当前位置:文档之家› 半导体检测技术-杨晓龙

半导体检测技术-杨晓龙

半导体检测技术-杨晓龙
半导体检测技术-杨晓龙

透射电子显微镜及其在半导体中的应用

杨晓龙

(天津工业大学电子与信息工程学院,天津)

摘要:本文介绍了投射电子显微镜的发展历史、系统组成、工作原理、成像模式和在半导体中的应用,根据图像分析了缺陷的类型。 关键词:透射电子显微镜;半导体;晶体缺陷

1.引言 自1947年晶体管发明以来,半导体电路开始了飞速发展。由板级分立元件组成的电路,逐渐进化为芯片级集成电路,而且芯片集成度按照摩尔定律不断增长。从小规模集成电路到大规模,超大规模,甚大规模,以致现在的极大规模集成电路,单个芯片上集成的晶体管数已上亿,功能也变得十分强大。这都归功于制造工艺的进步。但是,再先进的制造工艺也无法避免缺陷。对于晶体管的尺寸已进入深亚微米的集成电路,微小的制造缺陷也可能造成整个电路失效。 在集成电路的制造过程中,需要在一种半导体表面生长另一种材料,这常常会由于晶格不匹配或半导体表面缺陷导致电路失效。因而有必要研究半导体表面的晶格结构和不同半导体交界面处晶格的匹配性。最直接的方法就是观测法,就是对半导体的表面成像。 显微镜是用来观察微观世界的有力工具。传统的光学显微镜,常被用来观察生物细胞或病毒颗粒。可见光中波长最短的紫光的波长大约是400nm ,但晶体中原子间直径的数量级为0.1nm 的,因此可见光照射到样品薄片上时,光波会直接绕过原子继续传播,和没有障碍物一样,因此用光学显微镜无法观察晶格结构。 根据波粒二象性理论,具有一定动量的粒子对应着一种概率波,其波长p h =λ,h 是普朗克常数,p 是粒子动量。

高能电子束的波长可以很短(可以短

到原子直径)。透射电子显微镜就是用与光学显微镜相同的原理,采用高能电子束的概率波代替可见光波作为显微镜的“光源”,使用电磁线圈代替玻璃透镜来聚焦,在荧光屏或感光底片上成像的一种高分辨、高放大倍数的电子光学仪器。通过调整粒子动量改变概率波波长,使其与原子直径相接近。这样,当电子波通过样品薄片时就会发生明显的衍射,衍射图样包含了晶体结构信息,分析衍射像也可推知晶格结构。透射电子显微常用于物质表面的形貌分析,晶体的结构分析

和物质的成分分析。 2.历史 恩斯特·阿贝最开始指出,对物体细节的分辨率受到用于成像的光波波长的限制,因此使用光学显微镜仅能对微米级的结构进行放大观察,而无法得到亚微米分辨率的图像。1891

年,里克就认识到使用磁场可以使阴极射线聚焦。后来,汉斯·布斯在1926年首次成功用一个电磁线圈对电子聚焦。1931年,德国科学家E .Ruska 和M .Knoll 制作了第一台透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope ,TEM ),并用它得到了铝片的衍射图像和正常图像。1936年,英国制造了第一台商用透射电子显微

镜。第二次世界大战之后,E .Ruska 继续研究电子显微镜,生产了第一台

能够放大十万倍的显微镜。这台显微

镜的基本设计仍然在今天的现代显微

镜中使用。

3.系统组成

透射电子显微镜由照明系统、成像系统、记录系统、真空系统和电器系统组成。其结构如图1所示。其中最重要的是照明系统和成像系统。

1) 照明系统

照明系统由电子枪和聚光镜组成,作用是提供亮度高、相干性好、束流稳定的照明电子束。

电子枪由阴极(cathode)、阳极(anode)和栅极(grid)组成。工作时,给阴极的钨丝加一相对较低的电压使其发热,容易发射电子;阳极接地,阴极接负高压,阳极指向阴极的强电场将阴极的电子拉出钨丝表面并被加速射向聚光镜;栅极上加一相对阴极的负100~负1000伏的电压,产生的电场能对电子束产生向中心轴会聚的作用,同时对灯丝上自由电子的发射量也有一定的调控作用。

图1 透射电子显微镜结构

对于光学透镜,平行光穿过透镜后发生折射,会聚焦在透镜的焦点上。如同光学透镜控制光的聚焦、成像一样,电镜中的电子透镜可以对电子束进行聚焦,并控制成像。电子透镜分为:静电透镜和磁透镜,其中磁透镜又分为:恒磁透镜和电磁透镜。这里主要介绍电磁透镜。

电磁透镜是根据运动的电子在通电线圈产生的磁场中受到洛伦兹力的作用发生偏转的原理对电子束进行汇聚的,因而电子束是以螺旋轨迹朝主光轴汇聚的。通过调节励磁电流就能很方便的调节磁场强度,从而调节透镜焦距和放大倍数。

聚光镜就是电磁透镜,一般由2~3个透镜组成,作用是将电子枪发射出来的电子束流会聚成亮度均匀且照射范围可调的光斑,投射在下面的样品上。

2) 成像系统

成像系统由物镜、中间镜和投影镜组成。

物镜是一个强激磁短焦距的透镜(f=1-3mm),它的放大倍数较高,一般为100-300倍。高质量的物镜分辨率可达到0.1nm。在物镜上产生哪怕是极微小的误差,都会经过多级高倍率放大而明显地暴露出来,所以物镜是电镜最关键的部分,其作用是:将来自样品不同点同方向同相位的弹性散射束会聚于其后焦面上,构成含有样品结构信息的散射花样或衍射花样;将来自样品同一点的不同方向的弹性散射束会聚于其象平面上,构成与样品组织相对应的显微像。透射电镜的好坏,很大程度上取决于物镜的好坏。

中间镜是一个弱激磁的长焦距变倍透镜,可在0-20倍调节。当放大倍数>1时,用来进一步放大物镜像;当放大倍数<1时,用来缩小物镜像。在电镜操作过程中,主要是利用中间镜的可变倍率来控制电镜的总放大倍数。

投影镜的作用是把经中间镜放大

(或缩小)的像(或电子衍射花样)进一步放大,并投影到荧光屏上,它和物镜一样是短焦距的强磁透镜。

3)真空系统

真空系统是为了保证电子束在整个通道中只与试样发生相互作用,而不与空气分子发生碰撞,因此,整个电子通道从电子枪至照相底板盒都必须置于真空系统之内,一般真空度为10-4~10-7 毫米汞柱。

4)电器系统

透射电镜需要两部分电源:一是供给电子枪的高压部分,二是供给电磁透镜的低压稳流部分。

电源的稳定性是电镜性能好坏的一个极为重要的标志。所以,对供电系统的主要要求是产生高稳定的加速电压和各透镜的激磁电流。

4.工作原理

透射电镜的工作原理是:由电子枪发射出来的电子束,沿着镜体光轴穿过聚光镜,通过聚光镜汇聚后照射在样品上,透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息,经过物镜的会聚调焦和初级放大后,电子束进入下级的中间透镜和第1、第2投影镜进行综合放大成像,最终被放大了的电子影像投射在观察室内的荧光屏板上;荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察。

