半导体工艺试验-电子科技大学
电子科技大学半导体物理期末考试试卷a试题答案
电子科技大学半导体物理期末考试试卷a试题答案半导体物理课程考试题A卷（120分钟）考试形式：闭卷考试日期2022年元月18日课程成绩构成：平时10分，期中5分，实验15分，期末70分一、选择题（共25分，共25题，每题1分）A）的半导体。
A.不含杂质和缺陷B.电阻率最高C.电子密度和空穴密度相等D.电子密度与本征载流子密度相等2、如果一半导体的导带中发现电子的几率为零，那么该半导体必定（D）。
A.不含施主杂质B.不含受主杂质C.不含任何杂质D.处于绝对零度3、对于只含一种杂质的非简并n型半导体，费米能级EF随温度上升而（D）。
A.单调上升B.单调下降C.经过一个极小值趋近EiD.经过一个极大值趋近Ei4、如某材料电阻率随温度上升而先下降后上升，该材料为（C）。
A.金属B.本征半导体C.掺杂半导体D.高纯化合物半导体5、公式某/mqτμ=中的τ是半导体载流子的（C）。
A.迁移时间B.寿命C.平均自由时间D.扩散时间6、下面情况下的材料中，室温时功函数最大的是（A）A.含硼1某1015cm-3的硅B.含磷1某1016cm-3的硅C.含硼1某1015cm-3，磷1某1016cm-3的硅D.纯净的硅7、室温下，如在半导体Si中，同时掺有1某1014cm-3的硼和1.1某1015cm-3的磷，则电子浓度约为（B），空穴浓度为（D），费米能级为（G）。
将该半导体由室温度升至570K，则多子浓度约为（F），少子浓度为（F），费米能级为（I）。
（已知：室温下，ni≈1.5某1010cm-3；570K时，ni≈2某1017cm-3）A、1某1014cm-3B、1某1015cm-3C、1.1某1015cm-3D、2.25某105cm-3E、1.2某1015cm-3F、2某1017cm-3G、高于EiH、低于EiI、等于Ei8、最有效的复合中心能级位置在（D）附近；最有利陷阱作用的能级位置在（C）附近，常见的是（E）陷阱。
电子科技大学微电子器件实验报告MICRO-1
电⼦科技⼤学微电⼦器件实验报告MICRO-1电⼦科技⼤学实验报告（实验）课程名称微电⼦器件实验⼀：双极晶体管直流特征的测量学⽣姓名：学号：201203******指导教师：刘继芝实验地点：211楼605实验时间：2015、6、⼀、实验室名称：微电⼦器件实验室⼆、实验项⽬名称：双极晶体管直流特征的测量三、实验学时：3四、实验原理：1．XJ4810半导体管特性图⽰仪的基本原理⽅框图XJ4810图⽰仪的基本原理⽅框图如图1-3所⽰。
其各部分的作⽤如下。
（1）基极阶梯信号发⽣器提供必须的基极注⼊电流。
（2）集电极扫描电压发⽣器提供从零开始、可变的集电极电源电压。
（3）同步脉冲发⽣器⽤来使基极阶梯信号和集电极扫描电压保持同步，以便正确⽽稳定地显⽰特性曲线（当集电极扫描电压直接由市电全波整流取得时，同步脉冲发⽣器可由50Hz 市电代替）。
（4）测试转换开关是⽤于测试不同接法和不同类型晶体管的特性曲线和参数的转换开关。
（5）放⼤和显⽰电路⽤于显⽰被测管的特性曲线。
（6）电源（图中未画出）为各部分电路提供电源电压。
2．读测⽅法（以3DG6 npn 管为例）（1）输⼊特性曲线和输⼊电阻R i在共射晶体管电路中，输出交流短路时，输⼊电压和输⼊电流之⽐为R i ，即常数=??=CE V B BEi I V R 它是共射晶体管输⼊特性曲线斜率的倒数。
例如需测3DG6在V CE = 10V 时某⼀⼯作点Q 的R i 值，晶体管接法如图1-4所⽰。
各旋钮位置为：峰值电压范围 0~10V极性（集电极扫描）正（+）极性（阶梯）正（+）功耗限制电阻 0.1~1k Ω（适当选择）x 轴作⽤电压0 .1V/度 y 轴作⽤阶梯作⽤重复阶梯选择 0.1mA/级测试时，在未插⼊样管时先将x 轴集电极电压置于1V/度，调峰值电压为10V ，然后插⼊样管，将x 轴作⽤扳到电压0.1V/度，即得V CE =10V 时的输⼊特性曲线。
