半导体复习资料整理(1)
1.电子和空穴也可以通过杂质电离方式产生,当电子从施主能级跃迁到导带时产生导带电子;当电子从价带激发到受主能级时产生价带空穴等。
与此同时,还存在着相反的过程,即电子也可以从高能量的量子态跃迁到低能量的量子态,并向晶格放出一定能量,从而使导带中的电子和价带中的空穴不断减少,这一过
程称为载流子。
n 型Si 中的杂质离化区
2.掺杂浓度和温度对载流子浓度和费米能级的影响:
掺有某种杂质的半导体的载流子浓度和费米能级由温度和杂质浓度所决定。
对于杂质浓度一定的半导体,随着温度的升高,载流子则是从以杂质电离为主要来源过渡到以本征激发为主要来源的过程,相应地,费米能级则从位于杂质能级附近逐渐移近禁带中线处。
譬如n型半导体,在低温弱电离区时,导带中的电子是从施主杂质电离产生的;随着温度升高,导带中的电子浓度也增加,而费米能级则从施主能级以上往下降到施主能级以下;当下降到以下若干时,施主杂质全部电离,导带中的电子浓度等于施主浓度,处于饱和区;再升高温度,杂质电离已经不能增加电子数,但本征激发产生的电子迅速增加着,半导体进入过渡区,这时导带中的电子由数量级相近的本征激发部分和杂质电离部分组成,而费米能级则继续下降;当温度再升高时,本征激发成为载流子的主要来源,载流子浓度急剧上升,而费米能级下降到禁带中线处这时就是典型的本征激发。
对于p型半导体,作相似的讨论,在受主浓度一定时,随着温度升高,费米能级从在受主能级以下逐渐上升到禁带中线处,而载流子则从以受主电离为主要来源转化到以本征激发为主要来源
当温度一定时,费米能级的位置由杂质浓度所决定,例如n型半导体,随着施主浓度的增加,费米能级从禁带中线逐渐移向导带底方向。
对于p型半导体,随着受主浓度的增加费米能级从禁带中线逐渐移向价带顶附近。
这说明,在杂质半导体中,费米能级的位置不但反映了半导体导电类型,而且还反映了半导体的掺杂水平。
对于n型半导体,费米能级位于禁带中线以上,越大,费米能级位置越高。
对于p型半导体,费米能级位于中线以下,越大,费米能级位置越低。
参考教材图3-13和图3-14
一般半导体的总电流:
一般半导体的电导率:
n型半导体(n>>p):
p型半导体(p>>n):
本征半导体(n=p=ni):
费米分布函数:它是描写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。
它表示能量为E的量子态被一个电子占据的几率。
被空穴占据
通常把服从波耳兹曼统计率的电子系称为非简并系统;把服从费米统计率的电子系统称为简并性系统。
2、半导体的主要散射机构
散射的原因:周期性势场遭到破坏。
破坏的因素主要有:杂质,缺陷,晶格热振动
2、1 电离杂质散射
施主杂质电离后是一个带正电的离子,受主杂质电离后是一个带负电的离子。
在电离施主或受主周围形成一个库仑势场。
这一库仑势场局部地破坏了杂质附近地周期性势场,它就是使载流子散射地附加势场。
当载流子运动到电离杂质附近时,由于库仑势场地作用,就使载流子运动的方向发生改变。
电离施主和电离受主对电子和空穴散射,它们在散射过程中的轨迹是以施主或受主为一个焦点的双曲线。
2、2 晶格振动散射
格波:晶格中原子都在其平衡位置附近作微振动,形成的基本波动。
