第五章IV-CV表征
(IV（current-voltage）and CV（capacitance－voltage）Characterization)
§1. 简介
z IV（current-voltage）和CV（capacitance－voltage）测量是测量材料电学性能的重要手段，从广义上说就是通过测量材料或器件的电压－电流或电压－电容之间的内在关系来获得材料的电学性质，例如电阻率、导电类型、载流子浓度等。IV、CV测试的应用范围很广，在电子元器件、通讯、传感器等领域都发挥着重要的作用。特别是近年来随着微电子行业的快速发展，半导体元器件的尺寸越来越小，对硅晶片的均匀性、杂质浓度分布、晶体管的参数以及整个集成电路器件的失效性分析的测试显得更加重要。世界著名的测试设备生产厂商如吉时利(Keithley)和安捷伦(Agilent)都推出了IV和CV测试功能整合在一起的测试设备，用于半导体行业的元器件参数测试和失效性分析，这种仪器统称为半导体参数测试仪，具有功能模块化设计，电脑自动控制，测试快速和结果图形化显示等优点，本章所讨论的IV、CV测试主要就是指使用半导体参数测试仪检测半导体器件的IV和CV特性的方法，这在半导体性能测试中具有非常重要的实用意义
?半导体器件种类很多，应用广泛，例如各种晶体管：二极管、三极管、场效应管、晶闸管等，而由各种晶体管和连线组成的集成电路更加多种多样，功能各异。
?对于半导体器件，根据不同的功能和需要，所要测试的电学参数也各不相同，一般包含电阻率、导电类型、极性、载流子浓度、迁移率、少子寿命、载流子浓度分布等。
?半导体材料和器件的电学性能测量有很多种方法，例如扩展电阻、四探针、三探针、IV、CV及Hall测量等。
?I-V测试的是器件两端在施加不同电压时的电流特性。得到的是关于器件的输运性质的参数如电阻率、载流子浓度、二极管的整流特性等。
?C-V测试的是半导体材料或器件中的电容充放电特性，可以获得材料中杂
质浓度及其分布的信息，CV测量通过扫描截面可以获得材料截面均匀性以及纵向杂质浓度分布的信息，因此比四探针等测试方法具有更大的优点。
?基于C-V测试的操作简单和低成本，它目前已成为最普遍的载流子浓度
分布测试手段。扩展电阻法也可以测量载流子纵向分布，但需要样品进行预处理，同时对样品的导电性也有一定的要求。而C-V法既可以测量低阻衬底
上外延层材料的载流子浓度分布，同时也可以测量高阻衬底上材料的载流子浓度分布。
?在这里要提一下深能级瞬态谱的测量（DLTS），它其实是C-V法的一个
特例，测量的是半导体中瞬间的一个电容值，通过它可以得到半导体禁带中存在的一些由杂质造成的深能级的信息，如这些深能级的位置、浓度和发射、复合速率等。因此，DLTS常常和CV测试仪整合在一个仪器中。
?半导体材料有空穴导电和电子导电两种类型（P型和N型），它们的输运性质是不同的，当两种类型的半导体材料连接在一起时就形成了pn结。这是半导体器件的基本组成单元。由于结势垒的存在导致pn结的输运性质具有单向性，当我们利用IV和CV法测试pn结的正反向时，就可以得到PN结的输运性质、输运机制和载流子密度等信息。同样的测量也适用于肖特基结（半导体与金属形成的结）上。
?载流子的寿命对于半导体也是一个重要的性质，特别是对于掺杂引起的载流子，它的寿命和杂质浓度，掺杂种类，缺陷密度等密切相关，最终导致了半导体性能上的差异。对寿命的测量有多种方法，而采用光脉冲和IV、CV结合的方法可以方便的测量半导体中载流子的寿命，从而了解半导体内部杂质分布等信息。
?总之，半导体的输运性质的测量对于了解半导体的性能具有重要的作用。而IV、CV测试法是测量输运性质不可或缺的重要手段。
第五章电感式传感器 思考题： 1、说明变气隙型电感传感器、差动变压器式传感器和涡流传感器的主要组成、工作原理和基本特性。 答： a)变气隙型电感传感器主要由线圈、铁心、衔铁三部分组成的。线圈是套在铁心上的，在铁心与衔铁之间有一个空气隙，空气隙厚度为δ。传感器的运动部分与衔铁相连。当外部作用力作用在传感器的运动部分时，衔铁将产生位移，使空气隙δ发生变化，磁路磁阻R m发生变化，从而引起线圈电感的变化。线圈电感L的变化与空气隙δ的变化相对应，这样只要测出线圈的电感就能判定空气隙的大小，也就是衔铁的位移。 b)差动变压器式传感器主要由铁心、衔铁和线圈组成。线圈又分为初级线圈（也称激励线圈）和次级线圈（也称输出线圈）。上下两个铁心及初级、次级线圈是对称的。衔铁位于两个铁心中间。上下两个初级线圈串联后接交流激磁电压1，两个次级线圈按电势反相串联。它的优点是灵敏度高，一般用于测量几微米至几百微米的机械位移。缺点是示值范围小，非线性严重。 c)涡流传感器的结构很简单，有一个扁平线圈固定在框架上构成。线圈用高强度漆包线或银线绕制而成，用粘合剂站在框架端部，也可以在框架上开一条槽，将导线绕在槽内形成一个线圈。涡流传感器的工作原理是涡流效应，当一块金属导体放置在一变化的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中漩涡那样在导体内转圈，所以称之为电涡流或涡流。这种现象就称为涡流效应。涡流传感器最大的特点是可以实现非接触式测量，可以测量振动、位移、厚度、转速、温度和硬度等参数，还可以进行无损探伤，并且具有结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量线性范围大、体积小等优点。 2、为什么螺管型电感传感器比变气隙型电感传感器有更大的测位移范围？ 答：变气隙型灵敏度高，因为原始气隙δ0一般取得很小（0.1~0.5mm），当气隙变化为△δ=1μm时，电感的相对变化量△L/L0可达0.01~0.002，因而它对处理电路的放大倍数要求低。它的主要缺点是非线性严重，为了减小非线性，量程就必须限制在较小范围内，通常为气隙δ0的1/5以下，同时，这种传感器制造装