这样可测得图1-5；.200101.002.0310Ω=?=??=-=V VB BE i CE I V R图1-4 晶体管接法图1-5 晶体管的输⼊特性曲线（2）输出特性曲线、转移特性曲线和β、h FE 、α在共射电路中，输出交流短路时，输出电流和输⼊电流增量之⽐为共射晶体管交流电流放⼤系数β。
(推荐)标准试验报告-电子科技大学
电子科技大学微电子与固体电子学院标准实验报告（实验）课程名称印制电路原理和工艺（实验）电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验地点：微固楼445 实验时间：一、实验室名称：印制电路工艺实验室二、实验项目名称：挠性PI基材上镂空板用开窗口工艺研究三、实验学时：4学时四、实验原理：在电子设备轻、薄、多功能化发展趋势的促进下，印制电路板正向薄膜化、精细化、高密度互联和元件搭载的方向发展。
挠性印制电路板（Flex Print Circuit Board，FPCB）由于具有可自由弯曲、折叠等特性，被广泛应用于手机、数码相机、摄像机、笔记本电脑、航空电子设备等电子设备中。
而挠性印制电路板的这些特性，来源于其基材—柔性高分子聚合物薄膜，其中聚酰亚胺（polyimide，PI）是挠性印制电路板中使用最多的品种。
PI具有优异耐热温度，可在260℃下长期使用（短时间可以承受550℃）。
同时，PI具有良好的力学性能和优良的耐油性、耐溶剂性、耐辐射性。
FPCB开窗口就是将线路板上设计窗口处的PI基材去除，使Cu导线裸露出来，从而实现增强FPCB功能或性能之目的。
开窗口技术是镂空FPCB制作的基本技术。
由于窗口处没有PI、线路暴露，就可以在单层的基础上实现双面导通的功能，可以与表面贴装技术（Surface Mounted Technology，SMT）结合，可以使印制板在焊接时具有好的耐高温性能，可以使多层FPCB具有更佳的散热性能。
因此，挠性印制电路板开窗口技术在新型电子设备开发中具有重要地位。
目前，FPCB开窗口的方法较多，按照工作原理可以分为机械加工和蚀刻加工两大类。
在机械加工技术中，机械冲切和数控铣应用最广。
机械冲切法使用的工具是冲床，该技术具有生产批量大、先期投入成本低、生产消耗成本低等优点。
但具有产品加工精度受冲模精度限制的缺点，随着窗口尺寸越小，所需模具的成本就越高，生产就越困难。
半导体工艺专业实践报告
半导体工艺专业实践报告2021年12月1日至2022年1月30日一、实践背景与目的半导体工艺专业的实践是培养学生在实际工作环境中掌握半导体工艺流程和技术的重要途径。
本次实践旨在让学生深入了解半导体工艺流程，并掌握常见的工艺仪器的使用方法。
通过实际操作，提高学生的实践能力，为将来从事半导体工艺相关工作打下基础。
二、实践内容1. 工艺流程学习在实践开始前，我们对半导体工艺流程进行了学习。
通过查阅相关资料和参观实验室，我们了解到典型的半导体工艺流程包括器件制备、掩膜光刻、薄膜沉积、清洗和检测等步骤。
我们重点学习了掩膜光刻和薄膜沉积这两个关键的工艺步骤。
2. 实验室操作在实验室操作环节，我们分为小组进行实践操作。
首先，我们学习了掩膜光刻这一关键步骤。
通过练习，我们掌握了光刻胶的涂覆、暴露和显影等基本操作。
我们还学习和掌握了光刻机的基本原理和使用方法。
在实际操作中，我们注意了安全操作规范，并保证了实验室的整洁和有序。
接下来，我们进行了薄膜沉积实验。
通过学习，我们了解了不同材料的薄膜沉积方法，在实践中熟练地掌握了化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)的操作步骤。
