微电子器件(1-8)
电子科技大学《微电子器件》课件PPT微电子器件(3-10)
CTE↓
① ②
AE↓ ( NB↓(
l↓, s↓ ) 但会使
rbb’↑，VA↓)
要使 b↓，应： (1) WB↓( 但会使 rbb’↑，VA↓，且受工艺限制)
(2) η↑ ( 采用平面工艺 )
要使 d↓，应：xdc↓ →NC↑( 但会使 BVCBO↓, CTC↑)
要使 c↓，应：
(1) rcs↓
① ② ③
fT
rbb fT Le
2
CTC
3.10.3 高频晶体管的结构
由
M
fT
8 rbbCTC
可知，要提高 M ，应提高 fT ，降低 rbb’
和 CTC，因此应该采用由平面工艺制成的硅 NPN 管，并采用细
线条的多基极条和多发射极条结构。
l B E B E B ….…
S
提高 M 的各项具体措施及其副作用
除以上主要矛盾外，还存在一些相对次要的其它矛盾，在 进行高频晶体管的设计时需权衡利弊后做折衷考虑。
3.11 双极晶体管的开关特性
（自学）
3.12 SPICE 中的双极晶体管模型
（自学）
3.10 功率增益和最高振荡频率
3.10.1 高频功率增益与高频优值
利用上一节得到的共发射极高频小信号 T 形等效电路，可以 求出晶体管的高频功率增益。先对等效电路进行简化。
与 re 并联的 Cπ可略去，又因 re << rbb’ ，re 可近似为短路。
再来简化
Zc
Zcb
1 ω
,
1 Zcb
1 rμ
(3) 对 NC 的要求
减小 d 及 rcs 与减小 CTC及提高 BVCBO 对 NC 有矛盾的要求。
这可通过在重掺杂 N+ 衬底上生长一层轻掺杂 N- 外延层来缓解。 外延层厚度与衬底厚度的典型值分别为 10 m 与 200 m 。
微电子器件原理习题讲解1
参考《晶体管原理与设计》第3章
10.5*、（a）一个双极晶体管工作于正向有源区， 基极电流iB=6.0μ A，集电极电流iC=510μ A。计 算β ，α 和iE。（b）对于iB=50μ A，iC=2.65mA， 重复（a）。
7、多晶硅发射极晶体管的优越性？
扩散晶体管： 1.器件纵向尺寸按比例减少，当发射结结深XjE减小到 200nm以下时， XjE小于发射区少子的扩散长度，这将导致 基极电流增大，电流增益下降。 2.纵向尺寸按比例减少，基区宽度减少，这将导致穿通现 象发生。虽然解决这个问题可以使用增加基区掺杂浓度的方 法，但是这将引起晶体管电流放大倍数的下降。
(2)
0
XB=1m
将各数值代入公式可得基区电子浓 度梯度为：2.25×1015cm-4
（2）基区电子浓度为理想化的线性分布，集电 极电流可以以扩散电流的形式如下 扩散系数及AE 均为已知 将各参数值代入得Ic=0.647μ A
(4)
dnB I C qDn ABE dx
（3）基极电流分两部分，基区注入发射区的空穴 和基区少子电子和多子空穴的复合。理想情况下忽 略后者。
2 ( PP / DnBnieB )dx
②、浅发射区
0
0
-WE
2 2 ( N E / DPE nieE )dx N E ( WE ) / nieE ( WE ) S P
WB
0
2 ( PP / DnB nieB )dx
影响因素： 发射区掺杂浓度；发射区中空穴扩散长度DPE和基区中电 子扩散长度；准中性基区和发射区宽度；发射区空穴扩散 系数；发射区空穴表面复合速率SP；基区空穴浓度；重掺 杂效应下发射区和基区中有效本证载流子浓度和发射区本 证载流子浓度。
lecture8
第八讲 载流子的漂移和扩散（续）9月21，2001内容：⒈ 在热平衡时非均匀掺杂半导体阅读作业del Alamo Ch. 4，§4.5主要问题●热平衡时，在一个半导体中有可能存在一个电场吗？●对电子和空穴电流那意味什么？●在迁移率和扩散系数间有关系吗？●给定一个非均匀掺杂分布，如何计算平衡时载流子浓度？●在什么情况做那平衡多数载流子浓度遵循那掺杂把在一个非均匀掺杂半导体弄平整？⒈ 在热平衡时非均匀掺杂半导体热平衡时，在一个半导体中有可能存在一个电场非均匀掺杂分布□ 高斯定律：电荷产生电场：●如果00ρε=●如果00d dx ερ=●有可能0ε而0ρ=在半导体中：如果D D N N +;而A AN N −;□ 在TE 时均匀掺杂的半导体：●远离任何表面电中性。