第五章电容传感器思考题与习题答案1．单项选择题 1）在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入___C___，可测得最大的电容量。 A. 塑料薄膜 B. 干的纸 C. 湿的纸 D .玻璃薄片 2）电子卡尺的分辨力可达0.01mm，行程可达200mm，它的内部所采用的电容传感器型式是___B___。 A. 变极距式 B. 变面积式 C. 变介电常数式 3）在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中___B___。 A. 电容和电感均为变量 B. 电容是变量，电感保持不变 C. 电容保持常数，电感为变量 D. 电容和电感均保持不变 4）利用湿敏电容可以测量__B____。 A. 空气的绝对湿度 B. 空气的相对湿度 C. 空气的温度 D. 纸张的含水量 5）电容式接近开关对__D___的灵敏度最高。 A. 玻璃 B. 塑料 C. 纸 D. 鸡饲料 6）下图中，当储液罐中装满液体后，电容差压变送器中的膜片___A______。 A.向左弯曲 B. 向右弯曲 C.保持不动 差压式液位计示意图 1－储液罐2－液面3－上部空间4－高压侧管道5－电容差压变送器6－低压侧管道 7）自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是___B___。 A. 瞬时流量，单位为t/h B. 累积流量，单位为t或m3 C. 瞬时流量，单位为k/g D. 累积流量，单位为kg 8）在下图中，管道中的流体自左向右流动时，_____A____。 A. p1〉p2 B. p1〈p2 C.p1=p2 9）管道中流体的流速越快，压力就越_____B____。 A. 大 B.小 C.不变
节流式流量计示意图 a）流体流经节流孔板时，流速和压力的变化情况b）测量液体时导压管的标准安装方法 c）测量气体时导压管的标准安装方法 1－上游管道2－流体3－节流孔板4－前取压孔位置5－后取压孔位置 9）欲测量加工罐中面粉的物位，应选用______C______；欲测量10m深的水库水位应选用______A______；欲测量2m深的水池中的水位，既需要用肉眼观察，又需要输出电信号，应选用______B______。 A．固态硅压阻投入式液位传感器 B.浮子式磁致伸缩液位传感器 C.电容接近开关 D. 电感接近开关 2．下图是利用分段电容传感器测量液位的原理示意图。玻璃连通器3的外圆壁上等间隔地套着N个不锈钢圆环,显示器采用101线LED光柱（第一线常亮，作为电源指示）。 光柱显示编码式液位计原理示意图 1—储液罐2—液面3—玻璃连通器4—钢质直角接头5—不锈钢圆环6—101段LED光柱 1）该方法采用了电容传感器中变极距、变面积、变介电常数三种原理中的哪一种？ 答：______C______。 2）被测液体应该是导电液体还是绝缘体？答：______A______。 A.导电液体 B.绝缘体 3）分别写出该液位计的分辨率（%）答：____C____，及分辨力（几分之一米），并说明如何提高此类液位计的分辨力。答：____E____m。 A. 1/101 B. 1/100 C. 1/11 D .1/N E.0.7 F.8 4）设当液体上升到第个N不锈钢圆环的高度时，101线LED光柱全亮。若N=11，则当液体上升到第8个不锈钢圆环的高度时，共有____D____线LED亮。 A. 101 B. 100 C. 72 D .73
常用术语翻译 active region 有源区 2.active ponent有源器件 3.Anneal退火 4.atmospheric pressure CVD (APCVD) 常压化学气相淀积 5.BEOL（生产线）后端工序 6.BiCMOS双极CMOS 7.bonding wire 焊线，引线 8.BPSG 硼磷硅玻璃 9.channel length沟道长度 10.chemical vapor deposition (CVD) 化学气相淀积 11.chemical mechanical planarization (CMP)化学机械平坦化 12.damascene 大马士革工艺 13.deposition淀积 14.diffusion 扩散 15.dopant concentration掺杂浓度 16.dry oxidation 干法氧化 17.epitaxial layer 外延层 18.etch rate 刻蚀速率 19.fabrication制造 20.gate oxide 栅氧化硅 21.IC reliability 集成电路可靠性 22.interlayer dielectric 层间介质（ILD） 23.ion implanter 离子注入机 24.magnetron sputtering 磁控溅射 25.metalorganic CVD(MOCVD)金属有机化学气相淀积 26.pc board 印刷电路板 27.plasma enhanced CVD(PECVD) 等离子体增强CVD 28.polish 抛光 29.RF sputtering 射频溅射 30.silicon on insulator绝缘体上硅（SOI）
