电子薄膜习题

1、分析电子衍射与X 衍射有何异同？ 答：相同点：① 都是以满足布拉格方程作为产生衍射的必要条件。

② 两种衍射技术所得到的衍射花样在几何特征上大致相似。

不同点：① 电子波的波长比x 射线短的多，在同样满足布拉格条件时，它的衍射角很小，约为10-2rad 。

而X 射线产生衍射时，其衍射角最大可接近π2。

② 在进行电子衍射操作时采用薄晶样品，增加了倒易阵点和爱瓦尔德球相交截的机会，使衍射条件变宽。

③ 因为电子波的波长短，采用爱瓦尔德球图解时，反射球的半径很大，在衍射角θ较小的范围内反射球的球面可以近似地看成是一个平面，从而也可以认为电子衍射产生的衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内。

④ 原子对电子的散射能力远高于它对x 射线的散射能力，故电子衍射束的强度较大，摄取衍射花样时曝光时间仅需数秒钟。

2、倒易点阵与正点阵之间关系如何？倒易点阵与晶体的电子衍射斑点之间有何对应关系？ 答：倒易点阵是与正点阵相对应的量纲为长度倒数的一个三维空间点阵，通过倒易点阵可以把晶体的电子衍射斑点直接解释成晶体相对应晶面的衍射结果，可以认为电子衍射斑点就是与晶体相对应的倒易点阵某一截面上阵点排列的像。

关系：① 倒易矢量g hkl 垂直于正点阵中对应的（hkl ）晶面，或平行于它的法向N hkl ② 倒易点阵中的一个点代表正点阵中的一组晶面③ 倒易矢量的长度等于点阵中的相应晶面间距的倒数，即g hkl =1/d hkl对正交点阵有a规则的平行四边形斑点；B. 同心圆环；C. 晕环；D.不规则斑点。

2、 薄片状晶体的倒易点形状是（ C ）。

A. 尺寸很小的倒易点；B. 尺寸很大的球；C. 有一定长度的倒易杆；D. 倒易圆盘。

3、 当偏离矢量S<0时，倒易点是在厄瓦尔德球的（ A ）。

A. 球面外；B. 球面上；C. 球面内；D. B+C 。

4、 能帮助消除180º不唯一性的复杂衍射花样是（ A ）。

A. 高阶劳厄斑；B. 超结构斑点；C. 二次衍射斑；D. 孪晶斑点。

薄膜材料与技术考试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 薄膜材料的厚度一般在什么范围内？A. 1mm以上B. 1μm以上C. 1nm以上D. 1mm以下答案：D2. 下列哪种材料不属于半导体材料？A. 硅B. 锗C. 铜D. 砷化镓答案：C3. 薄膜制备技术中，哪种方法可以用于制备绝缘膜？A. 磁控溅射B. 化学气相沉积C. 物理气相沉积D. 以上都可以答案：D4. 薄膜材料的应力状态可以分为哪两种？A. 压缩应力和拉伸应力B. 表面应力和内部应力C. 热应力和机械应力D. 静态应力和动态应力答案：A5. 薄膜材料的附着力通常通过哪种测试来评估？A. 硬度测试B. 拉伸测试C. 剪切测试D. 弯曲测试答案：C6. 薄膜材料的光学性能不包括以下哪一项？A. 透光率B. 反射率C. 导电性D. 折射率答案：C7. 以下哪种技术常用于制备金属薄膜？A. 电镀B. 热蒸发C. 激光切割D. 化学镀答案：B8. 薄膜材料的表面粗糙度通常用哪种仪器测量？A. 扫描电子显微镜B. 原子力显微镜C. 透射电子显微镜D. 光学显微镜答案：B9. 薄膜材料的热稳定性通常通过哪种测试来评估？A. 热重分析B. 差示扫描量热法C. 热膨胀系数测试D. 以上都可以答案：D10. 薄膜材料的电导率与哪些因素有关？A. 材料类型B. 厚度C. 表面处理D. 以上都是答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 薄膜材料的制备方法包括哪些？A. 化学气相沉积B. 物理气相沉积C. 溶液法D. 机械加工答案：ABC2. 薄膜材料的应用领域包括哪些？A. 电子行业B. 航空航天C. 医疗器械D. 建筑行业答案：ABCD3. 薄膜材料的性能测试通常包括哪些方面？A. 力学性能B. 电学性能C. 热学性能D. 光学性能答案：ABCD4. 薄膜材料的应力来源可能包括哪些？A. 制备过程中的热应力B. 材料内部的残余应力C. 外部环境的机械应力D. 材料的热膨胀系数差异答案：ABCD5. 薄膜材料的表面特性包括哪些？A. 表面粗糙度B. 表面张力C. 表面能D. 表面电荷答案：ABCD三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述薄膜材料在电子行业中的主要应用。