5.成像模式

电子束穿过样品时会携带有样品的信息,透射电镜使用这些信息来成像。透射电镜可成三种像:吸收像、衍射像和相位像。

吸收像:由于样品的质量和厚度不同,各部分对入射电子发生相互作用,产生的吸收与散射程度不同,使得透射电子束的强度分布不同,打到荧光屏上的形成不同区域明暗不同的像。吸收像就是样品结构的简单放大,可用于观察样品形貌,早期的透射电子显微镜都是基于这种原理。

衍射像:电子束穿过晶体时,会发生布拉格衍射。被样品衍射后,样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分不同的衍射能力。这种成像方式可以用来研究晶体的晶格缺陷。通过认真的选择样品的方向,不仅能够确定晶体缺陷的位置,也能确定缺陷的类型。因为缺陷部分的衍射能力与完整区域不同,从而使衍射波的振幅分布不均匀,反映出晶体缺陷的分布。此外衍射象还可用于物相分析和结构分析以及确定晶体位向。

相位像:当样品薄至100?以下时,电子可以穿过样品,波的振幅变化可以忽略,成像来自于相位的变化。

由于电子易散射或被物体吸收,穿透力很低,,所以用透射电子显微镜观察时,样品需要处理得很薄,通常为50~100nm,这个厚度用肉眼几乎是看不见的。

6.放大像和衍射像的获取

透射电子显微镜的最主要特点是它既可以进行形貌分析又可以做电子衍射分析,在同一台仪器上把这两种方法结合起来可使组织结构分析的实验过程大为简化。

获取放大像和衍射像的操作是不同的。如果中间镜的物平面和物镜的像平面重合,则在荧光屏上得到一幅样品相貌的放大像;如果把中间镜的物平面和物镜的背焦面重合,则荧光屏上得到的是电子衍射像。

电磁透镜与光学透镜一样,其物距u,像距v和焦距f满足:

在像距v不变的情况下,通过调节励磁电流改变透镜焦距f,可实现对成像面的选择。因此,若中间镜的励磁电流较大,在维持像距不变的条件下,焦距f和物距u较短,中间镜的物平面与物镜的像平面重合,在荧光屏上显

f

v

u

1

1

1

=

+

示的是晶体的放大像;减小中间镜的电流,在维持像距v不变的条件下使焦距f和物距u变长,这样就可把中间镜的物平面移至物镜的背焦面上,此时,在荧光屏上即显示出一幅反映样品晶体结构的衍射花样。

7.在半导体中的应用

1)晶体缺陷

完美晶体的原子在空间作周期性的分布。它的全空间的所有区域都可

以通过一个晶胞进行平移得到。完美晶体只是理论上的情况,由于在单晶硅的生长,切割以及后续的热氧化等过程中都会引入大量的缺陷。按照缺陷的空间延展性,缺陷类型分为:点缺陷,线缺陷,面缺陷,体缺陷等。

常见的点缺陷主要是点阵空位、间隙原子、杂质原子和原子周期序列错位等。

线缺陷即位错,它作为一种结构缺陷,直接影响到晶体的力学性质,如范性、机械强度等,同时,位错也影响了晶体的一系列物理化学性质(如晶体生长、吸附、扩散等性质),它还会影响到晶体的电、磁、光、声、热等物理性质。它和晶体中其他缺陷问的关系密切,它常常是其他缺陷的核心,并用来解释其他晶体缺陷的生成。

晶体中的面缺陷,按照面缺陷两侧晶体间的几何关系,可以分为三类,即平移界面、孪晶界面和位错界面。平移界面是指界面的两侧沿着某一点阵面平移,而界面两侧的结构仍然为非点阵平移界面。典型的平移界面是堆垛层错。沿界面两侧的结构呈镜像对称关系的称为孪晶界面。

2)半导体中的缺陷的TEM像

图2为GaAs/AlAs/GaAs超晶格异质结高分辨TEM照片,从照片可清楚看出GaAs与AlAs晶格匹配良好,界面上没有缺陷存在。

图2 GaAs/AlAs/GaAs超晶格异质结

图3为InP/GaInAs(001)界面在<110>方向横截面的晶格像,如图中箭头所示,可看出在界面上存在有原子台阶。

图3 InP/GaInAs(001)界面在<110>方向

横截面的晶格像

图4显示了InAsSb/InAs (001)界面沿<110>方向的晶格像,如图中所示,在界面上存在失配位错。

图4 InAsSb/InAS (001)界面沿

<110>方向的晶格像

图5为CdTe晶体的晶格像,可以看出晶体中包含堆垛层错(黑色箭头)和刃型位错(白色箭头)。

图5 CdTe晶体的晶格像

图6显示了In x Ga1-x As/InP不同阱宽的多量子阱结构沿<110>方向的高分辨显微图像。从该图中可以清楚看出,InP/In x Ga1-x As界面要比In x Ga1-x As/InP界面更平整(白色箭头所示),可达到原子级的平整程度。

图6 In x Ga1-x As/InP的相位像

图7为Si表面生长GaAs的初期界面像。从照片可以看出GaAs小岛与Si衬底之间的晶格面完全是相互贯通的,即二者是完全共格生长的。在GaAs/Si界面上没有形成位错和堆垛层错等缺陷,说明GaAs岛并不是在Si衬底的平面上成核的,而是择优在衬底表面上的原子“台阶”位置成核的。

图7 Si生长GaAs初期界面像

图8显示了GaAs外延厚度达到1μm时的GaAs/Si界面像。由图中看到在界面附近,除了堆垛层错,微孪晶外还存在失配位错。

图8 GaAs生长到1μm时的

GaAs/Si界面像

8.总结

透射电子显微镜操作方便,功能强大,成像清晰,同一台仪器就能得到放大像和衍射像,是研究晶体结构,分析缺陷类型的有力工具。自TEM发明以来,它的成像技术不断改进,精度和清晰度得到了显著提高,有它拍摄的图像为半导体材料研究,尤其是半导体集成电路的制造提供了直接的依据。

参考文献

[1] 许振嘉.半导体的检测与分析(第

2版).2007,08,01.

[2] 谢锋.用透射电镜分析硅中的缺陷

[J].复旦大学校报,2003,05,20.

[3] 范堤文,何宏家,白玉坷,费雪英.掺

Te-GaAs单晶中微缺陷的透射电镜

研究[J].半导体学报,1980,11.

[4] 李斗星.透射电子显微学的新进展

ⅡZ 衬度像、亚埃透射电子显微学、像差校正透射电子显微学[J].电

子显微学报,2004.6.