第五章《方案的构思及其方法》测试卷 一、选择题 1．小明要设计一个中小学生随身携带的水壶，他对水壶进行了设计分析，你认为对产品进行设计分析应考虑的因素是---------------------------------------------------（） A、“物”、“人”、“环境” B、美观、实用、经济 C、结构、功能、安全性 D、高效、健康、舒适 2.下面不属于标准件的是---------------------------------------------------（） A、紧固件、连接件、密封件 B、导线、灯罩、底座 C、滚动轴承、滚针轴承Ｄ、螺孔、型材 3．在设计方案出台后，我们在设计交流时应注意诸多事项在此过程中我们不应提倡（） Ａ、及时吸纳有益信息完整设计方案Ｂ、强调团队合作精神 Ｃ、追求结果一致性Ｄ、主动创设一些设计交流机会 4.制定设计方案的过程是①方案筛选②方案构思③设计分析④方案呈现⑤收集信息（） Ａ、⑤④③②①Ｂ、①③②④⑤Ｃ、①⑤③④②Ｄ、⑤③②④① 5.人类从爆竹点燃爆炸升空到设计制造飞上太空的火箭，利用方案构思方法中----（）
Ａ、草图法Ｂ、模仿法Ｃ、联想法Ｄ、奇特性构思法 6.从蝙蝠探路方法到飞机夜间飞行雷达的导航，利用方案构思方法中-----------（） Ａ、草图法Ｂ、模仿法Ｃ、联想法Ｄ、奇特性构思法 7. 如图所示掌上削皮器，可像戒指那样套在手指上工作，厚厚的橡皮垫保护手指和手掌不被刀刃割伤，削皮过程中也会觉得舒适安全。请问掌上削皮器设计分析时要考虑的“三要素”是----------------------------------------------------------------------（） A、结构、功能、安全性 B、美观、实用、经济 C、成人的手、削皮器、使用环境 D、高效、健康、舒适 8.某厂打算设计一个经营用大容量（10升）的全自动豆浆机。在设计分析中要考虑的因素有： 杯体容量10升， 声光提示、报警功能， 制作过程自动化， 采用数码彩屏显示。在以上因素中应该优先考虑的两项是-------------------------------------------------------------（） A、
第五章电容传感器思考题与习题答案1单项选择题 1）在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入___C—，可测得最大的电容量。 A.塑料薄膜 B.干的纸 C.湿的纸 D .玻璃薄片 2）电子卡尺的分辨力可达0.01mm，行程可达200mm,它的内部所采用的电容传感器型式是B 。 A.变极距式 B.变面积式 C.变介电常数式 3）在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中—B—。 A.电容和电感均为变量 B.电容是变量，电感保持不变 C.电容保持常数，电感为变量 D.电容和电感均保持不变 4）禾U用湿敏电容可以测量__B ____ 。 A.空气的绝对湿度 B.空气的相对湿度 C.空气的温度 D.纸张的含水量 5）电容式接近开关对__D—的灵敏度最高。 A.玻璃 B.塑料 C.纸 D.鸡饲料 6）下图中，当储液罐中装满液体后，电容差压变送器中的膜片___A _______ A.向左弯曲 B.向右弯曲 C.保持不动 差压式液位计示意图1—储液罐2—液面3—上部空间4—高压侧管道5—电容差压变送器6—低压侧管道7）自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是___B___。 A.瞬时流量，单位为t/h B.累积流量，单位为t或m3 C.瞬时流量，单位为k/g D.累积流量，单位为kg 8）在下图中，管道中的流体自左向右流动时， _______ A ___ 。 A. p i > p 2 B. p i〈p 2 C. p i=p2 9）管道中流体的流速越快，压力就越 ______ B___ 。 A.大 B.小 C.不变
节流式流量计示意图 a）流体流经节流孔板时，流速和压力的变化情况b）测量液体时导压管的标准安装方法 c）测量气体时导压管的标准安装方法 1—上游管道2—流体 3 —节流孔板 4 —前取压孔位置 5 —后取压孔位置 9）欲测量加工罐中面粉的物位，应选用______ C ______ ;欲测量10m深的水库水位应选用______ A ______ ;欲测量2m深的水池中的水位，既需要用肉眼观察，又需要输出电信号， 应选用旦。 A ?固态硅压阻投入式液位传感器 B.浮子式磁致伸缩液位传感器 C.电容接近开关 D.电感接近开关 2?下图是利用分段电容传感器测量液位的原理示意图。玻璃连通器3的外圆壁上等间隔地套着N个不锈钢圆环，显示器采用101线LED光柱（第一线常亮，作为电源指示）。 光柱显示编码式液位计原理示意图 1—储液罐2—液面3—玻璃连通器4—钢质直角接头5—不锈钢圆环 1）该方法采用了电容传感器中变极距、变面积、变介电常数三种原理中的哪一种？ 答： ______ C_____ 。 2） _______________________________________________ 被测液体应该是导电液体还是绝缘体？答：______________________________________________ A_______ 。 A.导电液体B.绝缘体 3）分别写出该液位计的分辨率（%）答：____ C ____ ，及分辨力（几分之一米），并说明如何提高此类液位计的分辨力。答：____ E __ m。 A. 1/101 B. 1/100 C. 1/11 D .1/N E.0.7 F.8 4）设当液体上升到第个N不锈钢圆环的高度时，101线LED光柱全亮。若N=11，则当 6—101段LED光柱
实验一半导体材料的缺陷显示及观察