《薄膜材料与薄膜技术》复习题1.薄膜材料与体材料的联系与区别。

1. 薄膜所用原料少，容易大面积化，而且可以曲面加工。

例：金箔、饰品、太阳能电池，GaN，SiC，Diamond2. 厚度小、比表面积大，能产生许多新效应。

如：极化效应、表面和界面效应、耦合效应等。

3. 可以获得体态下不存在的非平衡和非化学计量比结构。

如：Diamond: 工业合成, 2000℃，5.5万大气压, CVD生长薄膜:常压，800度.Mgx Zn1-x O: 体相中Mg的平衡固溶度为0.04, PLD法生长的薄膜中，x可0~1.4. 容易实现多层膜，多功能薄膜。

如：太阳能电池、超晶格： GaAlAs/GaAs5. 薄膜和基片的粘附性，一般由范德瓦耳斯力、静电力、表面能（浸润）和表面互扩散决定。

范德瓦耳2. 真空度的各种单位及换算关系如何？●1pa=1N/m2(1atm)≈1.013×105Pa(帕)●1Torr≈1 / 760atm≈1mmHg●1Torr≈133Pa≈102 Pa● 1bar = 0.1MPa3. 机械泵、扩散泵、涡轮分子泵和低温泵的工作原理是什么？旋片式机械泵工作过程：1.气体从入口进入转子和定子之间2.偏轴转子压缩空气并输送到出口3.气体在出口累积到一定压强，喷出到大气工作范围及特点：Atmosphere to 10-3 torr耐用，便宜由于泵的定子、转子都浸入油中，每周期都有油进入容器，有污染。

要求机械泵油有低的饱和蒸汽压、一定润滑性、黏度和高稳定性。

油扩散泵1. 加热油从喷嘴高速喷出，气体分子与油分子碰撞实现动量转移，向出气口运动，或溶入油中，油冷凝后，重新加热时，排出溶入的气体，并由出气口抽出；2. 需要水冷，前级泵3. 10-3 to 10-7 Torr (to 10-9 Torr，液氮冷阱)优点：耐用、成本低，抽速快无震动和声音缺点：油污染涡轮分子泵特点：1. 气体分子被高速转动的涡轮片撞击，向出口运动2.多级速度：30,000-60,000 rpm.转子的切向速度与分子运动速率相当3. Atmosphere to 10-10 Torr4. 启动和关闭很快5. 无油，有电磁污染6. 噪声大、有振动、比较昂贵.低温泵（Cryopump）特点：1.利用20K以下的低温表面来凝聚气体分子实现抽气，是目前最高极限真空的抽气泵；2.可对各种气体捕集，凝结在冷凝板上，所以工作一段时间后必须对冷凝板加热“再生”；3. “再生”必须彻底；4. 加热“再生”温度 >200 °C 烘烤除去吸附的气体5. 无油污染；6. 制冷机式低温泵运作成本低，较常采用。

1、制备薄膜样品的基本要求是什么具体工艺过程如何双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品答：基本要求：①薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同。

②样品相对于电子束而言，必须有足够多的“透明度”。

③薄膜样品应有一定的强度和刚度，在制备、夹持和操作的过程中，在一定的机械力的作用下不会引起变形或损坏。

④在样品制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。

工艺过程：①从实物或大块的试样上切割厚度为~厚的薄片。

②样品薄片的预减薄（机械法或化学法）③最终减薄，达到电镜所需的透明度，包括双喷电解减薄和离子减薄，目前效率最高和操作最简单的方法是双喷电解减薄。

】双喷减薄适用制备金属与部分合金样品。

①不易于腐蚀的裂纹端试样②非粉末冶金试样③组织中各相电解性能相差不大的材料④不易于脆断、不能清洗的试样离子减薄适用制备①不导电的陶瓷样品②要求质量高的金属样品③不宜双喷电解的金属与合金样品[2、什么是衍射衬度它与质厚衬度有什么区别答：由于样品中不同位相的衍射条件不同而造成的衬度差别叫衍射衬度。