[5] 韩培德,杨海峰,张泽.半导体

GaN/MgAl2O4 中缓冲层的透射电

子显微分析[J].半导体学

报,1998,10.

ic半导体测试基础(中文版)88678

本章节我们来说说最基本的测试——开短路测试(Open-Short Test),说说测试的目的和方法。 一.测试目的 Open-Short Test也称为ContinuityTest或Contact Test,用以确认在器件测试时所有的信号引脚都与测试系统相应的通道在电性能上完成了连接,并且没有信号引脚与其他信号引脚、电源或地发生短路。 测试时间的长短直接影响测试成本的高低,而减少平均测试时间的一个最好方法就是尽可能早地发现并剔除坏的芯片。Open-Short测试能快速检测出DUT是否存在电性物理缺陷,如引脚短路、bond wire缺失、引脚的静电损坏、以及制造缺陷等。 另外,在测试开始阶段,Open-Short测试能及时告知测试机一些与测试配件有关的问题,如ProbeCard或器件的Socket没有正确的连接。 二.测试方法 Open-Short测试的条件在器件的规格数或测试计划书里通常不会提及,但是对大多数器件而言,它的测试方法及参数都是标准的,这些标准值会在稍后给出。 基于PMU的Open-Short测试是一种串行(Serial)静态的DC测试。首先将器件包括电源和地的所有管脚拉低至“地”(即我们常说的清0),接着连接PMU到单个的DUT 管脚,并驱动电流顺着偏置方向经过管脚的保护二极管——一个负向的电流会流经连接到地的二极管(图3-1),一个正向的电流会流经连接到电源的二极管(图3-2),电流的大小在100uA到500uA之间就足够了。大家知道,当电流流经二极管时,会在其P-N结上引起大约0.65V的压降,我们接下来去检测连接点的电压就可以知道结果了。 既然程序控制PMU去驱动电流,那么我们必须设置电压钳制,去限制Open管脚引起的电压。Open-Short测试的钳制电压一般设置为3V——当一个Open的管脚被测试到,它的测试结果将会是3V。 串行静态Open-Short测试的优点在于它使用的是DC测试,当一个失效(failure)发生时,其准确的电压测量值会被数据记录(datalog)真实地检测并显示出来,不管它是Open引起还是Short导致。缺点在于,从测试时间上考虑,会要求测试系统对DUT的每个管脚都有相应的独立的DC测试单元。对于拥有PPPMU结构的测试系统来说,这个缺点就不存在了。 当然,Open-Short也可以使用功能测试(Functional Test)来进行,我会在后面相应的章节提及。

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。

半导体技术-中国半导体分立器件分会

“半导体技术”2011年第11期摘要” 材料与器件 P817- 宽带隙半导体材料光电性能的测试 P821- GaN薄膜的椭偏光谱研究 P826- 集成电路互连线用高纯铜靶材及相关问题研究 P831- GaAs同质外延生长过程的RHEED分析 制造工艺技术 P836- 300nm铜膜低压低磨料CMP表面粗糙度的研究 P840- 沟槽型VDMOS源区的不同制作方法研究 集成电路设计与应用 P844- 一种用于角度传感器中的仪表放大器 P848- FPGA芯片内数字时钟管理器的设计与实现 P853- 一种高功率馈线合成器的设计 P857- 一种宽带OFDM信号接收电路的设计与实现 P862- 2~18GHz宽带ALC放大器 P866- 20GHz镜频抑制谐波混频器 P871- 双极型LDO线性稳压器的设计 封装、检测与设备 P875- 全自动LED引线键合机焊点快速定位方法的研究 P880- 铜线键合Cu/Al界面金属间化合物微结构研究 P885- 多线切割张力控制系统研究 P890- 汽车轮胎压力感应器产品的可靠性评估

材料与器件 P817- 宽带隙半导体材料光电性能的测试 郭媛1,陈鹏1,2,孟庆芳1,于治国1,杨国锋1,张荣1,郑有炓1 (1.南京大学电子科学与工程学院江苏省光电信息功能材料重点实验室,南京210093; 2.南京大学扬州光电研究院,江苏扬州225009) 摘要:主要通过光致发光的实验手段,研究分析了在自支撑GaN衬底上生长的InGaN/GaN多量子阱(InGaN/GaN MQW)有源层中的载流子复合机制,实验中发现多量子阱的光致发光光谱中有一个与有源区中的深能级相关的额外的发光峰。在任何温度大功率激发条件下,自由激子的带边复合占主导地位,并且带边复合的强度随温度或激发功率的下降而减弱;在室温以下小功率激发条件下,局域化能级引入的束缚激子复合占主导地位,其复合强度随温度的下降而单调上升,随激发功率的下降而上升。带边复合在样品温度上升或者激发功率变大时发生蓝移,而局域的束缚激子复合辐射的峰值波长,随样品温度和激发功率的变化没有明显变化。 关键词:光致发光;深能级;自由激子;束缚激子;多量子阱;蓝移 P821- GaN薄膜的椭偏光谱研究 余养菁,张斌恩,李孔翌,姜伟,李书平,康俊勇 (厦门大学物理系教育部微纳光电子材料与器件工程研究中心 福建省半导体材料及应用重点实验室,福建厦门361005) 摘要:采用椭圆偏振光谱法,在1.50~6.50eV光谱内,研究了在蓝宝石衬底(0001)面上使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法制备的非掺杂纤锌矿结构GaN薄膜的光学性质。建立GaN表面层/外延层/缓冲层/衬底四层物理结构模型。与Cauchy和Sellmeier色散公式比较后选择了Tanguy Extended色散公式来分析GaN薄膜的光学性质。椭圆偏振光谱拟合结果表明,Tanguy Extended色散公式能更准确、方便地描述GaN薄膜在全波段(特别是带隙及带隙之上波段)的色散关系。提供了GaN薄膜在1.50~6.50eV光谱范围内的寻常光(o光)和非寻常光(e光)折射率和消光系数色散关系,为定量分析GaN薄膜带边附近各向异性的光学性质提供了依据。 关键词:GaN薄膜;椭圆偏振光谱;光学各向异性;色散关系;纤锌矿结构

半导体测试技术实践

半导体测试技术实践总结报告 一、实践目的 半导体测试技术及仪器集中学习是在课堂结束之后在实习地集中的实践性教学,是各项课间的综合应用,是巩固和深化课堂所学知识的必要环节。学习半导体器件与集成电路性能参数的测试原理、测试方法,掌握现代测试设备的结构原理、操作方法与测试结果的分析方法,并学以致用、理论联系实际,巩固和理解所学的理论知识。同时了解测试技术的发展现状、趋势以及本专业的发展现状,把握科技前进脉搏,拓宽专业知识面,开阔专业视野,从而巩固专业思想,明确努力方向。另外,培养在实际测试过程中发现问题、分析问题、解决问题和独立工作的能力,增强综合实践能力,建立劳动观念、实践观念和创新意识,树立实事求是、严肃认真的科学态度,提高综合素质。 二、实践安排(含时间、地点、内容等) 实践地点:西安西谷微电子有限责任公司 实践时间:2014年8月5日—2014年8月15日 实践内容:对分立器件,集成电路等进行性能测试并判定是否失效 三、实践过程和具体内容 西安西谷微电子有限责任公司专业从事集成电路测试、筛选、测试软硬件开发及相关技术配套服务,测试筛选使用标准主要为GJB548、GJB528、GJB360等。 1、认识半导体及测试设备

