导体中同一区域既含受主杂质又含施主杂质的半导体。 6. 兼并半导体: 对N 型掺杂的半导体而言,电子浓度大于导带的有效状态密度, 费米能级高于导带底(0F c E E ->);对P 型掺杂的半导体而言,空穴浓度大于价带的有效状态密度。费米能级低于价带顶(0F v E E -<)。 7. 有效状态密度: 穴的有效状态密度。 8. 以导带底能量c E 为参考,导带中的平衡电子浓度:

其含义是:导带中的平衡电子浓度等于导带中的有效状态密度乘以能量为导带低能量时的玻尔兹曼分布函数。 9. 以价带顶能量v E 为参考,价带中的平衡空穴浓度: 其含义是:价带中的平衡空穴浓度等于价带中的有效状态密度乘以能量为价带顶能量时的玻尔兹曼分布函数。 10. 11. 12. 13. 14. 本征费米能级Fi E : 是本征半导体的费米能级;本征半导体费米能级的位置位于禁带 中央附近, g c v E E E =-。? 15. 本征载流子浓度i n : 本征半导体内导带中电子浓度等于价带中空穴浓度的浓度00i n p n ==。硅半导体,在 300T K =时,1031.510i n cm -=?。 16. 杂质完全电离状态: 当温度高于某个温度时,掺杂的所有施主杂质失去一个电子成为带正电的电离施主杂质;掺杂的所有受主杂质获得一个电子成为带负电的电离受主杂质,称谓杂质完全电离状态。 17. 束缚态: 在绝对零度时,半导体内的施主杂质与受主杂质成电中性状态称谓束缚态。束缚态时,半导体内的电子、空穴浓度非常小。 18. 本征半导体的能带特征:

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