●因为外面没有施加电场00ε=□ 在TE时非均匀掺杂的半导体（n型）：三个可能：●()()0D n x N x =净扩散电流●()0n x 一致的净漂移电流●()0n f x =但()()0D n x N x 不存在净电流的方式□ 目的：理解在TE时非均匀掺杂半导体物理机制● 在TE时电流详细的平衡原理● 爱因斯坦关系● 玻尔兹曼关系● 一般结论● 准中性结论□ 在热平衡时详细的平衡进一步要求：[研究§4.5.2中的例子]□ 爱因斯坦关系µ指一个电场中载流子“自由的”漂移。
D指“自由的”载流子扩散导致的一个浓度梯度。
µ和D之间有关系吗？有，是爱因斯坦关系：µ和D之间的关系只取决于T。
[研究§4.5.2中推导和约束条件]□ 玻尔兹曼关系在TE 时，扩散＝漂移在静电学和载流子浓度之间必定存在在TE 时，0e J =：000e e e dn J q n qD dxµε=+那么，0ε和平衡载流子浓度之间的关系：00001(ln )kT dn kT d n q n dx q dxε=−=−按φ表示为：积分得：在两个不同点平衡载流子浓度的比与静电势差别的关系。
832微电子器件考试大纲详细
考试科目832微电子器件考试形式笔试（闭卷）考试时间180分钟考试总分150分一、总体要求主要考察学生掌握“微电子器件”的基本知识、基本理论的情况，以及用这些基本知识和基本理论分析问题和解决问题的能力。
二、内容1．半导体器件基本方程1）半导体器件基本方程的物理意义2）一维形式的半导体器件基本方程3）基本方程的主要简化形式2．PN结1）突变结与线性缓变结的定义2）PN结空间电荷区的形成4）耗尽区宽度、内建电场与内建电势的计算5）正向及反向电压下PN结中的载流子运动情况6）PN结的能带图7）PN结的少子分布图8) PN结的直流伏安特性9）PN结反向饱和电流的计算及影响因素10）薄基区二极管的特点11）大注入效应12）PN结雪崩击穿的机理、雪崩击穿电压的计算及影响因素、齐纳击穿的机理及特点、热击穿的机理13）PN结势垒电容与扩散电容的定义、计算与特点14）PN结的交流小信号参数与等效电路15）PN结的开关特性与少子存储效应2）基区输运系数与发射结注入效率的定义及计算3）共基极与共发射极直流电流放大系数的定义及计算4）基区渡越时间的概念及计算5）缓变基区晶体管的特点6）小电流时电流放大系数的下降7）发射区重掺杂效应8）晶体管的直流电流电压方程、晶体管的直流输出特性曲线图9）基区宽度调变效应10）晶体管各种反向电流的定义与测量11）晶体管各种击穿电压的定义与测量、基区穿通效应12）方块电阻的概念及计算13）晶体管的小信号参数14）晶体管的电流放大系数与频率的关系、组成晶体管信号延迟时间的四个主要时间常数、高频晶体管特征频率的定义、计算与测量、影响特征频率的主要因素15）高频晶体管最大功率增益与最高振荡频率的定义与计算，影响功率增益的主要因素4．绝缘栅场效应晶体管（MOSFET）1）MOSFET的类型与基本结构2）MOSFET的工作原理3）MOSFET阈电压的定义、计算与测量、影响阈电压的各种因素、阈电压的衬底偏置效应4）MOSFET在非饱和区的简化的直流电流电压方程5）MOSFET的饱和漏源电压与饱和漏极电流的定义与计算6）MOSFET的直流输出特性曲线图7）MOSFET的有效沟道长度调制效应8）MOSFET的直流参数及其温度特性9）MOSFET的各种击穿电压10）MOSFET的小信号参数11）MOSFET跨导的定义与计算、影响跨导的各种因素12）MOSFET的高频等效电路及其频率特性13）MOSFET的主要寄生参数14）MOSFET的最高工作频率的定义与计算、影响最高工作频率的主要因素15）MOSFET的短沟道效应以及克服短沟道效应的措施。
微电子A卷
06-07第二学期期终考试试卷科目：05级微电子技术卷型：（开卷）班级：姓名：学号：得分：一、填空题：（70×0.5＝35分）1、半导体的电阻率介于Ω·cm与Ω·cm之间的物体。
2、PN结具有性能，即：加电压时PN结导通；加电压时PN结截止。
3、半导体材料具有特性、特性、和特性。
4、intel微处理器奔腾3在年发布，集成度为，特征尺寸是 um。
5、集成电路芯片生产厂家大致上可以分为：、、。
6、56nm= um、120um= nm、 1mm= nm。
7、集成电路与分立电路相比的优点：、、、、、。