在一个器件封装之后,需要经过生产流程中的再次测试。这次测试称为“Final test”(即我们常说的FT测试)或“Package test”。在电路的特性要求界限方面,FT测试通常执行比CP测试更为严格的标准。芯片也许会在多组温度条件下进行多次测试以确保那些对温度敏感的特征参数。商业用途(民品)芯片通常会经过0℃、25℃和75℃条件下的测试,而军事用途(军品)芯片则需要经过-55℃、25℃和125℃。 芯片可以封装成不同的封装形式,图4显示了其中的一些样例。一些常用的封装形式如下表: DIP: Dual Inline Package (dual indicates the package has pins on two sides) 双列直插式 CerDIP:Ceramic Dual Inline Package 陶瓷 PDIP: Plastic Dual Inline Package 塑料 PGA: Pin Grid Array 管脚阵列

2019年半导体行业发展及趋势分析报告

2019年半导体行业发展及趋势分析报告 2019年7月出版 文本目录 1LED/面板相继崛起,下一步主攻半导 体 . (5) 1.1、大陆LED/面板竞争优势确立,超越台湾已成必 然 . (5) 1.2、半导体为当前主攻方向,封测能否率先超 越? (8) 1.2.1、IC 设计与制造差距较大,尚需时 间 (9) 1.2.2、封测端实力逼近,将率先超 越 (10) 2大陆迎半导体黄金发展期,封测为最受益环 节 (11) 2.1、全球半导体前景光明,大陆半导体将迎来黄金发展 期 (11) 2.1.1、设备出货/资本开支增长,全球半导体前景光 明 . (11) 2.1.2、政策支持叠加需求旺盛,中国半导体迎黄金十 年 (13) 2.2、前端崛起,封测环节最为受 益 (17) 2.2.1、大陆IC 设计厂商高增长,封测订单本土 化 (17) 2.2.2、大陆制造端大局投入,配套封测需求上 升 (19)

2.2.3、大陆封测行业增速超越全 球 (19) 3后摩尔时代先进封测带来行业变局,国内企业加速突 围 (20) 3.1、摩尔定律走向极限,先进封测引领行业变 局 (20) 3.2、Fan-out :未来主流,封测厂向前道工艺延 伸 . (22) 3.2.1、Fan-out 引领封装技术大幅进步,必为首 选 . (22) 3.2.2、国际大客户引领,市场规模高速增 长 (24) 3.2.3、长电/华天皆有布局,占据领先地 位 . (26) 3.3、SiP :集成度提升最优选择,封测厂向后道工艺延 伸 . (27) 3.3.1、SiP 为集成度提升最优选择,苹果引领SiP 风 潮 . (27) 3.3.2、长电SiP 获大客户订单,迎来高速增 长 . (29) 3.4、TSV :指纹前置及屏下化必备技 术 (30) 3.4.1、指纹前置及屏下化将成主流,封装形式转向 TSV (30) 3.4.2、华天/晶方为主全球TSV 主流供应商,深度受 益 . (34) 4催化剂:2019H2半导体有望迎来强劲增 长 . (34) 4.1、传统旺季+库存调整结束+智能机拉货,景气度向 上 (34)

半导体分立器件行业发展研究-半导体分立器件行业的下游需求情况

半导体分立器件行业发展研究-半导体分立器件行业的下游需求情况 半导体分立器件行业的下游需求情况 随着国民经济的快速发展及行业技术工艺的不断突破,半导体分立器件的应用领域有了很大的扩展。近年来,受益于国家经济转型升级以及新能源、新技术的应用,下游最终产品的市场需求保持良好的增长态势,从而为半导体分立器件行业的发展提供了广阔的市场空间。半导体分立器件的下游覆盖消费电子、汽车电子、工业电子等领域,且在上述领域应用基本保持稳定的增长。在国家产业政策的支持下,新能源汽车/充电桩、智能装备制造、物联网、光伏新能源等新兴产业领域将成为国内分立器件行业新的增长点,特别是该等应用领域将给MOSFET、IGBT等分立器件市场中的主流产品提供巨大的市场机遇。 (1)消费电子 MOSFET 等半导体功率器件是消费电子产品的重要元器件,消费电子市场也是半导体功率器件产品的主要需求市场之一。中国消费电子产品的普及程度越来越高,而且近年来消费者对消费电子的需求从以往的台式PC、笔记本电脑为主向平板电脑、智能电视、无人机、智能手机、可穿戴设备等转移,直接推动消费电子市场的快速发展。消费电子产品更新换代周期短以及新技术的不断推出,

使得消费电子市场需求量进一步上升。根据美国消费电子协会统计,2013 年中国消费电子市场整体规模达到16,325 亿元,成为全球最大的消费电子市场,根 据2017年3C行业报告,2017年中国消费电子市场将突破2万亿,预计增长7.1%。 目前我国笔记本电脑、彩色电视机等众多消费类电子产品的生产规模已经位居全球第一,同时以智能电视、无人机等为代表的新兴消费类电子产品也开始在国内实现量产。根据IDC 的预测,智能电视是互联网快速发展的产物,2016 年国内智能电视销量达4,098 万台,预计到2018 年智能电视销量将突破5,000 万台。近年来我国无人机市场规模快速增长,根据IDC 的预测,我国航拍无人机的 市场规模将由2016 年的39 万台增加到2019年的300 万台,年均复合增长率高 达97.40%。上述消费电子产品市场规模的快速增长,有力地拉动了对上游半导体功率器件的需求。 (2)汽车电子

半导体分立器件测试系统说明书

QTEC-4000 半导体分立器件测试系统

目 录   1 EDITOR使用 2 Logger使用说明 3 Opener使用

1.EDITOR使用  点击PEditor图标 打开Editor主界面    1.1菜单说明:

1.1.1文件菜单  菜单项 说 明 键盘快捷键 新建 新建测试文件 Ctrl + N  打开 打开已有的测度文件 Ctrl + O  保存 保存编辑完成的文件 Ctrl + S  另保存 将编辑的文件以其他的名称保存 打开暂存文件 打开暂时保存的文件 保存暂存文件 保存暂时的文件 编辑文件头信息 编辑测试文件信息 密码 文件保护密码的设定 设置双机并行时同一个器件进行分时测试,以提   设置并行测试点  高测试速度  打印 打印测试文件 打印预览 预览打印文件 打印机设置 打印机的设定 退出 退出正在运行的Editor 注: 保存已下载到测试主机中的文件时,测试主机会自动下载保存后的程序。故在保存此类文件之前需确认测试程序不在使用的状态。