格波波矢q表示格波的波长及传播方向。
N个原胞的半导体晶体有N个不同的波矢q的格波。
一个q=3支光学波(高频)+3支声学波(低频)格波散射几率Pc=Ps+Po
晶格散射主要是长纵声学波和长纵光学波。
长纵声学波传播时和气体中的声波类似,会造成原子分布的疏密变化,产生体变,即疏处体积膨胀,密处压缩,如教材P93图4-10(b)所示。
在一个波长中,一半处于压缩状态,一半处于膨胀状态,这种体变表示原子间距的减小或增大。
由第一章知道,禁带宽度随原子间距变化,疏处禁带宽度减小,密度增大,使能带结构发生波形起伏。
禁带宽带的改变反映出导带底和价带顶的升高和降低,引起能带极值的改变。
这时,同是处于导带底和价带顶的电子或空穴,在半导体的不同地点,其能量就有差别。
所以,纵波引起的能带起伏,就其对载流子的作用讲,如同产生了一个附加势场,这一附加势场破坏了原来势场的严格周期性,就使电子从K状态散射到状态。
长纵光学波散射主要发生在离子晶体中。
在离子晶体中,每个原胞内有正负两个离子,它们和纵声学波一样,形成疏密相间的区域。
如讲义图4-10(b)所示。
由于正负离子位移相反,所以,正离子的密区和负离子的疏区相合,正离子的疏区和负离子的密区相合,从而造成在半个波长区域内带正电,另半个波长区域内带负电,带正负电的区域将产生电场,对载流子增加了一个势场的作用,这个势场就是引起载流子散射的附加势场。
电离杂质散射特点是随温度升高,迁移率增大,随电离杂质增加迁移率减小;声学波散射特点是随温度升高迁移率下降。
同时存在这两种散射机构时,就要考虑它们的共同作用对迁移率的影响。
当掺杂浓度较低时,可以忽略电离杂质的影响。
迁移率主要受晶格散射影响,即随温度升高迁移率下降;
当掺杂浓度较高时,低温时晶格振动较弱,晶格振动散射比电离杂质散射作用弱,主要是电离杂质散射,所以随温度升高迁移率缓慢增大;当温度较高时,随温度升高,晶格振动加剧,晶格散射作用,所以高温时迁移率随温度升高而降低。
参考P100
⏹
⏹低温区段温度很低,本征激发可忽略,载流子主要由杂质电离提供,它随温度升高而增加;散射
主要由杂质电离决定,迁移率也随温度升高而增大,所以,电阻率随温度升高而下降。
⏹电离饱和区段,温度继续升高(包括室温),杂质已全部电离,本征激发还不十分显著,载流
子基本上不随温度变化,晶格振动散射上升为主要矛盾,迁移率随温度升高而降低,所以,电阻率随温度升高而增大。
⏹本征激发区段,温度继续升高,本征激发很快增加,大量本征载流子的产生远远超过迁移率
的减小对电阻率的影响,这时,本征激发成为矛盾的主要方面,杂质半导体的电阻率将随温度的升高而急剧地下降,表现出同本征半导体相似的特性。
⏹影响迁移的因素~ 散射
⏹表征迁移的参量~ 迁移率
载流子的迁移率(与掺杂浓度和温度的关系) ⏹表征导电性的参量~ 电导率、电阻率
⏹半导体的电阻率ρ与掺杂浓度N的关系: ρ= 1/σ= (n qμ)-1.
室温下, 轻掺杂半导体的电阻率ρ基本上与掺杂浓度N有线性关系;
但是在高掺杂时电阻率将偏离线性关系.
⏹半导体的电阻率ρ与温度T的关系:
①低温区: 杂质电离使n↑; 杂质散射也使μ↑. 电阻率↓.
②全电离区: n不变化; 晶格散射使μ降低. 电阻率↑.
