电子工艺第2章 常用材料

二元化合物 固液体
三元化合物 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族 Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ族 Ⅰ-Ⅷ-Ⅵ族 多元化合物
AB1 x B1 x
A1 x A 1 B1 y B1 x y
A1B 3 C 6 2
A 2 B4 C5 2
A1B8 C 6 2
CuInSe23)
薄膜半导体
很多半导体器件可以在几微米的厚度内作出。薄膜半导 体可以解决用体单晶难以解决或无法解决的问题，如： (1) 固溶体的偏析，薄膜可以完全不偏祈或极少偏析； (2) 提高半导体的纯度及晶体完整性，如砷化镓、磷化 镍的纯度成数量级的提高，化学配比大为改善； (3) 生长异质结，这是靠体单晶根本无法解决的问题； (4) 生长特殊的结构，如超晶格结构、非晶硅薄膜等， 这是靠体单晶无法解决的问题 (5) 制造三维电路，这是集成电路重要的发展方向，也 是靠体单晶无法解决的问题。
用作雪崩二极管的GaAs材料：n为1016cm—3
用作场效应晶体管的GaAs材料：n为1017cm—3 所有这些材料均要求达到较高迁移率，μ是受n制约。 n值越高的材料μ值越小，反之亦然。 但对于具体材料来说， n与μ并无一一对应关系：除了杂质 外，材料中的缺陷对于μ值也有很大影响。
3 ) 少数载流子寿命(τ )
漩涡缺陷的来源
晶体生长
晶体生长
氧化层错的来源
金属杂质
晶体生长 加工引入
形成沉积物 影响扩散分布
2．2．3
硅单晶及硅片的主要规格
(1)可控硅用硅单晶(中子掺杂型)： 晶向； ＜111＞
缺陷：无位错、无A漩涡 直径：50—100mm 少数寿命：＞l00 μ s 碳含量： ＜1ppm(原子) (ppm=百万分之一)
同的一大特点。
外延片的品种规格比较复杂： 除n、 μ以外，还要对外延层厚度提出要求。 多层结构，对每一层的n、 μ及厚度分别提出要求。 有特殊要求的外延片，对过渡区宽度予以规定。

可形成接近突变p—n结
外延分类:气相外延(VPE)－－常用
液相外延(LPE)－－ⅢⅤ
.
固相外延(SPE)－－熔融在结晶
.
分子束外延(MBE)－－超薄
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化学气相淀积(CVD)----低温,非晶 2
材料异同
同质结 Si-Si 异质结GaAs--AlxGa(1-x) As 温度：高温1000℃以上
硅生长---腐蚀速率的各向异型是发生漂移
的根本原因.
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3.参数测量
参数内容
常用测量方法
外延层厚度
磨角染色法 层错法
红外椭圆偏振仪法
红外反射干涉法
电阻率
四探针法 三探针法
C-V 法 扩展电阻法
少子寿命
脉冲 MOS 电容法
杂质分布
C-V 法 扩展电阻法 微分电导和霍尔效应
放射性元素示踪分析
N2冲洗
10L/min 260L/min
10min 1min 6min
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外延生长程序
(1)N2 预冲洗 (2)H2 预冲洗 (3)升温 1
260L/min 4min
260L/min 5min
850ºC
5min
(4)升温 2
1170ºC
6min
(5)HCl 排空
1.3L/min 1min
衬底中的杂质因挥发等而进入气流，然 后重新返回外延层，称为气相自掺杂。
气源或外延系统中的污染杂质进入外延， 称为系统污染。
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同型杂质
异型杂质
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四. 外延层中的缺陷与检测

优点： 键合温度低，操作方便、灵活，焊点牢固，压
点面积大，无方向性，可自动化焊接。
三种引线键合的焊接拉力比较
热压焊：<0.05N/点 超声焊：>0.1N/点（Al丝, 40µm） 热超声焊：0.07-0.09N/点（Au丝, 25µm）
引线键合可能产生的失效
脱焊(lift-off)：原因是焊盘上存在有机沾污或是 表面氧化层太厚 疲劳断裂(fatigue break)：原因是生成金属间化 合物，使接触电阻增大。金属间化合物形成的同 时，在焊接点产生空洞，在热冲击、温度循环过 程中，空洞越来越大，导致焊点断裂。 （金属间化合物的生成是二种金属键合的关键， 金属间化合物的剪切强度比纯金和纯铝高。）
TAB的应用
主要应用在低成本，大规模生产的电子产品。
TAB的引线在九十年代： 200—300根，内引线间距50—80um，外引线
间距<0.3mm 2000年：达到800—1000根引线
2.2.3 倒装焊
倒装焊（FCB）是芯片面朝下，芯片焊区直接与基板 焊区直接互连的一种方法。
优点： • 互连线短，互连电容、电阻、电感小，适合高频高速器件； • 占基板的面积小，安装密度高； • 芯片焊区可面分布，适合高I/O器件； • 芯片安装和互连可以同时进行，工艺简单、快速，适合
1.热压焊：
利用加热和加压力使金属丝与Al或Au金属焊区压焊在一 起。 原理:使焊区金属塑性形变，破坏压焊界面氧化层，使金属 丝和焊区金属接触面产生原子间吸引力，达到键合的目的。 此外，界面上、下金属在加热加压下相互镶嵌。 焊接压力：0.5-1.5N/点 焊头温度：150℃ 芯片温度：>200℃ 缺点：高温：氧化，生成金属间化合物；
第二章 电子封装的基本工艺

1.21 按控制方式分类，开关件分为机械开关、 电磁开关和电子开关等。
机械开关的特点：直接、方便、使用范围广，但 开关速度慢，使用寿命短。电磁开关的特点：用小 电流可以控制大电流或高电压的自动转换，它常用 在自动化控制设备和仪器中起自动调节、自动操作、 安全保护等作用。电子开关的特点是体积小、开关 转换速度快、易于控制、使用寿命长。
答案
第一章——参考答案
第一章 参考答案(1.1)
1.1 对电流通过时呈现阻碍作用的元件称为电阻。 电阻的主要性能参数包括：标称阻值与允许偏差、 额定功率、温度系数等。
电子产品生产工艺上与一管理级习题及参考
答案
第一章——参考答案
第一章 参考答案(1.2)
1.2 对普通固定电阻的检测，一是外观检查，看 电阻有无破损情况；二是利用万用表的欧姆档测量 电阻的阻值，将测量值和标称值进行比较，从而判 断电阻是否能够正常工作，是否出现短路、断路及 老化现象。
电子产品生产工艺与管 理习题及参考答案
2020/11/27
电子产品生产工艺与管理习题及参考 答案
习题与参考答案——主要内容
习题与参考答案
❖ 第一章 习题与参考答案 ❖ 第二章 习题与参考答案 ❖ 第三章 习题与参考答案 ❖ 第四章 习题与参考答案 ❖ 第五章 习题与参考答案 ❖ 第六章 习题与参考答案 ❖ 第七章 习题与参考答案
3.3PF
±10%
数码法
（5）
0.56μF
±10%
文字符号法
电子产品生产工艺上与一管理级习题及参考
答案
第一章——参考答案
第一章 参考答案(1.12)
1.12 二极管具有单向导电性。选用万用表的 或 挡检测二极管。
测量二极管极性的方法：将两表棒分别接在二极 管的两个电极上，读出测量的阻值；然后将表棒对换， 再测量一次，记下第二次阻值。