实验一半导体材料的缺陷显示及观察 实验目的 1．掌握半导体的缺陷显示技术、金相观察技术； 2．了解缺陷显示原理，位错的各晶面上的腐蚀图象的几何特性； 3．了解层错和位错的测试方法。 一、实验原理 半导体晶体在其生长过程或器件制作过程中都会产生许多晶体结构缺陷，缺陷的存在直接影响着晶体的物理性质及电学性能，晶体缺陷的研究在半导体技术上有着重要的意义。 半导体晶体的缺陷可以分为宏观缺陷和微观缺陷，微观缺陷又分点缺陷、线缺陷和面缺陷。位错是半导体中的主要缺陷，属于线缺陷；层错是面缺陷。 在晶体中，由于部分原子滑移的结果造成晶格排列的“错乱”，因而产生位错。所谓“位错线”，就是晶体中的滑移区与未滑移区的交界线，但并不是几何学上定义的线，而近乎是有一定宽度的“管道”。位错线只能终止在晶体表面或晶粒间界上，不能终止在晶粒内部。位错的存在意味着晶体的晶格受到破坏，晶体中原子的排列在位错处已失去原有的周期性，其平均能量比其它区域的原子能量大，原子不再是稳定的，所以在位错线附近不仅是高应力区，同时也是杂质的富集区。因而，位错区就较晶格完整区对化学腐蚀剂的作用灵敏些，也就是说位错区的腐蚀速度大于非位错区的腐蚀速度，这样我们就可以通过腐蚀坑的图象来显示位错。 位错的显示一般都是利用校验过的化学显示腐蚀剂来完成。腐蚀剂按其用途来分，可分为化学抛光剂与缺陷显示剂，缺陷显示剂就其腐蚀出图样的特点又可分为择优的和非择优的。 位错腐蚀坑的形状与腐蚀表面的晶向有关，与腐蚀剂的成分，腐蚀条件有关，与样品的性质也有关，影响腐蚀的因素相当繁杂，需要实践和熟悉的过程，以硅为例，表1列出硅中位错在各种界面上的腐蚀图象。 二、位错蚀坑的形状 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
芯片制造-半导体工艺教程 Microchip Fabrication ----A Practical Guide to Semicondutor Processing 目录: 第一章:半导体工业[1][2][3] 第二章:半导体材料和工艺化学品[1][2][3][4][5]第三章:晶圆制备[1][2][3] 第四章:芯片制造概述[1][2][3] 第五章:污染控制[1][2][3][4][5][6] 第六章:工艺良品率[1][2] 第七章:氧化 第八章:基本光刻工艺流程-从表面准备到曝光 第九章:基本光刻工艺流程-从曝光到最终检验 第十章:高级光刻工艺 第十一章:掺杂 第十二章:淀积 第十三章:金属淀积 第十四章:工艺和器件评估 第十五章:晶圆加工中的商务因素 第十六章:半导体器件和集成电路的形成 第十七章:集成电路的类型 第十八章:封装 附录:术语表
#1 第一章半导体工业--1 芯片制造-半导体工艺教程点击查看章节目录 by r53858 概述 本章通过历史简介，在世界经济中的重要性以及纵览重大技术的发展和其成为世界领导工业的发展趋势来介绍半导体工业。并将按照产品类型介绍主要生产阶段和解释晶体管结构与集成度水平。 目的 完成本章后您将能够： 1. 描述分立器件和集成电路的区别。 2. 说明术语“固态，” “平面工艺”，““N””型和“P”型半导体材料。 3. 列举出四个主要半导体工艺步骤。 4. 解释集成度和不同集成水平电路的工艺的含义。 5. 列举出半导体制造的主要工艺和器件发展趋势。 一个工业的诞生 电信号处理工业始于由Lee Deforest 在1906年发现的真空三极管。1真空三极管使得收音机, 电视和其它消费电子产品成为可能。它也是世界上第一台电子计算机的大脑，这台被称为电子数字集成器和计算器（ENIAC）的计算机于1947年在宾西法尼亚的摩尔工程学院进行首次演示。 这台电子计算机和现代的计算机大相径庭。它占据约1500平方英尺，重30吨，工作时产生大量的热，并需要一个小型发电站来供电，花费了1940年时的400, 000美元。ENIAC的制造用了19000个真空管和数千个电阻及电容器。 真空管有三个元件，由一个栅极和两个被其栅极分开的电极在玻璃密封的空间中构成(图1.2)。密封空间内部为真空，以防止元件烧毁并易于电子的====移动。 真空管有两个重要的电子功能，开关和放大。开关是指电子器件可接通和切断电流；放大则较为复杂，它是指电子器件可把接收到的信号放大，并保持信号原有特征的功能。 真空管有一系列的缺点。体积大，连接处易于变松导致真空泄漏、易碎、要求相对较多的电能来运行，并且元件老化很快。ENIAC 和其它基于真空管的计算机的主要缺点是由于真空管的烧毁而导致运行时间有限。 这些问题成为许多实验室寻找真空管替代品的动力，这个努力在1947年12月23曰得以实现。贝尔实验室的三位科学家演示了由半导体材料锗制成的电子放大器。
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
半导体工艺原理实验附录 姓名：xxx 学号：xxx 指导教师：xxx 目录 实验一.工艺设备模拟--氧化仿真实验 (1) 详细实验步骤 (1) 实验结果 (4) 实验二.工艺设备模拟--离子注入仿真实验 (5) 操作步骤 (5) 实验结果 (5) 第一组 (5) 第二组 (6) 第三组 (7) 第四组 (8) 其他组实验 (10) 实验三.刻蚀仿真实验 (13) 实验步骤 (13) 实验结果 (15) 实验四.超净间参观 (17) 参观过程 (17) 超净间定义 (17) 实验一.工艺设备模拟--氧化仿真实验 详细实验步骤 （1）（2）
（3）（4） （5）（6） （7）（8）
（9）（10） （11）（12） （13）（14）
（15）（16） （17）（18） 实验结果 晶片晶向时间（min）温度方式 1 100 1 890 900 880 2,3 表 1 参考参数 晶片号类型晶向氧化时间（min）氧化温度(?C)氧化厚度(A) 1Dry1102900180 2Dry11021000924 4Dry1112900183 3Dry11010900173 5Wet10010900669 6Wet10020900449 7Wet10030900660 8Wet110210001136 10Wet11010900902 9Wet11029003536 11Wet11129001310 表 2 实验数据