③本征区: 电阻率主要决定于ni, 电阻率单调下降.。
半导体物理复习与总结1答辩
no p0 Nc NV e
Ec EF kT
e
E E F v kT
Nc NV e
Eg kT
非简并半导体的统计分布规律
本征半导体
f ( E) f B ( E ) Ae
E k0T
杂质半导体
1 f D (E) 1 ED EF 1 exp( ) 2 k 0T 1 f A (E) 1 EF E A 1 exp( ) 2 k 0T
NA
1
pA N A pA
NA 1 2e
EF E A kT
非简并半导体中载流子浓度
2kTmdn 导带中电子浓度: no N / V 2 e 2 h
3/ 2 Ec EF kT 价带中空穴浓度po NV e
EF Ev kT
2kTmdp NV 2 h2
3/ 2
电子和空穴的乘积
nD N D f ( E D )
1 e 2
ED EF kT
ND
1
— 未电离的施主浓度
电离的施主浓度nD+为:
n N D nD 2e
D
ED EF kT
ND
1
没有电离的受主浓度pA为:
pA N A f p (EA )
电离的受主浓度pA-为:
1 e 2
E A EF kT
非简并半导体
服从费米统计规律 电子:
1 f (E) E EF 1 exp( ) k0T 1 f p (E) 1 f (E) EF E 1 exp( ) k0T
注:只有重掺杂的半导体才有可能是简并半导 体
1 半导体物理与器件-复习大纲
半导体物理与器件
非本征半导体
发生简并的条件 大量掺杂 温度的影响(低温简 并) 简并系统的特点: 杂质未完全电离 杂质能级相互交叠分 裂成能带,甚至可能 与带边相交叠。杂质 上未电离电子也可发 生共有化运动参与导 电。
从费米积分曲线上可以看出当ηF<-2时 为直线,即玻尔兹曼近似成立
பைடு நூலகம்
半导体物理与器件
Nc Ec EF kT ln Nd E E kT ln n0 Fi F ni
半导体物理与器件
重要公式
n0 p0 ni Nc Nve
2 Eg / kT
重要的公式:
Ec EF EF EFi n0 N c exp ni exp kT kT
a
0
a
2 a
3 a
a
k
中北大学
0 简约布 里渊区
a
半导体物理与器件
2mn dZ gc E 4 dE h3
* 3/ 2
E Ec
当EV<E<EC时,为禁带(带 隙),在此能量区间g(E)=0 导带中电子的态密度分布函 数gC(E)和价带中空穴的态 密度分布函数gV(E)随着能 量E的变化关系如右图所示, 当电子的态密度有效质量与 空穴的态密度有效质量相等 时,二者则关于禁带中心线 相对称。 例3.3 P.62
电中性状态
电中性条件
在平衡条件下,补偿半导体中存在着导带电子,价带 空穴,还有离化的带电杂质离子。但是作为一个整体, 半导体处于电中性状态。因而有:
n0 N a p0 N d
精简版-半导体物理与器件复习资料
精简版-半导体物理与器件复习资料(1).状态密度函数:有效量子态的密度。
它是能量的函数,表示为单位体积单位能量中的量子态数量。
(2).电子的有效质量:该参数将晶体导带中电子的加速度与外加的作用力联系起来,该参数包含了晶体中的内力。
(3).费米-狄拉克概率函数:该函数描述了电子在有效能级中的分布,代表了一个允许能量状态被电子占据的概率。
(4).费米能级:用最简单的话说,该能量在T=0K时高于所有被电子填充的状态的能量,而低于所有空状态能量。
(5).空穴的有效质量:该参数同样将晶体价带中空穴的加速度与外加作用力联系起来,而且包含了晶体中的内力。
(6).k空间能带图:以k为坐标的晶体能连曲线,其中k为与运动常量有关的动量,该运动常量结合了晶体内部的相互作用。
(7).克龙尼克-潘纳模型:由一系列周期性阶跃函数组成,是代表一维单晶晶格周期性势函数的数学模型。
(8).杂质补偿半导体:同一半导体区域内既含有施主杂质又含有受主杂质的半导体。
(9).完全电离:所有施主杂质原子因失去电子而带正电,所有受主杂质原子因获得电子而带负电的情况。