我们还学习了相应的设备操作和维护知识，确保了实验的顺利进行。
3. 数据分析与报告撰写在实践过程中，我们采集了大量的实验数据，并进行了分析和总结。
我们学会了使用统计软件进行数据处理和图表绘制。
通过对数据的分析，我们能够判断实验结果是否符合预期，并提出改进的方案。
最后，我们撰写了实践报告，详细描述了实践过程、实验结果和数据分析。
三、实践收获通过这段时间的实践，我收获颇多。
首先，我对半导体工艺流程有了更深入的认识，了解了每个步骤的重要性和操作要点。
其次，我掌握了常见的半导体工艺仪器的使用方法，提高了实验操作的技能。
最重要的是，我在实践中培养了沟通合作和解决问题的能力，提高了团队协作意识。
此外，通过数据分析和报告撰写的过程，我提升了数据处理和科学写作的能力。
半导体物理试验-微电子学院微电子试验教学中心-西安电子科技大学
《半导体物理实验》教学大纲课程编号：MI4221016课程名称：半导体物理实验英文名称：Experiments ofSemiconductor Physics学时：8 学分：0.5课程类别：限选课程性质：专业课适用专业：集成电路与系统集成先修课程：半导体物理和半导体器件电子学开课学期：4 开课院系：微电子学院一、课程的教学目标与任务目标：培养学生独立完成半导体材料特性测试、分析的实践动手能力，巩固和强化半导体物理知识，提升学生在微电子技术领域的竞争力，培养学生灵活运用理论知识解决实际问题的能力，锻炼学生分析、探讨和总结实验结果的能力。
任务：在理论课程的学习基础上，通过大量实验，熟练掌握现代微电子技术中半导体材料特性相关的实验手段和测试技术。
课程以教师讲解，学生实际动手操作以及师生讨论的形式实施。
二、本课程与其它课程的联系和分工本实验要求学生掌握半导体物理效应的测试技术和分析手段，共设置9个实验，要求学生选择完成其中4个实验。
（一）高频光电导衰退法测量非平衡少子寿命（2学时）具体内容：利用高频光电导衰退法分别测量具有高、中、低电阻率的半导体单晶硅样品的少子寿命，并对测试结果进行分析和探讨。
1.基本要求（1）掌握高频光电导衰退法测量少子寿命的测试原理和方法；（2）掌握半导体材料中少子、少子寿命和电阻率等相关概念。
2.重点、难点重点：高频光电导衰退法测试实验样品的少子寿命；难点：概念理解和测试结果分析和探讨。
3.说明：学习和掌握非平衡少子寿命的测试原理和测试方法。
（二）恒定表面光电压法测量硅中少子的扩散长度（2学时）具体内容：利用恒定表面光电压法测试硅样品中少子的扩散长度。
1.基本要求（1）了解恒定表面光电压法测试硅材料中少子扩散长度的测试原理；（2）掌握半导体中少子扩散长度的测试方法。
2.重点、难点重点：对实验样品进行少子扩散长度的测试；难点：实验仪器的使用和少子扩散长度的准确测量。
3.说明：掌握半导体中少子扩散长度的测试方法。
虚拟仿真实验在半导体器件物理实验中的应用探究
总第494期Vol.4942020年12月Dec.2020大学(教学与教育)University(Teaching&Education)虚拟仿真实验在半导体器件物理实验中的应用探究段小玲，王树龙，许晟瑞(西安电子科技大学微电子学院，陕西西安710071)摘要:半导体器件物理实验是微电子与集成电路专业的核心专业实验，具有实践性强及技术更新快的特点，而真实实验环节存在实验设备昂贵、安全风险和器件内部特征与参数信息难以获得等问题。
西安电子科技大学微电子学院实验中心把虚拟仿真实验应用到半导体器件物理实验当中，作为真实实验的有效补充，通过虚实结合的实验模式探索，解决了经费有限、安全风险和教学内容前沿创新不足等问题，积极促进了高水平、高素质、强能力的集成电路人才培养。