1.1.2测试项目菜单      1.1.3分类项菜单  菜单内容 操作指令含义 键盘快捷键 鼠标的快捷操作  新增 增加分类项目 Ctrl + W 修改 修改分类项目 Ctrl + X 鼠标左键双击修改处  插入 插入分类项目 Ctrl + Y 删除  删除分类项目  Ctrl + Z    菜单内容  操作指令含义  键盘快捷键 鼠标的快捷操作  新增 增加测试项目 Ctrl + R 修改 修改测试项目 Ctrl + S 鼠标左键双击修改处  插入 插入测试项目 Ctrl + I 删除 删除测试项目 Ctrl + U 复制块 批量拷贝测试项目 Ctrl + V 删除块 批量删除测试项目 Ctrl + W 反转极性 批量测试项目极性反转 Ctrl + X 替换 替换已有的测试项目 Ctrl + Y   设置跳转 测试项目整体跳转设定 功能设置  各功能的整体设定

(整理)半导体基础知识.

1.1 半导体基础知识概念归纳 本征半导体定义:纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 电流形成过程:自由电子在外电场的作用下产生定向移动形成电流。 绝缘体原子结构:最外层电子受原子核束缚力很强,很难成为自由电子。 绝缘体导电性:极差。如惰性气体和橡胶。 半导体原子结构:半导体材料为四价元素,它们的最外层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚,也不像绝缘体那样被原子核束缚得那么紧。 半导体导电性能:介于半导体与绝缘体之间。 半导体的特点: ★在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。 ★在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。 晶格:晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,称为晶格。 共价键结构:相邻的两个原子的一对最外层电子(即价电子)不但各自围绕自身所属的原子核运动,而且出现在相邻原子所属的轨道上,成为共用电子,构成共价键。 自由电子的形成:在常温下,少数的价电子由于热运动获得足够的能量,挣脱共价键的束缚变成为自由电子。 空穴:价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。 电子电流:在外加电场的作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流。 空穴电流:价电子按一定的方向依次填补空穴(即空穴也产生定向移动),形成空穴电流。 本征半导体的电流:电子电流+空穴电流。自由电子和空穴所带电荷极性不同,它们运动方向相反。 载流子:运载电荷的粒子称为载流子。 导体电的特点:导体导电只有一种载流子,即自由电子导电。 本征半导体电的特点:本征半导体有两种载流子,即自由电子和空穴均参与导电。 本征激发:半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发。 复合:自由电子在运动的过程中如果与空穴相遇就会填补空穴,

我国半导体分立器件行业研究

我国半导体分立器件行业研究 1、行业现状及发展前景 (1)半导体分立器件简介 分立器件是指具有单一功能的电路基本元件,如二极管、晶体管、电阻、 电容、电感等,主要实现电能的处理与变换,是半导体市场重要的细分领域。 根据功能用途,可以将能够进行功率处理的半导体器件定义为功率半导体器 件(Power Semiconductor Device),又称电力电子器件(Power Electronic Device)。 典型功率处理功能包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等。功率半导 体器件主要用于电力设备的电能变换和电路控制,是弱电控制与强电运行间的桥 梁。除保证设备正常运行以外,功率半导体器件还起到有效的节能作用。典型的 功率半导体器件包括二极管(普通二极管、肖特基二极管、快恢复二极管等)、 晶体管(双极结型晶体管、电力晶体管、MOSFET、IGBT 等)、晶闸管(普通 晶闸管、IGCT、门极可关断晶闸管等)。 作为分立器件最重要和最广泛的应用领域,功率半导体器件在大功率、大电

流、高反压、高频、高速、高灵敏度等特殊应用场合具有显著性能优势,因此可替代性较低。功率半导体器件目前几乎应用于所有的电子制造业,如通信、计算机、汽车产业、消费电子、光伏产业、智能电网、医疗电子、人工智能、物联网等领域,应用范围广阔。半导体分立器件行业处于产业链的中游,其产品被广泛应用于各终端领域。半导体分立器件在半导体(硅基)产业链中的位置如下图所示(虚线方框部分): 从具体制造流程上来看,可以进一步将半导体分立器件划分为芯片设计、芯片制造、封装测试等环节。 芯片设计是指通过系统设计和电路设计,将设定的芯片规格形成设计版图的过程。在对芯片进行寄存器级的逻辑设计和晶体管级的物理设计后,设计出不同规格和效能的芯片。

半导体基础知识学习

我们知道,电子电路是由晶体管组成,而晶体管是由半导体制成的。所以我们在学习电子电路之前, 一定要了解半导体的一些基本知识。 这一章我们主要学习二极管和三极管的一些基本知识,它是本课程的基础,我们要掌握好在学习时我们把它的内容分为三节,它们分别是: 1、1 半导体的基础知识 1、2 PN结 1、3 半导体三极管 1、1 半导体的基础知识 我们这一章要了解的概念有:本征半导体、P型半导体、N型半导体及它们各自的特征。一:本征半导体 纯净晶体结构的半导体我们称之为本征半导体。常用的半导体材料有:硅和锗。它们都是四价元素,原子结构的最外层轨道上有四个价电子,当把硅或锗制成晶体时,它们是靠共价键的作用而紧密联系在一起。 共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量,从而摆脱共价键的约束成为自由电子,同时在共价键上留下空位,我们称这些空位为空穴,它带正电。我们用晶体结构示意图来描述一下;如图(1)所示:图中的虚线代表共价键。 在外电场作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流; 同时价电子也按一定的方向一次填补空穴,从而使空穴产生定向移动,形成空穴电流。 因此,在晶体中存在两种载流子,即带负电自由电子和带正电空穴,它们是成对出现的。二:杂质半导体 在本征半导体中两种载流子的浓度很低,因此导电性很差。我们向晶体中有控制的掺入特定的杂质来改变它的导电性,这种半导体被称为杂质半导体。 1.N型半导体 在本征半导体中,掺入5价元素,使晶体中某些原子被杂质原子所代替,因为杂质原子最外层有5各价电子,它与周围原子形成共价键后,还多余一个自由电子,因此使其中的空穴的浓度远小于自由电子的浓度。但是,电子的浓度与空穴的浓度的乘积是一个常数,与掺杂无关。在N型半导体中自由电子是多数载流子,空穴是少数载流子。 2.P型半导体 在本征半导体中,掺入3价元素,晶体中的某些原子被杂质原子代替,但是杂质原子的最外层只有3个价电子,它与周围的原子形成共价键后,还多余一个空穴,因此使其中的空穴浓度远大于自由电子的浓度。在P型半导体中,自由电子是少数载流子,空穴使多数载流子。 1、2 P—N结