8、根据集成电路中有源器件的结构类型和工艺技术可将集成电路分为：、、。
9、双极性集成电路的主要优点：。
10、MOS型集成电路的主要优点：。
11、分立电路是：。
12、双极型集成电路工艺流程中的前五个步骤是：、、、、。
13、双极型集成电路中特有的两个工艺是：、。
14、MOS集成电路工艺流程中的前五个步骤是：、、、、。
15、液相外延的优点是：。
16、外延工艺有：、和液相外延。
17、干氧氧化法的反应式是：。
18、在实际生产中，广泛采用的氧化方式是：。
19、化学汽相淀积是指：。
20、多晶硅通常采用：制得。
21、掺杂的目的是：。
生产中常用的两种掺杂技术是、。
22、光刻工艺流程中前五个步骤分别是：、、、、。
23、常见的光刻工艺有光刻、光刻、光刻三种。
24、微电子技术在加工过程中，要保证产品的质量和性能，必须做到四化：、、、。
25、PN结的击穿有两种：、。
26、晶体管在电路中有三种连接方式：、和共基极连接。
27、场效应管是一种利用的作用来改变通道导电能力的器件。
分成两大类：、。
二、选择题：（10×2＝20分）1、下列是五价元素的是（）。
A、铝元素B、硅元素C、磷元素D、硼元素2、下列氧化工艺中哪种工艺生长二氧化硅的速率最快。
（）A、湿氧氧化法B、水汽氧化法C、“干痒--湿氧--干痒”交替法D、干氧氧化法3、下列哪种外延技术的设备复杂，成本高。
闩锁效应
微电子器件的可靠性
复旦大学材料科学系
19
电流试验
电流试验时，通过试 验端向器件注入一定 量的 电流，检查在该 注入电流下，电路是 否会进 入闩锁状态。
注入电流包括正电流和负电流两个极性。 试验端的状态包括逻楫高和逻辑低两个状态。 正注 入电流的一般是100mA +Inom或
1.5Inom 中的 数量大的一个。 负注入电流的一般是—100mA 或—0.5Inom
微电子器件的可靠性
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3
闩锁效应分类
如激发源去除后，电路仍保持低阻状 态， 这种闩锁称为 自持的闩锁效应。如 激 发源去除后，电 路返回原来的高阻 状 态，则称为非自 持的闩锁效应。
微电子器件的可靠性
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4
闩锁效应的危害
进入低阻状态后，若外电路不能限制器件中 电流的大小，可能有过量的电流流过电路， 引起器件局部过热，发生金属化熔化或烧断， 致使P－N 结漏电流增加 或短路， 造成电路 失效。
试验电压波形
微电子器件的可靠性
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22
微电子器件的可靠性
复旦大学材料科学系
7
CMOS闩锁电路模型
CMOS闩锁电路模型
微电子器件的可靠性
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8
发生闩锁效应的条件
发生闩锁效应的条件是 1+ 2 1， 若用三极管的共发射极电流放大系数 来表
示， 则为
1 2 1 这表明当两个寄生三极管的电流放大系数 达
微电子器件的可靠性
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5
CMOS电路中的寄生三极管
闩锁效应是一种寄生三极管效应。 CMOS电路中的各个P、N型区可组成若干个寄生 双极型三极管，组成四层的PNPN结构。 也可看作PNP三极管和 NPN三极管相互连接。
微电子器件复习
微电子器件复习（不完善）这是不小心听了四班的班会的结果，仍有不完善的地方，希望大家根据各自的资源将这份资料补充完整。