图 1 各组参数柱状图对比效果实验二.工艺设备模拟--离子注入仿真实验实验时间：2015年12月4日星期五 操作步骤 操作步骤大体与实验一类似，按照提示操作即可。 实验结果 第一组 深度（130） 浓度 （13） 深度 （130） 浓度 （13） 深度 （130） 浓度 （13） 0.0015.450.7013.49 1.408.75 0.0517.080.7513.09 1.458.47 0.1017.680.8012.69 1.508.20 0.1517.790.8512.31 1.557.94 0.2017.630.9011.94 1.607.68 0.2517.330.9511.58 1.657.43 0.3016.95 1.0011.23 1.707.18 0.3516.53 1.0510.89 1.75 6.94 0.4016.10 1.1010.56 1.80 6.71 0.4515.65 1.1510.24 1.85 6.49 0.5015.20 1.209.92 1.90 6.27 0.5514.76 1.259.62 1.95 6.06 0.6014.33 1.309.32 2.00 5.87 0.6513.90 1.359.03 表 3 离子注入第一组数据
第五章习题 一、选择题 1.两个正弦信号间存在下列关系：同频（ ）相关，不同频（ ）相关 。A.一定 B.不一定 C.一定不 2.自相关函数是一个（ ）函数。A.奇 B.偶 C.非奇非偶 D.三角 3.如果一信号的自相关函数()x R τ呈现一定周期的不衰减，则说明该信号（ ）。 A.均值不为0 B.含有周期分量 C.是各态历经的 4.正弦信号的自相关函数是（ ），余弦函数的自相关函数是（ ）。 A.同频余弦信号 B.脉冲信号 C.偶函数 D.正弦信号 5.经测得某信号的相关函数为一余弦曲线，则其（ ）是正弦信号的（ ）。 A.可能 B.不可能 C.必定 D.自相关函数 6.对连续信号进行采样时，采样频率越高，当保持信号的记录的时间不变时，则（ ）。 A.泄漏误差就越大 B.量化误差就越小 C.采样点数就越多 D. 频域上的分辨率就越低 7.把连续时间信号进行离散化时产生混叠的主要原因是（ ）。 A.记录时间太长 B. 采样间隔太宽 C. 记录时间太短 D. 采样间隔太窄 8.若有用信号的强度、信噪比越大，则噪声的强度（ ）。 A.不变 B.越大 C.越小 D.不确定 9.A/D 转换器是将（ ）信号转换成（ ）信号的装置。 A.随机信号 B. 模拟信号 C.周期信号 D.数字信号 11.已知x （t ）和y （t ）为两个周期信号，T 为共同的周期，其互相关函数的表达式为（ ）。 A.01()()2T x t y t dt T τ+? B.01()()2T x t y t dt T τ+? C. 01()()T x t y t dt T τ+? D.0 1 ()()2T x t y t dt T τ-? 12.两个不同频率的简谐信号，其互相关函数为（ ）。A.周期信号 B.常数 C.零 13.数字信号处理中，采样频率s f 与限带信号最高频率h f 间的关系应为（ ）。 A. s h f f = B.2s h f f > C.s h f f < D.0.7s h f f = 14.正弦信号0()sin()x t x t ω?=+的自相关函数为（ ）。
直接检测系统的基本原理是什么为什么说直接检测又称为包络检测 ）（t d A A i 2221 s αα+=所谓光电直接检测是将待测光信号直接入射到光检测器光敏面上，光检测器响应于光辐射强度（幅度）而输出相应的电流或电压信号。 式中：第一项为直流项。若光检测器输出端有隔直流电容，则输出光电流只包含第二项，就是包络检测的意思。 对直接检测系统来说，如果提高输入信噪比 答：对于光电检测系统来说，其噪声主要有三类：（1）光子噪声包括：A.信号辐射产生的噪声；B.背景辐射产生的噪声。（2）探测器噪声包括：热噪声；散粒噪声；产生—复合噪声；1/f 噪声；温度噪声。（3）信号放大及处理电路噪声在实际的光电探测器中，由于光电转换机理不同，各种噪声的作用大小亦各不相同。若综合上述各种噪声源，其功率谱分布可用下图表示。由图可见：在频率很低时，1/f 噪声起主导作用；当频率达到中间范围频率时，产生——复合噪声比较显着；当频率较高，甚至于截至频率时，只有白噪声占主导地位，其它噪声影响很小。很明显，探测器应当工作在1/f 噪声小、产生-复合噪声为主要噪声的频段上。因此，对于直接探测系统，提高输入信噪比的措施有：（1）利用信号调制及选频技术可抑制噪声的引入白噪声的大小与电路的频带宽度成正比，因此放大器应采用带宽尽可能窄的选频放大器或锁相放大器。（2）将器件制冷，减小热发射，降低产生-复合噪声。采用半导体制冷、杜瓦瓶液态气体制冷或专用制冷机制冷。（3）采用最佳条件下的偏置电路，使信噪比（S/N ）最大。 什么是直接检测系统的量子极限说明其物理意义。 答：当入射信号光波所引起的散粒噪声为主要噪声， 其他噪声可忽略时，此时信噪比为：()f h 2P p s SNR ?=νη 该式为直接检测理论上的极限信噪比。也称为直接检测系统的量子极限。量子极限检测为检测的理想状态 试根据信噪比分析具有内增益光电检测器的直接检测系统为什么存在一个最佳倍增系数。 答：当光检测器存在内增益（如：光电倍增管）时当2M 很大时，热噪声可忽略。若光电倍增管加致冷、屏蔽等措施以减小暗电流和背景噪声，则可达到散粒噪声极限。在直接检测中，光电倍增管、雪崩管的检测能力高于光电导器件，采用有内增益的检测器是直接检测系统可能趋近检测极限的唯一途径。