【发展战略】我国半导体产业的现状和发展前景

五、半导体篇 ——我国半导体产业的现状和发展前景 电子信息产业已成为当今全球规模最大、发展最迅猛的产业,微电子技术是其中的核心技术之一(另一个是软件技术)。现代电子信息技术,尤其是计算机和通讯技术发展的驱动力,来自于半导体元器件的技术突破,每一代更高性能的集成电路的问世,都会驱动各个信息技术向前跃进,其战略地位与近代工业化时代钢铁工业的地位不相上下。 当前,世界半导体产业仍由美国占据绝对优势地位,日本欧洲紧随其后,韩国和我国台湾地区也在迅速发展。台湾地区半导体工业已成为世界最大的集成电路代工中心,逐步形成自己的产业体系。 我国的微电子科技和产业起步在50年代,仅比美国晚几年。计划经济时期,由于体制的缺陷和其间10年“文革”,拉大了和国际水平的差距。进入80年代,我国面对国内外微电子技术的巨大反差和国外对我技术封锁,我们没有能够在体制和政策上及时拿出有效应对措施。国有企业无法适应电子技术的快节奏进步,国家协调组织能力下降,科研体制改革缓慢,以致1980~1990年代我国自主发展半导体产业的努力未获显著效果。 “市场‘开放’后,集成电路商品从合法、不合法渠道源源涌入,集成电路所服务的终端产品,以整机或部件散装的形式,也大量流入,但人家确实考虑到微电子的战略核心性质,死死卡住生产集成电路的先进设备,不让进口,在迫使我们落后一截,缺乏竞争力的同时,又时刻瞄准我们科研与生产升级的潜力,把我们的每一次进步扼杀在萌芽状态,冲垮科技能力,从外部加剧我们生产与科研的脱节,迫使我们不得不深深依赖他们。……我们的产业环境又多多少少带有计划色彩,不能很快与国际接轨,其中特别是对微电子产业发展有重大影响的企业制度、资本市场、税收政策、科研体制等,又不适应市场经济要求,使得我们在国际竞争中缺乏活力”。1 20世纪90年代,我国半导体产业的增长速度达到30%以上,但其规模仅占世界半导体子产业的1%,仅能满足大陆半导体市场的不足10%。即使“十五”期间各地计划的项目都能如期实施,到2005年,我国半导体产业在世界上的份额,顶多占到2%~3%。自己的设计和制造水平和国际先进水平的差距很大,企业规模小、重复分散、缺乏竞争力,基本上是跨国公司全球竞争战略的附庸,自己的产业体系还没有成形。 我国半导体产业如此落后的现状,使得我国的经济、科技、国防现代化的基础“建筑在沙滩上”。在世界微电子技术迅猛发展的情况下,我国如不努力追赶,就会在国际竞争中越来越被动,对我国未来信息产业的升级和市场份额的分配,乃至对整个经济发展,都可能造成十分不利的影响。形势逼迫我国必须加快这一产业的发展。“十五”计划中,加快半导体产业的发展被放在重要地位,这是具有重大意义的。 发展中国家要追赶国际高科技产业的步伐,一般都会面临技术、资金、管理、市场的障碍。高科技的产业化是一个大规模的系统工程,需要科研和产业的紧密结合,以及各部门的有效协调,而这些都不是单个企业所能跨越得过去的。在市场机制尚未成熟到有效调动资源的情况下,高层次的组织协调和扶持是必需的。构建具有较高透明度的政策环境和市场环境。有助于鼓励高科技民营企业进入电路设计业领域,鼓励生产企业走规模化和面向国内市场自主开发的路子,形成产业群体。 1许居衍院士,2000年。

半导体分立器件行业发展研究-半导体分立器件竞争格局、利润水平及行业壁垒

半导体分立器件行业发展研究 -半导体分立器件竞争格局、利润水平及行业壁垒 半导体分立器件行业竞争格局 经过多年的发展,国内厂商在中低端分立器件产品的技术水平、生产工艺和产品品质上已有很大提升,但在部分高端产品领域仍与国外厂商有较大的差距。由于国外公司控制着核心技术、关键元器件、关键设备、品牌和销售渠道,国内销售的高端半导体功率器件仍旧依赖海外进口。面对广阔的市场前景,国内厂商在技术水平和市场份额的提升上仍有较大的开拓空间。我国半导体分立器件行业起步较晚,近年来在国家产业政策的鼓励和行业技术水平不断提升等多重利好因素推动下,行业内部分企业以国外先进技术发展为导向,逐步形成了以自主创新、突破技术垄断、替代进口为特点的发展模式。半导体分立器件行业内,新洁能等部分企业掌握了MOSFET、IGBT 等产品的核心技术,通过产品的高性价比不断 提高市场占有率,在与国外厂商的竞争中逐步形成了自身的竞争优势。

行业利润水平 1、行业利润水平的变动趋势 近年来,我国半导体分立器件行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势,在不同应用领域及细分市场行业利润水平则存在着结构性差异。一般而言,在传统应用领域,低端产品行业进入门槛较低,市场竞争较为充分,导致该领域产品行业利润水平相对较低。而在新兴细分市场以及中高端半导体分立器件市场,由于产品技术含量高,产品在技术、客户积累以及资金投入等方面具有较高的进入壁垒,市场竞争程度相对较低,行业内部分优质企业凭借自身技术研发、产业链完善、质量管理等综合优势,能够在该领域获得较高的利润率水平。 2、行业利润水平的变动原因 半导体分立器件行业的利润水平主要受到宏观经济形势和下游行业景气度、以及行业技术水平等因素的综合影响。 宏观经济形势及下游行业景气程度方面。半导体分立器件作为基础性元器件,应用领域涵盖了消费电子、汽车电子、工业电子等广泛的下游行业。宏观经济形势则直接影响该等行业的整体发展状况,从而传导至对半导体分立器件的需求的变化,进而影响半导体分立器件行业的利润水平。

第一章半导体基础知识(精)

第一章半导体基础知识 〖本章主要内容〗 本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义,工作状态或工作区的分析。 首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。其后介绍二极管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。然后介绍两种三极管(BJT和FET)的结构原理、伏安特性、主要参数以及工作区的判断分析方法。〖本章学时分配〗 本章分为4讲,每讲2学时。 第一讲常用半导体器件 一、主要内容 1、半导体及其导电性能 根据物体的导电能力的不同,电工材料可分为三类:导体、半导体和绝缘体。半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料,半导体的电阻率为10-3~10-9 cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别:当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化;往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时,会使它的导电能力具有可控性;这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。 2、本征半导体的结构及其导电性能 本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%,常称为“九个9”,它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。 3、半导体的本征激发与复合现象 当导体处于热力学温度0 K时,导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电,成为自由电子。这一现象称为本征激发(也称热激发)。因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对。 游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合。 在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡,此时,载流子浓度一定,且自由电子数和空穴数相等。 4、半导体的导电机理 自由电子的定向运动形成了电子电流,空穴的定向运动也可形成空穴电流,因此,在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子(即载流子),这是半导体的特殊性质。空穴导电的实质是:相邻原子中的价电子(共价键中的束缚电子)依次填补空穴而形成电流。由于电子带负电,而电子的运动与空穴的运动方向相反,因此认为空穴带正电。