(10).简并半导体:电子或空穴的浓度大于有效状态密度,费米能级位于导带中(n型)或价带中(p型)的半导体。
(11).有效状态密度:即在导带能量范围内对量子态密度函数gc(E)与费米函数fF(E)的乘积进行积分得到的参数Nc;在价带能量范围内对量子态密度函数gv(E)与【1-fF(E)】的乘积进行积分得到的参数N。
(12).非本征半导体:进行了定量施主或受主掺杂,从而使电子浓度或空穴浓度偏离本征载流子浓度产生多数载流子电子(n型)或多数载流子空穴(p型)的半导体。
(13).束缚态:低温下半导体内的施主与受主呈现中性的状态。
此时,半导体内的电子浓度与空穴浓度非常小。
n:本征半导体内导带电子的浓度和价带空穴的浓度(数值相等)。
(14).本征载流子浓度iE:本征半导体内的费米能级位置。
(15).本征费米能级Fi(16).本征半导体:没有杂质原子且晶体中无晶格缺陷的纯净半导体材料。
第1章 常用半导体器件(1)
(a)
空间电荷区
N区
移到P型区的空穴填补了原来交界
面上P型区所失去的空穴, 从P型区
漂移到N型区的自由电子填补了原 来交界面上N型区所失去的自由电 子,漂移运动的结果是使空间电荷
内电场 Uho
区变窄。空间电荷区称为阻挡层。
第第1章1章常晶用体半二导极体管器与件三极管
1. PN结的形成
当多子的扩散运动和少子 的漂移运动达到动态平衡时,空 间电荷区的宽度一定,PN结电 流为零。在动态平衡时,由内电 场产生的电位差称为内建电位差 Uho, 如图(b)所示。处于室温 时 , 锗 的 Uho≈0.2~0.3 V , 硅 的 Uho≈0.5~0.7 V。
多子扩散运动使空间电荷区加宽。
第第1章1章常晶用体半二导极体管器与件三极管
1. PN结的形成
空穴 负离子 正离子 自由电子
内电场:在空间电荷区里,由带正 P区
N区
电的N型区指向带负电的P型区的电 场。 内电场阻止多子的扩散运动、
内电场推动少数载流子产生漂移运 动(载流子从浓度低的区域向浓度 高的区域的运动。) 。从N型区漂 P 区
第第1章1章常晶用体半二导极体管器与件三极管
2. P型半导体
因三价杂质原子 在与硅原子形成共价 键时,缺少一个价电 子而在共价键中留下 一个空穴。
空穴很容易俘获电子,使杂质原子成为负离子。 三价杂质 因而也称为受主原子。
在P型半导体中空穴是多数载流子,它主要由掺杂 形成;自由电子是少数载流子, 由热激发形成。
第第1章1章常晶用体半二导极体管器与件三极管
第1章 常用半导体器件
1.1 半导体基础知识 1.2 半导体二极管 1.3 半导体三极管 1.4 半导体场效应管
半导体物理复习试题及答案复习资料
半导体物理复习试题及答案复习资料一、引言半导体物理是现代电子学中至关重要的一门学科,其涉及电子行为、半导体器件工作原理等内容。
为了帮助大家更好地复习半导体物理,本文整理了一些常见的复习试题及答案,以供大家参考和学习。
二、基础知识题1. 请简述半导体材料相对于导体和绝缘体的特点。
答案:半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的导电特性。
与导体相比,半导体的电导率较低,并且在无外界作用下几乎不带电荷。
与绝缘体相比,半导体的电导率较高,但不会随温度显著增加。
2. 什么是本征半导体?请举例说明。
答案:本征半导体是指不掺杂任何杂质的半导体材料。
例如,纯净的硅(Si)和锗(Ge)就是本征半导体。
3. 简述P型半导体和N型半导体的形成原理。
答案:P型半导体形成的原理是在纯净的半导体材料中掺入少量三价元素,如硼(B),使其成为施主原子。
施主原子进入晶格后,会失去一个电子,并在晶格中留下一个空位。
这样就使得电子在晶格中存在的空位,形成了称为“空穴”的正电荷载流子,因此形成了P型半导体。
N型半导体形成的原理是在纯净的半导体材料中掺入少量五价元素,如磷(P)或砷(As),使其成为受主原子。
受主原子进入晶格后,会多出一个电子,并在晶格中留下一个可移动的带负电荷的离子。