关键词:虚拟仿真;半导体器件物理实验;虚实结合中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1673-7164(2020)48-0075-03半导体器件是集成电路芯片的核心部分,其性能高低主导着芯片的整体性能。
半导体器件物理实验是微电子与集成电路专业的一门基础实验课，其涉及的实验设备相对昂贵,受到经费预算、场地空间、安全风险、试错成本、实验课时以及半导体器件本身结构特点等条件的限制,真实实验很难实现学生人手一台设备实验，使其在有限的实践环节中充分理解实验原理、进行实验操作并对实验结果进行全面深刻地分析。
为了解决实验课中普遍存在的问题，各大高校致力于实验室建设、团队建设、实验教学内容和教学模式改革探索和实践研究2〕。
西安电子科技大学微电子学院微电子与集成电路实验中心通过专业基础实验室重构和虚拟仿真实验室建设的多年探索，取得了一些教学改革经验叫进行了系列虚拟仿真实验建设和探索。
例如，把虚拟仿真实验应用到半导体器件物理实验当中，借助虚拟仿真技术“层层”剖析半导体器件,宜观、形象地展现出半导体器件内部不同方向上结构和参数的变化规律,增强学生对半导体器件结构、特性和原理的把握，弥补了传统实验教学存在的不足，使半导体器件物理实验教学更加高效。
半导体基础实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除半导体基础实验报告篇一：半导体物理实验报告电子科技大学半导体物理实验报告姓名：艾合麦提江学号：20XX033040008班级：固电四班实验一半导体电学特性测试测量半导体霍尔系数具有十分重要的意义。
根据霍尔系数的符号可以判断材料的导电类型；根据霍尔系数及其与温度的关系，可以计算载流子的浓度，以及载流子浓度同温度的关系，由此可确定材料的禁带宽度和杂质电离能；通过霍尔系数和电阻率的联合测量．能够确定我流子的迁移约用微分霍尔效应法可测纵向载流子浓度分布；测量低温霍尔效应可以确定杂质补偿度。
霍尔效应是半导体磁敏器件的物理基础。
1980年发现的量子霍尔效应对科技进步具有重大意义。
早期测量霍尔系数采用矩形薄片样品．以及“桥式”样品。
1958年范德堡提出对任意形状样品电阻率和霍尔系数的测量方法，这是一种有实际意义的重要方法，目前已被广泛采用。
本实验的目的使学生更深入地理解霍尔效应的原理，掌握霍尔系数、电导率和迁移率的测试方法，确定样品的导电类型。
一、实验原理如图，一矩形半导体薄片，当沿其x方向通有均匀电流I，沿Z方向加有均匀磁感应强度的磁场时，则在y方向上产生电势差。
这种想象叫霍尔效应。
所生电势差用Vh表示，成为霍尔电压，其相应的电场称为霍尔电场ey。
实验表明，在弱磁场下，ey同J（电流密度）和b成正比ey=RhJb（1）式中Rh为比例系数，称为霍尔系数。
在不同的温度范围，Rh有不同的表达式。
在本征电离完全可以忽略的杂质电离区，且主要只有一种载流子的情况，当不考虑载流子速度的统计分布时，对空穴浓度为p的p型样品Rh?1?0（2）pq式中q为电子电量。
对电子浓度为n的n型样品Rh??1?0nq（3）当考虑载流子速度的统计分布时，式（2）、（3）应分别修改为??h?1??h?1Rh??Rh???pqnq??p??n（4）式中μh为霍尔迁移率。
μ为电导迁移率。
对于简单能带结构??h?（5）h??h?p??nγh称为霍尔因子，其值与半导体内的散射机制有关，对晶格散射γh=3π/8=1.18;对电离杂质散射γh=315π/512=1.93,在一般粗略计算中,γh可近似取为1.在半导体中主要由一种载流子导电的情况下，电导率为?n?nq?n和?p?pq?p（6）由（4）式得到Rh?ph?p和Rh?nh?n（7）测得Rh和σ后，μh为已知，再由μ（n，T）实验曲线用逐步逼近法查得μ，即可由式（4）算得n或p。
电子科技大学CMOS模拟集成设计Hspice仿真
以下用实例说明 Hspice 的输入电路程序。 的输入电路程序。