它与质厚衬度的区别：①衍射基础之上。

②③3晶面严格满足Bragg使入射强度I0分解为I hklA 晶粒内所有晶面与Bragg 角相差较大，不能产生衍射。

在物镜背焦面上的物镜光阑，将衍射束挡掉，只让透射束通过光阑孔进行成像（明场），此时，像平面上A 和B 晶粒的光强度或亮度不同，分别为%I AI 0 I B I 0-I hklB 晶粒相对A 晶粒的像衬度为)(I I I I I I I hkl A B A B ≈-=∆ 明场成像：只让中心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场像。

暗场成像：只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为暗场像。

中心暗场像：入射电子束相对试样倾斜入射，使衍射斑移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像。

4、什么是消光距离影响消光距离的主要物性参数和外界条件是什么答：当波矢量为K 的入射波到达样品上表面时，随即开始受到晶体内原子的相干散射，产生波矢量K ’的衍射波，但是在此上表面附近，由于参与散射的原子或晶胞数量有限，衍射强度很小；随着电子波在晶体内深处方向上传播，透射波强度不断减弱，若忽略非弹性散射引起的吸收效应，则相应的能量转移到衍射波方向，使其强度不断增大。

田民波《电子封装》习题选解（期末考试版）2010年6月12日制作材料科学与工程系刘若晴2007011980刘若晴博客/liurq07，如需更多资料可在博客上给我发纸条，告知你的邮箱。

说明：从清华大学材料科学与工程系田民波教授《电子封装》72道习题中选择一部分我认为很可能考试的题目汇集成幻灯片，供应付电子封装课程期末考试所用。

根据田民波教授考前划定的范围，17、19、20、29、30、35、45、46、48、52、53、58、59、61、62、63、64、69、70、71、72题不考。

•ALIVH Any Layer Inner Via Hole Structure 任意层内互联孔结构•BBit Buried Bump Interconnection Technology 埋置凸点互联技术•BGA Ball Grid Array 球栅阵列封装•CSP Chip Scale Package 芯片级封装•FCA Flip Chip Attach 倒装芯片封装•FCB Flip Chip Bonding 倒装焊微互联•HTCC High Temperature Cofired Ceramics 高温共烧陶瓷•ILB Inner Lead Bonding 内侧引线键合•LSI Large Scale Integration 大规模集成电路•OLB Outer Lead Bonding 外侧引线键合•PCB Printed circuit board 印制电路板•PCVD Plasma Chemical Vapour Deposition 等离子体化学气相沉积•PDP Plasma Display Panel 等离子体显示板•QFD Quad Flat Package 四侧引脚扁平风阻昂•RCC Resin Coated Copper 涂树脂铜箔•SiP System in a Package 封装内系统（系统封装）•SoC System on a Chip 芯片上系统（系统集成）•SMD Surface Mount Devices 表面贴装元件•SMT Surface Mount Technology 表面贴装技术•TAB Tape Automatic Bonding 带载自动键合•TFT Thin Film Transistor 薄膜三极管•UBM Under Bump Metal 凸点下金属•ULSI Ultra Large Scale Integration 超大规模集成电路•WB Wire Bonding 引线连接7.请比较干法刻蚀和湿法刻蚀的优缺点。