这样就使得半导体中存在了大量的自由电子,形成了N型半导体。
4. 简述PN结的形成原理及特性。
答案:PN结是由P型半导体和N型半导体的结合所形成。
P型半导体和N型半导体在接触处发生扩散,形成电子从N区流向P区的过程。
PN结具有单向导电性,即在正向偏置时,电流可以顺利通过;而在反向偏置时,电流几乎无法通过。
三、摩尔斯电子学题1. 使用摩尔斯电子学符号,画出“半导体”的符号。
答案:半导体的摩尔斯电子学符号为“--..-.-.-...-.”2. 根据摩尔斯电子学符号“--.-.--.-.-.-.--.--”,翻译为英文是什么?答案:根据翻译表,该符号翻译为“TRANSISTOR”。
半导体物理复习资料
第一章 半导体中的电子状态1.导体、半导体、绝缘体的划分:Ⅰ导体内部存在部分充满的能带,在电场作用下形成电流;Ⅱ绝缘体内部不存在部分充满的能带,在电场作用下无电流产生; Ⅲ半导体的价带是完全充满的,但与之上面靠近的能带间的能隙很小,电子易被激发到上面的能带,使这两个能带都变成部分充满,使固体导电。
2.电子的有效质量是*n m ,空穴的有效质量是*p m ;**np m m -=,电量等值反号,波矢k 与电子相同 能带底电子的有效质量是正值,能带顶电子的有效质量是负值。
能带底空穴的有效质量是负值,能带顶空穴的有效质量是正值。
3.半导体中电子所受的外力dtdkh f ⋅=的计算。
4.引进有效质量的意义:概括了半导体内部势场的作用,使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时,可以不涉及半导体内部势场的作用。
第二章 半导体中杂质和缺陷能级1.施主能级:被施主杂质束缚的电子的能量状态称为施主能级E D ;施主能级很接近于导带底;受主能级:被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级E A ;受主能级很接近于价带顶。
施主能级图 受主能级图2.浅能级杂质:杂质的电离能远小于本征半导体禁带宽度的杂质,电离后向相应的能带提供电子或空穴。
深能级杂质:能级位于禁带中央位置附近,距离相应允带差值较大。
深能级杂质起复合中心、陷阱作用;浅能级杂质起施主、受主作用。
3.杂质的补偿作用:半导体中同时含有施主和受主杂质,施主和受主先相互抵消,剩余的杂质发生电离。
在Ⅲ-Ⅴ族半导体中(Ga-As )掺入Ⅳ族杂质原子(Si ),Si 为两性杂质,既可作施主,亦可作受主。
设315100.1-⨯=cm N A ,316101.1-⨯=cm N D ;则316100.1-⨯=-=cm N N n A D 由p n n i ⋅=2,可得p 值;①p n ≈时,近似认为本征半导体,i F E E =;②p n μμ=时,本征电导p n σσ=; p n >>时,杂质能级靠近导带底;第三章 半导体中载流子的统计分布1.费米分布函数(简并半导体)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-+=Tk E E E f F 0exp 11)((本征);⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-+=T k E E E f F 0exp 2111)((杂质);玻尔兹曼分布函数(非简并半导体) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-=T k E A E f B0exp )(;2.费米能级:TF N F E ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂==μ;系统处于热平衡状态,也不对外界做功的情况下,系统中增加一个电子所引起系统自由能的变化,等于系统的化学势,也就是等于系统的费米能级。
复习题半导体物理学
复习题:半导体物理学引言:半导体物理学是研究半导体材料的电学和光学性质的科学学科。