半导体行业发展趋势分析

半导体行业发展趋势分析 新型计算架构浪潮推动,中国半导体产业弯道超车机会来临

核心观点: ●2018,半导体市场供需两旺,中国市场迎弯道超车机遇 需求端新市场新应用推动行业成长:1)比特币市场的火爆带动矿机需求快速增加,ASIC 芯片矿机凭借设计简单,成本低,算力强大等优势被大量采用。国内ASIC 矿机芯片厂商比特大陆、嘉楠耘智、亿邦股份自身业绩高增长的同时,其制造与封测环节供应商订单快速增长。2)汽车电子、人工智能、物联网渐行渐近,带动行业成长。供给端国内建厂潮加剧全球半导体行业资本开支增长,上游确定性受益。 ● 1 月半导体行情冰火两重天 A 股市场:18 年1 月以来(至1 月26 日)申万半导体指数下跌9.03%,半导体板块跑输电子行业5.9 个百分点,跑输上证综指16.59 个百分点,跑 输沪深300 指数17.72 个百分点;其中制造(-5.59%)>封装(-5.64%)> 分立器件(-5.66%)>存储器(-5.85%)>设计(-7.34%)>设备(-9.57%)> 材料(-11.17%);估值大幅回落。海外市场:费城半导体指数上涨6.79%,创历史新高,首次超过2001 年最高值;矿机及人工智能带动GPU 需求量增长,英伟达作为全球GPU 龙头深度受益,1 月以来(至1 月26 日)股价上涨22.14%;设备龙头整体上涨。 ●12 月北美半导体设备销售额创历史新高,存储芯片价格平稳波动 根据WSTS 统计,11 月全球半导体销售额达376.9 亿美金,同比增长21.5%,环比增长1.6%,创历史新高。其中北美地区半导体11 月销售额87.7 亿美金,同比增长40.2%,环比增长2.6%,是全球半导体销售额增长最快区域。分版块看,12 月北美半导体设备销售额23.88 亿美金,同比增长27.7%,环比增长16.35%,创历史新高;存储芯片价格1 月以来(至1 月26 日)价格 波动。 ●投资建议 我们认为国内IC 产业进入加速发展时期,由市场到核“芯”突破这一准则不断延续,从智能手机领域起步,未来有望在人工智能、汽车电子、5G、物联网等新兴市场实现加速追赶。本月重点推荐卡位新兴应用市场,业绩快速成长的华天科技、长电科技,建议关注通富微电;同时下游资本开支扩张带给上游设备领域的投资机会,建议关注北方华创、长川科技。

2020年半导体分立器件制造行业分析报告

2020年半导体分立器件制造行业分析报告 2020年7月

目录 一、行业上下游之间的关联性 (3) 1、芯片设计 (3) 2、晶圆制造 (3) 3、封装测试 (4) 二、影响行业发展的因素 (4) 1、有利因素 (5) (1)国家政策的有力支持 (5) (2)半导体产业重心转移带来的国产替代机遇 (5) (3)功率半导体产业技术发展 (6) (4)新兴科技产业的发展孕育新的市场机会 (6) 2、不利因素 (7) (1)半导体产业基础薄弱 (7) (2)国产功率半导体器件产品附加值较低 (7) (3)高端技术人才短缺 (7) 三、进入行业的壁垒 (8) 1、市场壁垒 (8) 2、技术壁垒 (8) 3、专业人才壁垒 (9) 四、行业经营特征 (9) 五、行业竞争情况 (10) 1、扬杰科技 (11) 2、捷捷微电 (11) 3、派瑞股份 (11) 4、中车时代电气 (12)

一、行业上下游之间的关联性 半导体产业链主要包含芯片设计、晶圆制造和封装测试三大核心环节,此外还有为晶圆制造与封装测试环节提供所需材料及专业设备的支撑产业链。作为资金与技术高度密集行业,半导体行业形成了专业分工深度细化、细分领域高度集中的特点。 1、芯片设计 芯片设计的本质是将具体的产品功能、性能等产品要求转化为物理层面的电路设计版图,并且通过制造环节最终实现产品化。设计环节包括结构设计、逻辑设计、电路设计以及物理设计,设计过程环环相扣,技术和工艺复杂。芯片设计公司的核心竞争力取决于技术能力、需求响应和定制化能力带来的产品创新能力。 2、晶圆制造 晶圆制造是半导体产业链的核心环节之一。晶圆制造是根据设计出的电路版图,通过炉管、湿刻、淀积、光刻、干刻、注入、退火等不同工艺流程在半导体晶圆基板上形成元器件和互联线,最终输出能够完成功能及性能实现的晶圆片。晶圆制造产业属于典型的资本和技

半导体物理与器件基础知识

9金属半导体与半导体异质结 一、肖特基势垒二极管 欧姆接触:通过金属-半导体的接触实现的连接。接触电阻很低。 金属与半导体接触时,在未接触时,半导体的费米能级高于金属的费米能级,接触后,半导体的电子流向金属,使得金属的费米能级上升。之间形成势垒为肖特基势垒。 在金属与半导体接触处,场强达到最大值,由于金属中场强为零,所以在金属——半导体结的金属区中存在表面负电荷。 影响肖特基势垒高度的非理想因素:肖特基效应的影响,即势垒的镜像力降低效应。金属中的电子镜像到半导体中的空穴使得半导体的费米能级程下降曲线。附图:

电流——电压关系:金属半导体结中的电流运输机制不同于pn结的少数载流子的扩散运动决定电流,而是取决于多数载流子通过热电子发射跃迁过内建电势差形成。附肖特基势垒二极管加反偏电压时的I-V曲线:反向电流随反偏电压增大而增大是由于势垒降低的影响。 肖特基势垒二极管与Pn结二极管的比较:1.反向饱和电流密度(同上),有效开启电压低于Pn结二极管的有效开启电压。2.开关特性肖特基二极管更好。应为肖特基二极管是一个多子导电器件,加正向偏压时不会产生扩散电容。从正偏到反偏时也不存在像Pn结器件的少数载流子存储效应。 二、金属-半导体的欧姆接触

附金属分别与N型p型半导体接触的能带示意图 三、异质结:两种不同的半导体形成一个结 小结:1.当在金属与半导体之间加一个正向电压时,半导体与金属之间的势垒高度降低,电子很容易从半导体流向金属,称为热电子发射。

2.肖特基二极管的反向饱和电流比pn结的大,因此达到相同电流时,肖特基二极管所需的反偏电压要低。 10双极型晶体管 双极型晶体管有三个掺杂不同的扩散区和两个Pn结,两个结很近所以之间可以互相作用。之所以成为双极型晶体管,是应为这种器件中包含电子和空穴两种极性不同的载流子运动。 一、工作原理 附npn型和pnp型的结构图 发射区掺杂浓度最高,集电区掺杂浓度最低