第二章1、PN结内建电场、内建电势与耗尽区宽度（P9）内建电势V bi=(kT/q) ln(N A N D/ni2)N0=N A N D/(N A+N D) 约化浓度内建电场|E max|=(2qN0V bi/εs)1/2N区耗尽层宽度x n=εs|E max|/qN D=[2εs N A V bi/qN D(N A+N D)]1/2P区耗尽层宽度x p=εs|E max|/qN A=[2εs N D V bi/qN A(N A+N D)]1/2总的耗尽区宽度x d=x n+x p=[2εs V bi/qN0]1/22、单边突变结的情况P+N单边突变结N A>>N D，所以N0≈N Dx d≈x n≈[2εs V bi/qN D]1/2x p≈0|E max|=(2qN D V bi/εs)1/2PN+同理，不过将上面的n,p替换一下3、扩散电流（P20）N区中的空穴扩散电流密度J dp=(qD p/L p) p n0[exp(qV/kT)-1]P区中的电子扩散电流密度J dn=(qD n/L n) n p0[exp(qV/kT)-1]PN结扩散电流密度J d= q[(D p p n0 /L p)+( D n n p0/L n) ] [exp(qV/kT)-1]=J0[exp(qV/kT)-1] 反向漏电流J0= q[(D p p n0 /L p)+( D n n p0/L n) ]= qn i2[(D p /N D L p)+( D n /N A L n) ]D n、D p为扩散系数，L n=(D nτn)1/2为扩散长度4、能带图（P28）图2-21和图2-225、雪崩击穿条件（P35）条件是雪崩击穿因子M=1/(1-∫Xd0αi dx)→∞αi为碰撞电离率或者∫Xd0αi dx→16、雪崩击穿电压的计算（P36）突变结V B=(εs E c2)/2qN0线性缓变结V B= (32εs/9aqN0)1/2E c3/28、结的结构对雪崩击穿电压的影响（P38）高阻N区的厚度为W当W>x dB，则V B=E c x dB/2当W<x dB，则V’B=V B(2x dB W-W2)/x dB27、了解雪崩击穿的概念、影响二、第四章1、MOS管的阈电压V T计算（P206-207）V T=V s+Φms-(Q ox/C ox)±K(±2ΦFB+V S-V B)1/2+2ΦFB对于±，N沟道时取正，P沟道时取负其中ΦFB=±(kT/q) ln(N AD/n i)Φms=-0.6-ΦFBC ox=εox/T ox ，T ox为栅氧化层厚度，εox=3.453×10-13F/cmK=(2qεs N AD)1/2/C ox2、衬底偏置效应（体效应）的概念、影响（P208）3、直流电压电流方程（P212-214）只用记一些短的就可以了4、MOS管亚阈区导电（P216-218）5、4.8节短沟道效应里面各种效应的概念、影响（P237-247）三、第三章（知识点零碎，下面仅供参考，出简答题和分析题）1、α、β分别与I E的关系曲线分析，着重考虑α例如分析P75的图3-13，五个点（具体答案暂缺）2、双极结型晶体管的反向特性。
GJB548B微电子器件试验方法和程序文件(2020年8月整理).pdf
GJB 548B-2005 微电子器件试验方法和程序点击次数：181 发布时间：2011-3-1 14:24:07GJB 548B-2005 代替 GJB 548A-1996中华人民共和国国家军用标准微电子器件试验方法和程序Test methods and procedures for microelectronic device方法 1009.2 盐雾(盐汽)1 目的本试验是为了模拟海边空气对器件影响的一个加速的腐蚀试验1.1 术语和定义1.1.1 腐蚀 corrosion指涂层和(或)底金属由于化学或电化学的作用而逐渐地损坏1.1.2 腐蚀部位 corrosion site指涂层和(或)底金属被腐蚀的部位，即腐蚀位置1.1.3 腐蚀生成物(淀积物) corrosion product(dcposit)指腐蚀作用的结果(即锈或氧化铁、氧化镍、氧化锡等)。
腐蚀生成物可能在原来腐蚀部位，或者由于盐液的流动或蔓延而覆盖非腐蚀区域。
1.1.4 腐蚀色斑 corrosion stain腐蚀色斑是由腐蚀产生的半透明沉淀物。
1.1.5 气泡 blister指涂层和底金属之间的局部突起和分离1.1.6 针孔 pinhole指涂层中产生的小孔，它是完全贯穿涂层的一种缺陷。
1.1.7 凹坑 pitting指涂层和(或)底金属的局部腐蚀，在某一点或小区域形成空洞1.1.8 起皮 flaking指局部涂层分离，而使底金属显露2 设备盐雾试验所用设备应包括：a) 带有支撑器件夹具的试验箱。
该箱及其附件应彩不会与盐雾发生作用的材料(玻璃、塑料等)制造。