1
NMOS II-V Characteristic 测试电路： 测试电路：
图 1-1 NMOS I-V 特性测试电路 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
图 1-8 Hspice InstallShield Wizard
2. 选择安装目录。Click“Next”选择 default 目录，如图 1-9 所示。 C:\synopsys\Hspice_A-2008.03-SPI 是 default 的目录。
7
图 1-9 InstallShield Wizard 选择安装目录
饱和状态下 NMOS 电压电流关系公式[1-1]中的参数Ｋｎ, ＶＴ 和 λｎ是 CMOS 工艺参数，理想状态下是常数。 针对一具体 CMOS 工艺技术， 通过仿真求取以上工艺参数是模拟电路设计的第 一步。
4. 实验步骤： 实验步骤： 练习一: 练习一: 下载/安装/ 安装/设置 Hspice 仿真软件 步骤一：在本机的桌面建一子目录 2008Hspice。 步骤一 步骤二：从指定的机器和目录中，下载图 1-5 中 23 个压缩文件到本机的子目录 步骤二 2008Hspice 下。 文件 _Hspice.pቤተ መጻሕፍቲ ባይዱrt01 到 _Hspice.part22 是 Hspice 的 setup 文件的压缩， _Hspice.2008-03 是 Hspice 2008 版的 license 文件的压缩。
实验目录
实验一： 实验一：EDA 仿真软件 Hspice 及 CMOS 工艺技术参数 实验二： 实验二：CMOS Differential Amplifier Design 差分放大器设计 实验三： 实验三：CMOS Operational Amplifier Design 运算放大器设计 实验四： 实验四：CMOS AnalogAnalog-toto-Digital Converter 模数转换器（ 模数转换器（ADC） ADC）设计
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微机电系统课程实验之三
采用湿法刻蚀技术制作微V型槽《微机电系统》课程组编写
电子科技机械电子工程学院
2005年5月
实验名称：采用湿法刻蚀技术制作硅微V 形槽
一、 实验目的
1、理解硅湿法刻蚀加工原理；掌握硅晶体晶向对湿法刻蚀过程、最终形成
结构形状的影响规律；
2、理解微加工工艺流程；通过运用硅湿法刻蚀加工装置、完成其腐蚀实验
过程，培养对微加工过程的具体感性认识； 3、学习微结构测试、分析的相关知识。
二、 实验任务
选择适当硅片，在其上表面上刻蚀平行V 型槽阵列，用于某MEMS 组装结构。
周期350微米，槽宽205微米。
槽数量3~5个。
三、 实验原理
1、 硅湿法刻蚀加工原理
硅是各向异性材料，因此对硅的不同晶面将有不同的腐蚀速率，基于这种腐蚀特性，可以在硅衬底上加工出各种不同的微细结构，例如我们将要加工的V 型槽。
腐蚀剂可分为两类：一类是有机腐蚀剂，例如EPW （乙二胺，邻苯二酸和水按一定比例配成）、联胺；另一类是无机腐蚀剂，例如KOH 、NaOH 、LiOH 、CsOH 、NH 4OH 等等。
由于有机腐蚀剂排放的气体有毒，所以我们将考虑采用氢氧化钾溶液作为腐蚀剂。
其腐蚀的反应式为：
↑+=++232222H SiO K KOH O H Si
（2-1）
在有乙丙醇（（CH 3）2CHOH ，缩写为IPA ）参与的情况下，其反应式为：
+-+++=+H OH K O H KOH 22
（2-2） 2
6
2)(42--=++OH Si O H OH Si
（2-3）
即首先将硅氧化成含水的硅化物。
O H H OC Si CHOH CH OH Si 22673232