半导体放电管检测及测试方法

半导体放电管检测要求及测试方法 1 本要求遵循的依据 1.1YD/T940—1999《通信设备过电压保护用半导体管》 1.2YD/T694—1999《总配线架》 1.3GB/T2828.1—2003/ISO 2859—1:1999《计数抽样检验程序》 2 测试前准备及测试环境条件 2.1对测试设备进行校验,检查是否正常,正常后才能使用。 2.2在标准大气条件下进行试验 2.2.1温度:15~35℃ 2.2.2相对湿度:45%~75% 2.2.3大气压力:86~106Kpa 所有的电测量以及测量之后的恢复应在以下大气条件下进行: 温度:25±5℃ 相对湿度:45%~75% 大气压力:86~106Kpa 在进行测量前应使半导体管温度与测量环境温度达到平衡,测量过程的环境温度应记录在试验报告中。 2.3按GB/T2828.1—2003《计数抽样检验程序》的规定。按一定抽样正常方案,一般检查水平Ⅱ,抽取一定数量的样本。 3 检测要求和测试方法 3.1外形检查 3.1.1要求放电管两头封口平直无歪斜,外形整洁,无污染、腐蚀和其他多余物,封装无破损、裂纹、伤痕、引出线不短裂、不松动。 3.1.2金属镀层不起皮、不脱离、不生锈、不变色。 3.1.3外形尺寸公差符合SJ1782—81中4级公差,即公称尺寸>3—6,其公差为±0.1,公称尺寸>6—10,其中公差为±0.12,合格率要达到≥97.5%。 3.1.4产品标志应清晰耐久 3.1.5包装箱应标记生产厂家、产品名称、型号、标准号、重量及生产日期或批号,且包装材料应保持干燥、整洁、对产品无腐蚀作用 3.2直流击穿电压测试 3.2.1用XJ4810半导体管特性图示仪对经过上一项目测试合格的放电管进行初始检测,用正极性测试后进行反极性测试,正、反极性各测2次,每次测试间隔时间为1~2min。 3.2.1半导体管的最高限制电压应不大于表1给出的极限值,试验电流应在1A~10A之间试验是加在半导体管上的电流变化率应≤30A/μs。 3.2.3试验所用的电压发生器必须保持表1所示的开路电压上升速率,上升速率应在一定的范围之内。试验电路如图1、图2所示。 图 1 电压上升速率的范围 a) 电压上升速率为100KV/S 注:为了得到足够的试验电流以使样品击穿,图(a)中的电阻R和图(b)中的电阻R4可能需要进行调整,一般取为50Ω。

半导体测试原理

IC 测试原理解析 第一章数字集成电路测试的基本原理 器件测试的主要目的是保证器件在恶劣的环境条件下能完全实现设计规格书所规定的功能及性能指标。用来完成这一功能的自动测试设备是由计算机控制的。因此,测试工程师必须对计算机科学编程和操作系统有详细的认识。测试工程师必须清楚了解测试设备与器件之间的接口,懂得怎样模拟器件将来的电操作环境,这样器件被测试的条件类似于将来应用的环境。 首先有一点必须明确的是,测试成本是一个很重要的因素,关键目的之一就是帮助降低器件的生产成本。甚至在优化的条件下,测试成本有时能占到器件总体成本的40% 左右。良品率和测试时间必须达到一个平衡,以取得最好的成本效率。 第一节不同测试目标的考虑 依照器件开发和制造阶段的不同,采用的工艺技术的不同,测试项目种类的不同以及待测器件的不同,测试技术可以分为很多种类。 器件开发阶段的测试包括: 特征分析:保证设计的正确性,决定器件的性能参数; 产品测试:确保器件的规格和功能正确的前提下减少测试时间提高成本效率 可靠性测试:保证器件能在规定的年限之内能正确工作; 来料检查:保证在系统生产过程中所有使用的器件都能满足它本身规格书要求,并能正确工作。 制造阶段的测试包括: 圆片测试:在圆片测试中,要让测试仪管脚与器件尽可能地靠近,保证电缆,测试仪和器件之间的阻抗匹配,以便于时序调整和矫正。因而探针卡的阻抗匹配和延时问题必须加以考虑。 封装测试:器件插座和测试头之间的电线引起的电感是芯片载体及封装测试的一个首要的考虑因素。 特征分析测试,包括门临界电压、多域临界电压、旁路电容、金属场临界电压、多层间电阻、金属多点接触电阻、扩散层电阻、接触电阻以及FET 寄生漏电等参数测试。 通常的工艺种类包括: TTL ECL CMOS NMOS

2020年半导体分立器件行业分析

2020年半导体分立器件行业分析 一、行业管理 (2) 二、行业技术水平和技术特点及行业特征 (2) 1、行业技术水平和技术特点 (2) 2、行业特征 (3) (1)周期性 (3) (2)区域性 (3) (3)季节性 (4) 三、行业上下游的关系 (4) 1、上游行业情况 (4) 2、下游行业情况 (5) 四、行业竞争情况 (5) 1、行业竞争格局 (5) 2、行业主要企业情况 (6) (1)安世集团(Nexperia) (7) (2)英飞凌(Infineon) (7) (3)意法半导体(ST Microelectronics) (7) (4)华润微电子有限公司 (8) (5)杭州士兰微电子股份有限公司 (8) (6)苏州固锝电子股份有限公司 (8) (7)江苏捷捷微电子股份有限公司 (9) (8)吉林华微电子股份有限公司 (9) (9)强茂电子(无锡)有限公司 (9) (10)无锡新洁能股份有限公司 (9)

一、行业管理 国内半导体行业已实现市场化的发展模式,基本形成了各企业面向市场自主经营,政府职能部门产业宏观调控,行业协会自律规范的管理格局。半导体产业的行业宏观管理职能由国家工业和信息化部承担,主要负责产业政策制定、引导扶持行业发展、指导产业结构调整等;中国半导体行业协会是行业的自律组织和协调机构,下设集成电路分会、半导体分立器件分会、半导体封装分会、集成电路设计分会、半导体支撑业分会、MEMS分会等专业机构。行业协会主要承担行业引导和服务职能,负责产业及市场研究、行业自律管理以及开展业务交流等。 二、行业技术水平和技术特点及行业特征 1、行业技术水平和技术特点 半导体分立器件的技术涉及了微电子、半导体物理、材料学、电子线路等诸多学科、多领域,不同学科、领域知识的结合促进行业交叉边缘新技术的不断发展。随着终端应用领域产品的整体技术水平要求越来越高,半导体分立器件技术也在市场的推动下不断向前发展,新材料、低损耗高可靠性器件结构理论、高功率密度的芯片制造与封装工艺技术已应用到分立器件生产中,行业内产品的技术含量日益提高、设计及制造难度也相应增大。近年来,我国半导体分立器件制造企业通过持续的引进消化吸收再创新以及自主创新,产品技术含量及

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档