在试验箱内，与试验样品接触的所有零件，应当用不产生电解腐蚀的材料制造。
该箱应适当通风，以防止产生“高压”，并保持盐雾的均匀分布；b) 能适当地防止周围环境条件对盐溶液容器的影响。
如需要，为了进行长时间试验，可采用符合试验条件C和D(见3.2)要求的备用盐溶液容器；c) 使盐液雾化的手段，包括合适的喷嘴和压缩空气或者由20%氧、80%氮组成的混合气体(应防止诸如油和灰尘等杂质随气体进入雾化器中);d) 试验箱应能加热和控制e) 在高于试验箱温度的某温度下，使空气潮湿的手段；f) 空气或惰性气体于燥器；g) 1倍~3倍、10倍~20倍和30倍~60倍的放大镜。
【微电子学与计算机】_微电子器件_期刊发文热词逐年推荐_20140725
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011年 科研热词 推荐指数 线性能量传输 1 相位干涉仪 1 深亚微米部分耗尽soi器件 1 大规模集成电路 1 可编程逻辑 1 卡尔曼滤波 1 单粒子翻转 1 单粒子效应 1 三极管参数提取 1 tcad仿真 1 spice模型 1 ad8302 1
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
科研热词 霍尔器件 超级源随器 脉宽 示波器 石墨烯 直流失调校准 模数转换器 数字控制 放大器 可编程增益放大器 单粒子瞬态 da
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2014年 科研热词 推荐指数 非线性电流方法 1 跟踪保持放大器 1 谐波失真 1 自动布局 1 肖特基二极管 1 相变存储器 1 版图设计 1 热点控制 1 混合内存系统 1 模拟电路 1 标准单元库设计 1 有效管理 1 器件物理特性 1 反向窄沟道效应 1 单粒子功能中断 1 匹配器件组 1 功率放大器 1 功率 1 volterra分析 1 s参数 1 spacewire 1 sige异质结双极型晶体管 1 cpu 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
微电子技术简介
1906年 美国工程师 德· 福雷斯特(Lee De Forest） 真空三极管
1.2.1 微电子技术与集成电路
电子线路使用的基础元件的演变：
肖克利
William Bradford Shockley
巴丁
John Bardeen
布拉顿
Walter Brattain
1956年诺贝尔奖
1.2.1 微电子技术与集成电路
通常并不严格区分 VLSI 和 ULSI ，而是统称为 VLSI 。
小规模集成电路
超大规模集成电路
集成电路的分类
集成电路的集成对象
中、小规模集成电路：简单的门电路、单级放大器
大规模集成电路：功能部件、子系统
超大规模和极大规模集成电路：
微处理器、芯片组、图形加速芯片
集成电路的分类
按晶体管结构、电路和工艺分
集成电路20世纪50年代出现
小规模集成电路
集成电路使用的半导体材料
通常是硅 (Si) ，也可以是化合物半导体 如砷化镓(GaAs)等。
超大规模集成电路
什么是集成电路？
集成电路的特点：
体积小、重量轻、可靠性高 （ 因集成度大，焊点少， 故障率低）、功耗低、速度快
集成电路的规模（集成度）
集成电路的规模由单个芯片中包含的基本电子元器件 （晶体管、电阻、电容等）的个数确定。
1.2.2 集成电路的制造
共有400多道工序 硅平面工艺，它包括氧化，光刻，掺 晶棒 杂和互连等多项工序。把这些工序反 复交叉使用，最终在硅片上制成包含 硅平面工艺 剔除分类 封装 成品测试 多层电路及电子元件的集成电路，每 硅衬底 晶圆 芯片 集成电路 成品 一硅抛光片上可制作出成百上千个独 立的集成电路(晶粒)，硅片称为晶圆 将单晶硅锭（晶棒）经 对晶圆上的每个晶粒（每 切割、研磨和抛光严 一个独立的集成电路）进 行检测，将不合格的晶粒 格清洗后制成的像镜 将单个的芯片固定在塑胶或陶瓷制的芯片 用磁浆点上记号。然后将 基座上，并把芯片上蚀刻出的一些的引线 面一样光滑的圆形薄 与基座底部伸出的插脚进行连接 晶圆分割成一颗颗单独的 ，以作为 片，称为硅抛光片 与外界电路板连接之用，最后盖上塑胶盖 晶粒（集成电）把废品剔