1.薄膜定义：按照一定需要，利用特殊的制备技术，在基体表面形成厚度为亚微米至微米级的膜层。

这种二维伸展的薄膜具有特殊的成分、结构和尺寸效应而使其获得三维材料所没有的特性，同时又很节约材料，所以非常重要。

通常是把膜层无基片而能独立成形的厚度作为薄膜厚度的一个大致的标准，规定其厚度约在1µm左右。

2.一些表面定义：1)理想表面：沿着三维晶体相互平行的两个面切开，得到的表面，除了原子平移对称性破坏，与体内相同。

2)清洁表面：没有外界杂质。

3)弛豫表面：表面原子因受力不均向内收缩或向外膨胀。

4)重构表面：表面原子在与表面平行的方向上的周期也发生变化，不同于晶体内部原子排列的二维对称性（再构）。

5)实际表面：存在外来原子或分子。

3. 薄膜的形成的物理过程驰豫重构驰豫+重构⎧⎪⎨⎪⎩驰豫：表面向下收缩，表面层原子与内层原子结构缺陷间距比内层原子相互之间有所减小。

重构：在平行表面方向上原子重排。

①小岛阶段——成核和核长大，透射电镜观察到大小一致(2-3nm)的核突然出现.平行基片平面的两维大于垂直方向的第三维。

说明：核生长以吸附单体在基片表面的扩散，不是由于气相原子的直接接触。

②结合阶段——两个圆形核结合时间小于0.1s,并且结合后增大了高度，减少了在基片所占的总面积。

而新出现的基片面积上会发生二次成核，复结合后的复合岛若有足够时间，可形成晶体形状，多为六角形。

核结合时的传质机理是体扩散和表面扩散（以表面扩散为主）以便表面能降低。

③沟道阶段——圆形的岛在进一步结合处，才继续发生大的变形→岛被拉长，从而连接成网状结构的薄膜，在这种结构中遍布不规则的窄长沟道，其宽度约为5-20nm ，沟道内发生三次成核，其结合效应是消除表面曲率区，以使生成的总表面能为最小。

④连续薄膜——小岛结合，岛的取向会发生显著的变化，并有些再结晶的现象。

沟道内二次或三次成核并结合，以及网状结构生长→连续薄膜。

4. 薄膜的附着类型及影响薄膜附着力的工艺因素⎧⇒⇒⇒⎨⎩⎧⎧⎧⇒⇒⇒⇒⎨⎨⎨⎩⎩⎩⎧⇒⎨⎩（在新面积处）稳定核（在捕获区）单体的吸附形成小原子团临界核临界核（在非捕获区）大岛大岛连合沟道薄膜小岛 二次成核二、三次成核二、三次成核 连续薄膜（在沟道和孔洞处）三次成核薄膜的附着类型①简单附着：薄膜和基片间形成一个很清楚的分界面，薄膜与基片间的结合力为范德华力②扩散附着—由两个固体间相互扩散或溶解而导致在薄膜和基片间形成一个渐变界面。