A Abrupt junction 突变结Accelerated testing 加速实验 Acceptor 受主Acceptor atom 受主原子 Accumulation 积累、堆积Accumulating contact 积累接触Accumulation region 积累区Accumulation layer 积累层 Active region 有源区Active component 有源元 Active device 有源器件Activation 激活 Activation energy 激活能Active region 有源（放大）区 Admittance 导纳Allowed band 允带 Alloy-junction device合金结器件Aluminum（Aluminium）铝 Aluminum - oxide 铝氧化物Aluminum passivation 铝钝化 Ambipolar 双极的Ambient temperature 环境温度 Amorphous 无定形的，非晶体的Amplifier 功放扩音器放大器 Analogue（Analog）comparator 模拟比较器Angstrom 埃 Anneal 退火Anisotropic 各向异性的 Anode 阳极Arsenic （AS）砷 Auger 俄歇Auger process 俄歇过程 Avalanche 雪崩Avalanche breakdown 雪崩击穿 Avalanche excitation雪崩激发 B Background carrier 本底载流子Background doping 本底掺杂 Backward 反向Backward bias 反向偏置 Ballasting resistor 整流电阻Ball bond 球形键合 Band 能带Band gap 能带间隙 Barrier 势垒Barrier layer 势垒层 Barrier width 势垒宽度Base 基极 Base contact 基区接触Base stretching 基区扩展效应 Base transit time 基区渡越时间Base transport efficiency基区输运系数Base-width modulation基区宽度调制Basis vector 基矢 Bias 偏置Bilateral switch 双向开关 Binary code 二进制代码Binary compound semiconductor 二元化合物半导体Bipolar 双极性的Bipolar Junction Transistor （BJT）双极晶体管 Bloch 布洛赫Blocking band 阻挡能带 Blocking contact 阻挡接触Body - centered 体心立方 Body-centred cubic structure 体立心结构Boltzmann 波尔兹曼 Bond 键、键合Bonding electron 价电子 Bonding pad 键合点Bootstrap circuit 自举电路 Bootstrapped emitter follower 自举射极跟随器Boron 硼 Borosilicate glass 硼硅玻璃Boundary condition 边界条件 Bound electron 束缚电子Breadboard 模拟板、实验板
第五章频率测试技术 一、填空题 1: 电子计数器的测频误差包括__ __误差和__ __误差。 ±1量化、标准频率 2: 频率计除测频、测周外，扩展功能有__ _ _ 、 ____ 、____ _ 、 __ __ 等。 测频率比、测时间间隔、测相位差、自检 3: 在测量周期时的主要误差有：___ _ 、 _ 和。通用计数器采用较小的__ __可以减小±1误差的影响。 量化误差、转化误差、标准频率误差、频标 4: 在测量周期时，为减少被测信号受到干扰造成的转换误差，电子计数器应采用测量法。 多周期 5: 采用电子计数器测频时，当被计数频率一定时，可以减小±1误差对测频误差的影响；当闸门时间一定时，，则由±1误差产生的测频误差越大。 增大闸门时间、被计数频率越低 6: 在进行频率比测量时,应将的信号加在B通道，取出____ (周期倍乘为1)作为计数的闸门信号，将的信号加在A通道，作为被计数的脉冲。 频率较低、一个周期、频率较高 7: 一个信号源频率实际值和其标准值的相对偏差定义为 , 而把信号源频率变化的不确定性定义为。 频率准确度、频率稳定度 二、判断题： 1: 一个频率源的频率稳定度愈高，则频率准确度也愈高。（Х） 2: 当被测频率大于中界频率时，宜选用测周的方法；当被测频率小于中界频率时，宜选用测频的方法。（Х） 3: 当计数器进行自校时，从理论上来说不存在±1个字的量化误差。（√） 4: 在测量低信噪比信号的周期时,计数器通常采用周期倍乘,这主要是为了克服±1误差的影响。(Х) 5: 用计数器直接测周的误差主要有三项：即量化误差、触发误差以及标准频率误差。（√） 6: 使用模拟内插法和游标法不能从根本上来消除±1个字的量化误差。（√） 7: 标准频率的相对不确定度应该比±1误差引起的测频误差小一个量级。（√） 三、选择题：
