金属氧化物半导体场效应管 (metal-oxide-semiconductor field-effect
第一类:元素半导体:单一院子所组成的元素半导体,如硅(si)、锗(ge)
第二类:化合物半导体:由周期表中的两种元素或多种元素组成,如砷化镓(gaas)
费米能级是电子占据率为1/2时的能级能量。
n型半导体(如单硅半导体掺杂施主as)的费米能级大于p型半导体(如单硅半导体掺杂受主硼)的费米能级。
本征半导体:
非本征半导体:(完全电离)
受主施主共存:
电中性) 直接带隙:导带底的电子相对于价带顶的空穴只有能量的跃迁没有非零的晶格动量(砷化镓)
间接带隙:导带底的电子相对于价带顶的空穴有非零的晶格动量(硅)
迁移率:描述外加电场影响电子运动的强度。迁移率与碰撞间的平均自由时间直接相关,而平均自由时间则取决于各种散射机制。其中最重要的两个机制为晶格散射以及杂质散射。
对低浓度的样品(如杂质浓度为),晶格散射为主导机制,迁移率随温度的增加而减少。
对高杂质浓度的样品(如杂质浓度为),杂质散射的效应在低温下最为显著,迁移率随温度的增加而增加。
给定温度下,迁移率随着杂质浓度的增加而减少,这是由于杂质散射增加所致。
在外加电场作用**流子的输运会产生电流,称为漂移电流。
在半导体上外加与电流方向垂直的磁场,会使得半导体中的电子与空穴受到不同方向的洛伦兹力而在不同方向上聚集,在聚集起来的电子与空穴之间会产生电场,电场强度与洛伦兹力产生平衡之后,不再聚集,此时电场将会使后来的电子和空穴受到电场力的作用而平衡掉磁场对其产生的洛伦兹力,使得后来的电子和空穴能顺利通过不会偏移,这个现象称为霍尔效应。而产生的内建电压称为霍尔电压。
在外加电场的作用下若载流子的浓度有一个空间上的变化,载流子倾向于从高浓度的区域移往低浓度的区域的电流分量称为扩散电流。
复合。直接复合:亦称为带间复合,通常在直接带隙半导体中主导,如砷化镓。
间接复合:通过禁带复合中心的间接复合则在间接带隙的半导体中主导,如硅。
表面复合:(随便看看就好)
增加复合效率的方法:掺杂深能级的施主受主来增加复合效率。
当结处于正向偏压时,中性区储存电荷的重排会对结电容产生一个显著的附加电容,称为扩散电容。
在积累空间电荷的势垒区,当pn结外加电压变化时,引起积累在势垒区的空间电荷的变化,即耗尽层的电荷量随外加电压而增多或减少,这种现象与电容器的充、放电过程相同。耗尽层宽窄变化所等效的电容称为势垒电容。
同质结:将p型半导体与n型半导体冶金型接触形成的结。
异质结:由两种不同半导体所形成的结。
在外加偏压作用下:正向偏压 p-n结w变窄方向偏压 p-n结w变宽。
p-n结击穿:分为软击穿和热击穿 。
软击穿:齐纳击穿(隧穿)和雪崩击穿。
齐纳击穿(隧穿):当一反向强电场加在p-n结时,价电子由价带跃迁到导带的电子穿过禁带的过程。
雪崩击穿:材料掺杂浓度较低的p-n结中,当p-n结反向电压增加时,空间电荷区中的电场随着增强。这样通过空间电荷区的电子和空穴,就会在电场作用下,使获得的能量增大。
在晶体中运行的电子和空穴将不断的与晶体原子发生碰撞,通过这样的碰撞可使束缚在共价键中的价电子碰撞出来,产生自由电子-空穴对。新产生的载流子在电场作用下撞出其他价电子,又产生新的自由电子和空穴对。如此连锁反应,使得阻挡层中的载流子的数量雪崩式地增加,流过p-n结的电流就急剧增大击穿p-n结,这种碰撞电离导致击穿称为雪崩击穿。
热击穿:热击穿为固体电介质击穿的一种形式。击穿电压随温度和电压作用时间的延长而迅速下降,这时的击穿过程与电介质中的热过程有关,称为热击穿。
热击穿的本质是处于电场中的介质,由于其中的介质损耗而产生热量,就是电势能转换为热量,当外加电压足够高时,就可能从散热与发热的热平衡状态转入不平衡状态,若发出的热量比散去的多,介质温度将愈来愈高,直至出现永久性损坏,这就是热击穿。(其实就是烧坏了)
大部分需要自己理解看课本前两节就好。
双极性晶体管原理: 参考课本p113·p115。
发射极基极集电极的掺杂浓度取值:p115图4.3解读。
常有连接方式:共基组态---p-123,共集组态---这个好像没有,共射组态---p-124。
如何提高双极性晶体管的放大系数:
也不知道是不是说那个频率响应的那个p-126)
如果不是可能是下面这个:
共基组态:发射区的掺杂必须远大于基区的掺杂。p-121
共射组态:厄雷效应p-125
工作原理:p-150
功函数:为费米能级与真空能级之间的能量差。
电子亲和势:半导体中导带边与真空能级的差值。
mos外加栅压表面状态(耗尽反型积累):
达到强反型的标准:
mos器件中用得最多的是哪种方向的晶面,双极器件:
mos(100)双极型(111)
mosfet 分类:
单晶硅的生长方法:
柴可拉斯基(直拉法)。
悬浮区熔工艺。
有效分凝系数:
当晶体生长时杂质会持续不断地被排斥而留在融体中(就而言)。如果排斥的速率比杂质扩散或搅动产生的向外输运的速率高时,在界面处会有浓度梯度产生。其分凝系数为。
我们定义一有效分凝系数 (为晶体中的掺杂浓度(以质量表示)为远离界面处的杂质浓度)
化学气相沉积与物理气相沉积方法:
化学气相沉积:有常压气相化学沉积、低压气相化学沉积、等离子体增强气相化学沉积。
物理气相沉积:蒸发、电子束蒸发、等离子体喷涂和溅射。
有机金属化学气相沉积法 metal-organic chemical vapor deposition
光刻机**形式:
光刻机怎么比较好坏用什么参数来比较:
投影镜头分辨率、照明均匀性、套刻精度、工作台步进精度、镜头畸变。
正负性光刻胶(正性光刻胶分辨率高):
正性光刻胶:被**的区域变得易于溶解因此在显影步骤容易被去除。组成:感光化合物,树脂基材,有机溶剂。
负性光刻胶:被**的区域的光刻胶将变得难以溶解,导致负性光刻胶的图案与掩膜版图案反向。 组成:聚合物,感光化合物。
硅单晶的缺陷(判断是什么缺陷):
点缺陷,线缺陷,面缺陷(孪晶和晶粒间距),体缺陷。
电阻率与温度的关系:
在温度较低时,杂质没有完全电离,这时随温度升高,杂质电离增加直到完全电离,这段以载流子增加为主,所以电阻率降低;
随后温度升高,虽然本征激发开始,但载流子迁移率的下降对电阻率的升高影响更大,所以这段会使电阻率升高;
最后,温度的升高使本征激发带来的载流子浓度大大提高,超过了迁移率的下降对电阻率的升高影响,所以这段又会使电阻率降低。
电流--电压**:
p-n结在正向和反向偏压时的能带图和载流子浓度,注意正向偏压下,边界处(和)的少数载流子浓度比平和浓度显著增加;而在反向偏压下,少数载流子浓度比平衡时要小。在耗尽区内,载流子分布的斜率随着正向偏压而减小。p91图3.
14什么是多子器件少子器件:
多数载流子其主要作用,或是少数载流子起重要作用,又分为多子器件和少子器件。
例如双极晶体管是少子导电--特点是电流能力大,但是开关速度相对较低,因为有少子电荷存储效应。
mos晶体管是多子导电---开关速度很快,可以工作在高的频率下,但是电流能力不如双极型器件。
mos电容器与双极性晶体管的区别优缺点(ppt)语言描述:
mos电容器是利用栅极电场的作用来工作的;一种载流子——多数载流子工作的器件;在电流的主要通路(沟道)上不存在p-n结;输入电阻接近无穷大;输入端不需要电流驱动,只需要电压即可,是电压驱动的器件,输入回路简单等。
双极型晶体管是利用p-n结注入载流子来工作的;是两种载流子(多数载流子和少数载流子)参与工作的器件;是由两个背靠背连接的p-n结构成的;输入电阻很小;输入端需要有电流才能工作,是电流驱动的器件等。
光刻提高分辨率的方法:
分辨率技术。
相移技术:用相移层覆盖于相邻的缝隙上防止相邻缝隙发生干涉增强缝隙中的电场强度,使其电场反相,光学邻近修正:利用相邻的亚分辨率水平几何图形的修正来补偿因衍射效应所致的成像误差。
浸没式光刻:在系统中透镜和晶圆表面之间常用的气隙被折射率比空气大的液体煤质取代,分辨率可通过增加数值孔径得到增强,而数值孔径与成像媒质的折射率成正比。分辨率可按折射率的倍数增加。
其他:减小光源的波长,改变光刻胶的溶剂种类。
干湿法化学腐蚀:(是什么,有哪些,湿法具体步骤)
湿法:用强酸(如)或酸-氧化物(如)液体来侵蚀并去除光刻胶,而且不会侵蚀氧化物和硅。
干法:用氧离子体,臭氧,紫外线/臭氧气体去除光刻胶。
具体步骤:p-421
光刻步骤:最好参照课本,)
题型。选择10*2’’
填空20*1’’
名词解释3*4’’
简答 3*5’’
作图3*4’’
计算1*11’’。
半导体材料复习
1 半导体种类 半导体载流子的 半导体可分为元素半导体 化合物半导体 固溶体半导体 非晶及微晶半导体 微结构半导体 有机半导体和半磁 稀磁 半导体。半导体 是本征激发和杂质电离。2 利用能带理论说明金属 半导体 绝缘体的异同,用能带结构简图说明与电子跃迁有关的过程。金属中,由于组成金属的原子中的价电...
半导体材料
1.简述半导体材料的概念,特征及发展历史,并分别表明代表性的材料。2.杂质条纹,组分过冷,硅单晶质量检测的要求。3 简述晶体生长的三种方式 均匀成核与非均匀成核 简述晶体长大的三种动力学模型及其要点 光滑面与粗糙面的定义。4.简述硅锗单晶的生长方法及定义。5 简述硅锗的杂质的分类 简述杂质对材料性能...
半导体材料
半导体材料的类型。半导体材料可按化学组成来分,再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体 无机化合物半导体 有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。半导体材料的晶体结构有金刚石型,闪锌矿型,纤锌矿型以及nacl型。而其中金刚石型的有si,金刚石...