理论测验一、单项选择题：1．不属于对助焊剂的要求的是 CA、常温下必须稳定,熔点应低于焊料B、在焊接过程中具有较高的活化性,较低的表面张力,粘度和比重应小于焊料C、绝缘差、无腐蚀性、残留物无副作用,焊接后的残留物难清洗D、不产生有刺激性的气味和有害气体,熔化时不产生飞溅或飞沫2．松香酒精溶液的松香和酒精的比例为 BA、1：3B、3：1C、任何比例均可3．烙铁头按照材料分为合金头和纯铜头,使用寿命长的烙铁头是 AA、合金头B、纯铜头4．焊接一般电容器时,应选用的电烙铁是 AA、 20W内热式B、35W内热式C、60W外热式D、100W外热式5．150W外热式电烙铁采用的握法是 BA、正握法B、反握法C、握笔法6．印刷电路板的装焊顺序正确的是 CA、二极管、三极管、电阻器、电容器、集成电路、大功率管,其它元器件是先小后大;B、电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管,其它元器件是先大后小;C、电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管,其它元器件是先小后大;D、电阻器、二极管、三极管、电容器、集成电路、大功率管,其它元器件是先大后小; 7．在更换元器件时就需要拆焊,属于拆焊用的工具的是 AA、电烙铁、铜纺织线、镊子B、电烙铁、铜纺织线、螺丝刀C、电烙铁、镊子、螺丝刀D、铜纺织线、镊子、螺丝刀二、多项选择题1．焊点出现弯曲的尖角是由于 ABA、焊接时间过长,烙铁撤离方向不当B、焊剂太多,烙铁撤离方向不当C、电烙铁功率太大造成的D、电烙铁功率太小造成的2．焊接一只低频小功率三极管应选用的电烙铁是 AA、20W内热式B、35W内热式C、50W外热式D、75W外热式３．75W外热式电烙铁 BA、一般做成直头,使用时采用握笔法B、一般做成弯头,使用时采用正握法C、一般做成弯头,使用时采用反握法D、一般做成直头,使用时采用正握法４．下列电烙铁适合用反握法的是 DA、20WB、35WC、60WD、150W５．20W内热式电烙铁主要用于焊接 DA、8W以上电阻B、大电解电容器C、集成电路D、以上答案都不对６．焊点表面粗糙不光滑 BA、电烙铁功率太大或焊接时间过长B、电烙铁功率太小或焊丝撤离过早C、焊剂太多造成的D、焊剂太少造成的７．电烙铁“烧死”是指 CA、烙铁头不再发热B、烙铁头粘锡量很多,温度很高C、烙铁头氧化发黑,烙铁不再粘锡D、烙铁头内电热丝烧断,不再发热８．一般电烙铁有三个接线柱,其中一个是接金属外壳的,接线时应 BA、用三芯线将外壳保护接地B、用三芯线将外壳保护接零C、用两芯线即可,接金属外壳的接线柱可空着９．所谓夹生焊是指 CA、焊料与被焊物的表面没有相互扩散形成金属化合物B、焊料依附在被物的表面上,焊剂用量太少C、焊件表面晶粒粗糙,锡未被充分熔化;三、判断题1．在检测电阻的时候,手指可以同时接触被测电阻的两个引线,人体电阻的接入不会影响测量的准确性; ×2．在应用SMT的电子产品中分为两种安装方式：完全表面安装和混合安装; √3．笔握法适用于小功率的电烙铁焊接印制板上的元器件; √4．焊接时每个焊点一次焊接的时间应该是3～5秒; ×四、简答题：1．在焊接过程中,助焊剂的作用是什么答：1除去氧化物;为了使焊料与工件表面的原子能充分接近,必须将妨碍两金属原子接近的氧化物和污染物去除,助焊剂正具有溶解这些氧化物、氢氧化物或使其剥离的功能;2防止工件和焊料加热时氧化;焊接时,助焊剂先于焊料之前熔化,在焊料和工件的表面形成一层薄膜,使之与外界空气隔绝,起到在加热过程中防止工件氧化的作用; 3降低焊料表面的张力;使用助焊剂可以减小熔化后焊料的表面张力,增加其流动性,有利于浸润;2．怎样做可以避免烙铁头烧死,烙铁不再粘锡答：烙铁头不粘锡主要是其温度过高,表面氧化所致,首先要在烙铁加热后在松香里反复摩擦去掉氧化皮,再沾上焊锡就可以了;3．电烙铁的握法有哪几种正握法主要适用于什么场合答：电烙铁的握法有正握、反握和笔握;正握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作;4．电子产品组装时,元件安装有哪些标准答：1元件器的标志方向应按照图纸规定的要求,安装后能看清元件上的标志;若装配图上没有指明方向,则应使标记向外易于辨认,并按从左到右、从下到上的顺序读出;2元器件的极性不得装错,安装前应套上相应的套管;3安装高度应符合规定要求,同一规格的元器件应尽量安装在同一高度上;4安装顺序一般为先低后高,先轻后重,先易后难、先一般元器件后特殊元器件;5元器件在印制电路板上的分布应尽量均匀、疏密一致,排列整齐美观;不允许斜排、立体交叉和重叠排列;6元器件外壳和引线不得相碰,要保证1mm左右的安全间隙,无法避免时,应套绝缘套管;7元器件的引线直径与印制电路板焊盘孔径应有～0.4mm的合理间隙;8MOS集成电路的安装应在等电位工作台上进行,以免产生静电损坏器件,发热元件不允许贴板安装,较大的元器件的安装应采取绑扎、粘固等措施;5．电子产品装配工艺文件包括哪几部分答：、由四个部分组成：企业区分代号、该工艺文件的编制对象设计文件的十进分类编号、工艺文件简号以及区分号;理论测验一、判断题：1. 逻辑变量的取值,１比０大; ×2. 