第五章 《方案的构思及其方法》测试卷 一、选择题 1．小明要设计一个中小学生随身携带的水壶，他对水壶进行了设计分析，你认为对产品进行设计分析应考虑的因素是---------------------------------------------------（ ） A 、“物”、“人”、“环境” B 、美观、实用、经济 C 、结构、功能、安全性 D 、高效、健康、舒适 2.下面不属于标准件的是---------------------------------------------------（ ） A 、紧固件、连接件、密封件 B 、导线、灯罩、底座 C 、滚动轴承、滚针轴承 Ｄ、螺孔、型材 3．在设计方案出台后，我们在设计交流时应注意诸多事项在此过程中我们不应提倡（ ） Ａ、及时吸纳有益信息完整设计方案 Ｂ、强调团队合作精神 Ｃ、追求结果一致性 Ｄ、主动创设一些设计交流机会 4.制定设计方案的过程是①方案筛选②方案构思③设计分析④方案呈现⑤收集信息（ ） Ａ、⑤④③②① Ｂ、①③②④⑤ Ｃ、①⑤③④② Ｄ、⑤③②④① 5.人类从爆竹点燃爆炸升空到设计制造飞上太空的火箭，利用方案构思方法中----（ ） Ａ、草图法 Ｂ、模仿法 Ｃ、联想法 Ｄ、奇特性构思法 6.从蝙蝠探路方法到飞机夜间飞行雷达的导航，利用方案构思方法中-----------（ ） Ａ、草图法 Ｂ、模仿法 Ｃ、联想法 Ｄ、奇特性构思法 7. 如图所示掌上削皮器，可像戒指那样套在手指上工作，厚厚的橡皮垫保护手指和手掌不被刀刃割伤，削皮过程中也会觉得舒适安全。请问掌上削皮器设计分析时要考虑的“三要素”是----------------------------------------------------------------------（ ） A 、结构、功能、安全性 B 、美观、实用、经济 C 、成人的手、削皮器、使用环境 D 、高效、健康、舒适 8.某厂打算设计一个经营用大容量（10升）的全自动豆浆机。在设计 分析中要考虑的因素有：○ 1杯体容量10升，○2声光提示、报警功能，○ 3制作过程自动化，○4采用数码彩屏显示。在以上因素中应该优先考虑的两项是-------------------------------------------------------------（ ） A 、○ 1○2 B 、○1○3 C 、○2○4 D 、○1○4 9.小明要设计一个放在桌面上的CD 架，以下各项从“人”的角度进行分析的是---（ ） A 、CD 架与桌子颜色相同，组合更协调 B 、 根据存放光盘的数量、大小进行下料 C 、无尖棱突角，使用更安全 D 、 采用框架结构、卡通造型 10.同学们看了陈晓丽同学的儿童自行车设计方案，指出方案中链轮、链条裸露在外的设计违反了相关的技术规范。陈晓丽出现这样的设计失误，是因为----------------------（ ） A 、没有进行问卷调查 B 、没有进行模型制作 C 、没有进行技术试验 D 、没有明确童车的设计要求 11. 自行车采用了螺栓、螺母等许多标准件，厂家在设计该类产品时，使用标准件的目的( ) A 、提高产品的美观性 B 、实现通用互换，降低生产成本 C 、环保和可持续发展 D 、减少零件数量 12．下列产品不属于标准件的是------------------------------------------（ ） A 、轴承 B 、钻头 C 、橡胶密封圈 D 、不锈钢门拉手 13．设计师们借鉴魔方各部分能够任意旋转的特点，设计出了一种“魔方”插座，它可以通过旋转改变各个插座的方向，而不会因为某电器的插头过大造成相邻的插座不能使用。这一设计运用了方案构思方法的-------------------------------------------------（ ） A 、草图法 B 、模仿法 C 、联想法 D 、特异性构思法 14. 没有采用方案构思法中的模仿法的是------------------------------------（ ） A 、由丝茅草锋利的小锯齿发明锯子 B 、研究袋鼠的运动形式发明了无轮汽车(跳跃机) C 、用红外敏感材料造出夜视镜 D 、鹰眼成像原理仿制出自动调焦摄像头 15．我们在设计制作的过程中，为了降低制作成本和制作难度，常希望使用一些“标准件”。你对“标准件”的理解是-------------------------------------------------（ ） A 、国家给予统一标准代号的零部件 B 、经国家检验合格或免检的零部件 C 、全国统一价格的零部件 D 、已经获得专利并得到保护的零部件 16.在学生台灯的设计过程中，需要对台灯的各个部件进行设计分析，你认为以下分析不合理的是-------------------------------------------------------------------（ ） A 、灯泡的主要功能在于照明，一般要选择没有频闪或频闪度较低的灯泡 B 、灯罩主要起美观作用，设计时主要考虑其造型 C 、支撑架主要起支撑作用，并决定台灯的高度，从而影响学生的坐姿 D 、台灯开关多种功能，选择那种开关要考虑学生的需要 17．制作一个适用于高中生使用的台灯时，需要先对“物、人、环境”三方面进行设计分析，其中需要考虑的一个因素是“灯的散热性能好”，这个因素属于设计分析中哪个方面( ) A 、人 B 、物 C 、环境 D 、能源利用 18.如图，是一张技术设计活动中常用的“雷达图”，它多出现在哪个环节----------( ) A 、收集信息，发现问题 B 、计算材料，确定成本 C 、对设计成果的评价 D 、方案构思，权衡利弊