66])([)(6)(+=+--
（2-4）
由上述反应式可知，KOH 首先将Si 氧化成含水的硅化合物，然后与IPA 反应，形成可溶解的硅络合物，这种络合物不断离开硅的表面。
2、 湿法刻蚀加工中的各向异性与V 型槽的形成
(110) (100) (111)
图1 硅晶体的晶面
硅的湿法腐蚀速率与硅晶体的晶面方向有关，这是由硅晶体的各向异性特性得到的。
正是硅晶体有此特性，才能制作出各种微细结构。
硅晶体中存在多个晶面，其中较为常用的有三个（目前市场上常见的硅片均是以这三个晶面为衬底）：（100）、（110）、（111）。
晶面的相对位置如图1所示。
其中以（100）晶面为衬底的硅片具有以下腐蚀特性：在掩膜上刻出的任一种封闭图形，在经过长时间的腐蚀之后，都会形成〈110〉取向且四侧壁为{111}面的孔腔（注：〈110〉表示与[110]晶向同性质的一系列晶向，{111}表示与（111）晶面同性质的一系列晶向，晶向是晶面的法线），如图2所示。
由Si晶面性质可知，100晶面与111晶面的夹角为54.74°。
图3的V型槽结构正是我们希望得到的。
图2 （100）为衬底的硅片腐蚀
图3 硅片上腐蚀出的V型槽结构
（硅片上镀了一层铬作为掩蔽层）
四、实验步骤
1、硅片准备
实验前要选择好硅片，要求以100晶面为衬底。
在显微镜下判别硅片属于
（100）、（110）、（111）晶面基底的哪一种类型（可用显微镜观察背面，若是一些规则的正方形方块，则为100晶面）。
将沉积好二氧化硅薄膜的硅片镀上一层均匀的铬层（厚度约0.2μm），然后严格沿基准面平行的方向（110晶向）切割为小方块。
2、熟悉湿法刻蚀加工装置
KOH溶液腐蚀硅的速率与KOH的浓度、温度、晶向、有无IPA有关。
为保证腐蚀过程中速率的稳定，所采用的湿法腐蚀装置在设计时须作以下考虑：
a.在腐蚀的化学反应过程中，Si表面的KOH溶液浓度不断变化，所以需
要搅拌装置不断的均匀搅动，以保证溶液的浓度稳定性；
b.高温下产生大量的水蒸气，改变了溶液的浓度，需要冷却回流装置；
c.需要恒温加热装置，以保持溶液的温度（同时保留温度计插孔）；
d.反应过程中有气体产生，需保留出气口。
按照以上考虑，设计并制作出用于KOH溶液的腐蚀装置，如图4所示。
3、熟悉湿法刻蚀加工流程
其工艺流程如图5所示，过程为：用甩胶机镀上一层均匀的光刻胶，用光刻机曝光处理，去铬，去胶，去氧化层，然后用湿法腐蚀装置刻蚀V型槽。
要求观察、了解图5中工艺1到工艺6的操作过程，对于相应的设备仪器形成感性认识。
4、配腐蚀液
参考教材与参考资料上的配方，配成腐蚀液。
5、腐蚀
进行具体的腐蚀实验，观察其过程，总结规律，发现其中出现的最主要问题。
6、 测试
学习测试微V 型槽几何形状的有关方法，利用台阶仪等仪器得到微V 型槽几何参数准确数据。
图5 湿法腐蚀工艺流程
五、 实验内容
1、设计腐蚀系统配方；
2、根据实验原理和实验步骤指导内容，动手操作腐蚀实验，记录、分析实
验过程；
3、对微V 型槽形状尺寸进行测试，分析实验结果。
六、 思考题
1、采用（100）基底硅片湿法刻蚀出的微V 形槽底部角度数值是多少、如何
计算出？若采用（110）、（111）硅片湿法刻蚀，能否得到微V 形槽，形状如何？
2、实验中所选用的腐蚀液，对比其他腐蚀系统有什么特点？
3、设计硅微加工工艺过程的一般程序有何规律？
4、实验中作为腐蚀掩蔽层的二氧化硅的变化情况如何？如何更加有效地减
小二氧化硅塌边现象对V 型槽形状精度造成的影响？
5、 有那些测试方法可以测定V 型槽的几何形状与尺寸？使用台阶仪中最重
要的注意事项是什么？
工艺1：镀铬
工艺2：涂胶；烘烤固化
工艺3：曝光去胶，露出图形
工艺7：湿法腐蚀刻V 型槽 工艺6：去二氧化硅层
工艺5：去胶
工艺4：用去铬液去铬。