半导体材料由于其特殊的能带结构,介于导体和绝缘体之间。
在半导体物理学中,我们研究电子行为、能带理论、掺杂效应和半导体器件等方面的内容。
本文将通过一系列复习题来回顾半导体物理学的相关知识。
一、电子行为:1. 什么是载流子?在半导体中有哪两种类型的载流子?在半导体中,带有电荷的粒子称为载流子。
一种是带负电荷的电子,另一种是带正电荷的空穴。
2. 什么是能带?能带理论是用来描述什么的?能带是指具有一定能量范围的电子能级分布。
能带理论用于描述电子在半导体中的分布和运动行为。
3. 什么是禁带宽度?它对半导体的导电性质有什么影响?禁带宽度是指能带中能量差最小的范围,该范围内的能级没有允许态。
禁带宽度决定了半导体的导电性能。
能带中存在禁带宽度时,半导体表现出绝缘体的性质;当禁带宽度足够小的时候,允许电子状态穿越禁带,半导体表现出导体的性质。
二、掺杂效应:1. 什么是掺杂?常见的掺杂元素有哪些?掺杂是指向纯净的半导体中引入少量杂质元素,以改变半导体的导电性质。
常见的掺杂元素有磷、锑、硼等。
2. 控制掺杂浓度的方法有哪些?掺杂浓度可以通过掺杂杂质元素的量来控制。
掺杂浓度越高,半导体的导电性越强。
3. P型和N型半导体有什么区别?P型半导体是指通过掺杂三价元素使半导体中存在过剩的空穴,空穴是主要的载流子。
N型半导体是指通过掺杂五价元素使半导体中存在过剩的电子,电子是主要的载流子。
三、半导体器件:1. 什么是PN结?它的主要作用是什么?PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结构。
PN结的主要作用是将半导体材料的导电性质从P型区域传导到N型区域,形成电子流和空穴流。
2. 什么是二极管?它的特点是什么?二极管是PN结的一种常见应用。
它具有单向导电性,允许电流从P区域流向N区域,而阻止电流从N区域流向P区域。
3. 什么是晶体管?它的工作原理是怎样的?晶体管是由三个掺杂不同类型的半导体构成的器件。
半导体物理复习试题及答案复习资料
半导体物理复习试题及答案复习资料一、选择题1、下面关于晶体结构的描述,错误的是()A 晶体具有周期性的原子排列B 晶体中原子的排列具有长程有序性C 非晶体的原子排列没有周期性D 所有晶体都是各向同性的答案:D解释:晶体具有各向异性,而非各向同性。
2、半导体中的施主杂质能级()A 位于导带底附近B 位于价带顶附近C 位于禁带中央D 靠近价带顶答案:A解释:施主杂质能级靠近导带底,容易向导带提供电子。
3、本征半导体的载流子浓度随温度升高而()A 不变B 减小C 增大D 先增大后减小答案:C解释:温度升高,本征激发增强,载流子浓度增大。
4、下面关于 PN 结的描述,正确的是()A PN 结空间电荷区中的内建电场方向由 N 区指向 P 区B 正向偏置时,PN 结电流很大C 反向偏置时,PN 结电流很小且趋于饱和D 以上都对答案:D解释:PN 结空间电荷区中的内建电场方向由 N 区指向 P 区,正向偏置时多数载流子扩散电流大,反向偏置时少数载流子漂移电流小且趋于饱和。
5、金属和半导体接触时,如果形成阻挡层,那么半导体表面是()A 积累层C 反型层D 以上都可能答案:B解释:形成阻挡层时,半导体表面通常是耗尽层。
二、填空题1、常见的半导体材料有_____、_____和_____等。
答案:硅、锗、砷化镓2、半导体中的载流子包括_____和_____。
答案:电子、空穴3、施主杂质的电离能_____受主杂质的电离能。
(填“大于”或“小于”)答案:小于4、当半导体处于热平衡状态时,其费米能级_____。
(填“恒定不变”或“随温度变化”)答案:恒定不变5、异质结分为_____异质结和_____异质结。
答案:突变异质结、缓变异质结1、简述半导体中施主杂质和受主杂质的作用。
答:施主杂质在半导体中能够提供电子,使其成为主要的导电载流子,增加半导体的电导率。
受主杂质能够接受电子,产生空穴,使空穴成为主要的导电载流子,同样能提高半导体的电导率。
半导体工艺及芯片制造复习资料简答题与答案