直接检测系统的基本原理是什么？为什么说直接检测又称为包络检测？ ）（t d A A i 2221 s αα+=所谓光电直接检测是将待测光信号直接入射到光检测器光敏面上，光检测器响应于光辐射强度（幅度）而输出相应的电流或电压信号。 式中：第一项为直流项。若光检测器输出端有隔直流电容，则输出光电流只包含第二项，就是包络检测的意思。 对直接检测系统来说，如果提高输入信噪比？ 答：对于光电检测系统来说，其噪声主要有三类：（1）光子噪声包括：A.信号辐射产生的噪声；B.背景辐射产生的噪声。（2）探测器噪声包括：热噪声；散粒噪声；产生—复合噪声；1/f 噪声；温度噪声。（3）信号放大及处理电路噪声在实际的光电探测器中，由于光电转换机理不同，各种噪声的作用大小亦各不相同。若综合上述各种噪声源，其功率谱分布可用下图表示。由图可见：在频率很低时，1/f 噪声起主导作用；当频率达到中间范围频率时，产生——复合噪声比较显著；当频率较高，甚至于截至频率时，只有白噪声占主导地位，其它噪声影响很小。很明显，探测器应当工作在1/f 噪声小、产生-复合噪声为主要噪声的频段上。因此，对于直接探测系统，提高输入信噪比的措施有：（1）利用信号调制及选频技术可抑制噪声的引入白噪声的大小与电路的频带宽度成正比，因此放大器应采用带宽尽可能窄的选频放大器或锁相放大器。（2）将器件制冷，减小热发射，降低产生-复合噪声。采用半导体制冷、杜瓦瓶液态气体制冷或专用制冷机制冷。（3）采用最佳条件下的偏置电路，使信噪比（S/N ）最大。 什么是直接检测系统的量子极限？说明其物理意义。 答：当入射信号光波所引起的散粒噪声为主要噪声， 其他噪声可忽略时，此时信噪比为：()f h 2P p s SNR ?=νη 该式为直接检测理论上的极限信噪比。也称为直接检测系统的量子极限。量子极限检测为检测的理想状态 试根据信噪比分析具有内增益光电检测器的直接检测系统为什么存在一个最佳倍增系数。 答：当光检测器存在内增益（如：光电倍增管）时当2M 很大时，热噪声可忽略。若光电倍增管加致冷、屏蔽等措施以减小暗电流和背景噪声，则可达到散粒噪声极限。在直接检测中，光电倍增管、雪崩管的检测能力高于光电导器件，采用有内增益的检测器是直接检测系统可能趋近检测极限的唯一途径。
实验一半导体材料的缺陷显示及观察 实验目的 1．掌握半导体的缺陷显示技术、金相观察技术； 2．了解缺陷显示原理，位错的各晶面上的腐蚀图象的几何特性； 3．了解层错和位错的测试方法。 一、实验原理 半导体晶体在其生长过程或器件制作过程中都会产生许多晶体结构缺陷，缺陷的存在直接影响着晶体的物理性质及电学性能，晶体缺陷的研究在半导体技术上有着重要的意义。 半导体晶体的缺陷可以分为宏观缺陷和微观缺陷，微观缺陷又分点缺陷、线缺陷和面缺陷。位错是半导体中的主要缺陷，属于线缺陷；层错是面缺陷。 在晶体中，由于部分原子滑移的结果造成晶格排列的“错乱”，因而产生位错。所谓“位错线”，就是晶体中的滑移区与未滑移区的交界线，但并不是几何学上定义的线，而近乎是有一定宽度的“管道”。位错线只能终止在晶体表面或晶粒间界上，不能终止在晶粒内部。位错的存在意味着晶体的晶格受到破坏，晶体中原子的排列在位错处已失去原有的周期性，其平均能量比其它区域的原子能量大，原子不再是稳定的，所以在位错线附近不仅是高应力区，同时也是杂质的富集区。因而，位错区就较晶格完整区对化学腐蚀剂的作用灵敏些，也就是说位错区的腐蚀速度大于非位错区的腐蚀速度，这样我们就可以通过腐蚀坑的图象来显示位错。 位错的显示一般都是利用校验过的化学显示腐蚀剂来完成。腐蚀剂按其用途来分，可分为化学抛光剂与缺陷显示剂，缺陷显示剂就其腐蚀出图样的特点又可分为择优的和非择优的。 位错腐蚀坑的形状与腐蚀表面的晶向有关，与腐蚀剂的成分，腐蚀条件有关，与样品的性质也有关，影响腐蚀的因素相当繁杂，需要实践和熟悉的过程，以硅为例，表1列出硅中位错在各种界面上的腐蚀图象。 二、位错蚀坑的形状 当腐蚀条件为铬酸腐蚀剂时，<100>晶面上呈正方形蚀坑，<110>晶面上呈菱形或矩形蚀坑，<111>晶面上呈正三角形蚀坑。（见图1）。
半导体工艺认识实习报告 篇一：半导体认识实习报告 电子信息材料专业实习报告 电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型电子元器件领域中所用的材料，主要包括微电子材料、光电子材料、传感材料、磁性材料、电子陶瓷材料等，它们支撑着通信、计算机、信息家电和网络技术等现代信息产业及航空、航天、精确制导、灵巧武器等领域的发展。 电子信息材料是发展电子信息产业的先导和基础。以单晶硅为代表的第一代半导体材料是集成电路产业的基础。1948年发明了晶体管，1960年集成电路问世，1962年出现第一代半导体激光器，导致了电子技术、光电子技术革命，产生了半导体微电子学与半导体光电子学，有力地推动了计算机、通讯技术发
生根本改变。 光电子技术是现代信息技术的基石，21世纪是光电子时代。以砷化镓、磷化铟等化合物为代表的第二代半导体材料是新型激光器和光探测器用材料。半导体发光二极管的出现，其意义不亚于爱迪生发明白炽灯。半导体灯小巧可靠、寿命长，驱动电压低，发光效率高。它可以发出赤橙黄绿青蓝紫等的全彩色光和白色，它占尽了照明灯、指示灯的全部优点。半导体光照明的主体材料主要是第二代、第三代半导体材料，特别是第三代半导体材料氮化镓，它是唯一能发出蓝光和白光的材料。 磁性材料、电子陶瓷材料广泛应用于计算机、通信、航空等各个领域，是新型器件的基础材料。 （一）半导体材料（semiconductor material） 导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件
和集成电的电子材料， 其电导率在10（U-3）～10（U-9）欧姆/厘米范围内。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。正是利用半导体材料的这些性质，才制造出功能多样的半导体器件。半导体材料是半导体工业的基础，它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。 特性和参数半导体材料的导电性对某些微量杂质极敏感。纯度很高的半导体材料称为本征半导体，常温下其电阻率很高，是电的不良导体。在高纯半导体材料中掺入适当杂质后，由于杂质原子提供导电载流子，使材料的电阻率大为降低。这种掺杂半导体常称为杂质半导体。杂质半导体靠导带电子导电的称N型半导体，靠价带空穴导电的称P 型半导体。不同类型半导体间接触（构成PN结）或半导体与金属接触时，因电子（或空穴）浓度差而产生扩散，在接