半导体工艺及芯片制造复习资料简答题与答案第一章、半导体产业介绍1 .什么叫集成电路?写出集成电路发展的五个时代及晶体管的数量?(15分)集成电路:将多个电子元件集成在一块衬底上,完成一定的电路或系统功能。
集成电路芯片/元件数 无集成1 小规模(SSI )2到50 中规模(MSI )50到5000 大规模(LSI )5000到10万 超大规模(VLSI ) 10万至U100万 甚大规模(ULSI ) 大于100万 产业周期1960年前 20世纪60年代前期 20世纪60年代到70年代前期 20世纪70年代前期到后期 20世纪70年代后期到80年代后期 20世纪90年代后期到现在2 .写出IC 制造的5个步骤?(15分)Wafer preparation (硅片准备)Wafer fabrication (硅片制造)Wafer test/sort (硅片测试和拣选)Assembly and packaging (装配和封装)Final test (终测)3 .写出半导体产业发展方向?什么是摩尔定律?(15分)发展方向:提高芯片性能一提升速度(关键尺寸降低,集成度提高,研发采用新材料),降低功耗。
提高芯片可靠性一严格控制污染。
降低成本——线宽降低、晶片直径增加。
摩尔定律指:IC 的集成度将每隔一年翻一番。
1975年被修改为:IC 的集成度将每隔一年半翻一番。
4 .什么是特征尺寸CD ? (10分)最小特征尺寸,称为关键尺寸(Critical Dimension, CD ) CD 常用于衡量工艺难易的标志。
5.什么是 More moore 定律和 More than Moore 定律?(10 分)“More Moore”指的是芯片特征尺寸的不断缩小。
从几何学角度指的是为了提高密度、性能和可靠性在晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸的继续缩小。
与此关联的3D结构改善等非几何学工艺技术和新材料的运用来影响晶圆的电性能。
半导体材料(复习资料)
半导体材料(复习资料)半导体材料复习资料0:绪论1.半导体的主要特征:(1)电阻率在10-3 ~ 109 ??cm 范围(2)电阻率的温度系数是负的(3)通常具有很高的热电势(4)具有整流效应(5)对光具有敏感性,能产生光伏效应或光电导效应2.半导体的历史:第一代:20世纪初元素半导体如硅(Si)锗(Ge);第二代:20世纪50年代化合物半导体如砷化镓(GaAs)铟磷(InP);第三代:20世纪90年代宽禁带化合物半导体氮化镓(GaN)碳化硅(SiC)氧化锌(ZnO)。
第一章:硅和锗的化学制备第一节:硅和锗的物理化学性质1.硅和锗的物理化学性质1)物理性质硅和锗分别具有银白色和灰色金属光泽,其晶体硬而脆。
二者熔体密度比固体密度大,故熔化后会发生体积收缩(锗收缩5.5%,而硅收缩大约为10%)。
硅的禁带宽度比锗大,电阻率也比锗大4个数量级,并且工作温度也比锗高,因此它可以制作高压器件。
但锗的迁移率比硅大,它可做低压大电流和高频器件。
2)化学性质(1)硅和锗在室温下可以与卤素、卤化氢作用生成相应的卤化物。
这些卤化物具有强烈的水解性,在空气中吸水而冒烟,并随着分子中Si(Ge)?H键的增多其稳定性减弱。
(2)高温下,化学活性大,与氧,水,卤族(第七族),卤化氢,碳等很多物质起反应,生成相应的化合物。
注:与酸的反应(对多数酸来说硅比锗更稳定);与碱的反应(硅比锗更容易与碱起反应)。
2.二氧化硅(SiO2)的物理化学性质物理性质:坚硬、脆性、难熔的无色固体,1600℃以上熔化为黏稠液体,冷却后呈玻璃态存在形式:晶体(石英、水晶)、无定形(硅石、石英砂) 。
化学性质:常温下,十分稳定,只与HF、强碱反应3.二氧化锗(GeO2)的物理化学性质物理性质:不溶于水的白色粉末,是以酸性为主的两性氧化物。
两种晶型:正方晶系金红石型,熔点1086℃;六方晶系石英型,熔点为1116℃化学性质:不跟水反应,可溶于浓盐酸生成四氯化锗,也可溶于强碱溶液,生成锗酸盐。