因为逻辑表达式A+B+AB=A+B成立,所以AB=0成立; ×3．在时间和幅度上都断续变化的信号是数字信号,语音信号不是数字信号; ×4．组合逻辑电路的特点是具有记忆功能×5．只用与非门不能实现Y=A B＋BC; × 6译码显示器既要完成译码功能,还有将译码后的结果或数据显示出来; √7．优先编码器对同时输入的信号中只对优先级别最高的一个信号编码; √8．半导体数码管采用共阴极方式时,译码器输出低电平驱动相应的二极管发光; ×9.同或门的逻辑功能是“相同出0,相异出1”; ×10.译码器的功能是将二进制数码还原成给定的信息; √二、填空题1.有一数码,作为自然二进制数时,它相当于十进制数 147 ;2.优先编码器允许同时输入两个以上的编码信号,但工作时只对优先级别高的输入信号进行编码,其余的输入信号可看成无效信号 ;3.客观事物的最基本的逻辑关系有_与逻辑、_或逻辑和_非_逻辑三种;个“1”连续进行非运算,其结果是 0 ;与非门多余的输入端应接高电平 ;6.同或门和异或门的关系可以用非逻辑关系表示;7.对TTL与非门闲置端不用的处理方法是悬空 ;8.组合逻辑电路的设计步骤是根据实际要求的逻辑关系建立真值表、由真值表写出逻辑表达式、化简逻辑表达式、画逻辑电路图 ;9.译码显示器是先将输入的二进制码译码成十进制数的信号,再利用译码输出驱动显示数字;三、选择题：1.十进制整数转换成二进制整数一般采用 B 方法;A. 除2取整法B. 除2取余法C. 乘2取整法D. 除10取余法2．当A = B = 0时,能实现Y = 1的逻辑运算是 C ;A．Y = AB B．Y = A+B C．Y A B=+=+D．Y A B 3．二进制的减法运算法则是 D ;A．逢二进一B．逢十进一C．借一作十D．借一作二4．MOS或门的多余输入端应 C ;A．悬空B．接高电平C．接低电平D．高低电平均可5．组合逻辑电路应该由哪种器件构成 C ;A．触发器B．计数器C．门电路D．振荡器6．三位二进制编码器输出与输入端的数量分别为 B ;A．3个和2个B．3个和8个C．8个和3个D．2个和3个7．七段显示译码器,当译码器七个输出端状态为abcdefg = 0110011时,高电平有效,输入一定为 C ;A．0011 B．0110 C．0100 D．0101 8．下列门电路,不属于基本门电路 D ;A．与门B．或门C．非门D．与非门9．组合逻辑电路的特点有 A ;A．电路某时刻的输出只决定于该时刻的输入B．含有记忆元件C．输出、输入间有反馈通路D．电路输出与以前状态有关10．TTL逻辑电路是以 A 为基础的集成电路;A．三极管B．二极管C．场效应管D．不能确定四、问答题：1. 十进制转换成二进制的具体转换方法是什么答：十进制数的整数部分采用“除2取余法”；小数部分采用“乘2取整法”;2. 分别描述异或门和同或门的逻辑功能,并说明他们之间的关系;答：异或门的逻辑功能是：同为0,异为1;同或门的逻辑功能是：同为1,异为0;异或逻辑和同或逻辑之间是非逻辑关系;3．简述图7-4中与发光二极管串联电阻的作用,如果将电阻值更换为100kΩ,则发光二极管还能正常发光吗为什么答：电路中与发光二极管串联的的电阻起到分压作用;如果将阻值更换为100kΩ,会导致电流过小,使二极管不能正常发光;4.译码的含义是什么为什么说译码是编码的逆过程译码器和编码器在电路组成上有什么不同答：译码的含义是把某种输入代码翻译成一个相应的信号输出;由于编码是将各种输入信息编成二进制代码输出,所以说译码是编码的逆过程;编码器电路有n2个输入端,则有n个输出端；而译码器电路有n个输入端,则有n2个输出端;理论测验一、判断题：1.脉冲技术现在已经广泛应用于电子计算机、自动控制、遥控遥测、电视、雷达和广播通讯等许多领域; √2.正弦波属于脉冲波的特殊形式; ×3.矩形波是脉冲波的常用波形之一,理想的矩形波都有一个上升边沿和下降边沿,中间为平顶部分; √电路中电容器的充电速度与R和C的大小有关,放电的速度取决于时间常数√积分电路的工作特点是对脉冲信号起到“突出恒定量,压低变化量”的作用;√微分电路的工作特点是对脉冲信号起到“突出变化量,压低恒定量”; √7.多谐振荡器是一种能自动反复输出矩形脉冲的自激振荡电路,并且含有丰富的多次谐波; √8．施密特触发器广泛用于将连续变化的波形,如三角波、正弦波等变换成矩形波;√9．A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量;模拟量可以是电压、电流等电信号,也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号; √10. 数/模转换器DAC的主要性能参数是分辨率、线性误差、建立时间、温度灵敏度和输出电平; √二、填空题1.电阻R和电容C构成的简单电路叫RC电路,常用于脉冲波形变换的电路是RC微分电路和 RC积分电路;2. 微分电路是脉冲电路中常用的一种波形变换电路,能把矩形脉冲波变换成一对正、负极性的尖峰脉冲波;3. 积分电路也是脉冲电路中常用的一种波形变换电路,能把矩形脉冲波变换成三角波,也叫锯齿波;4.触发器的两种输出状态是高电平或低电平,如果其中一个是稳定状态而另一个是暂稳状态,这种触发器称为单稳态触发器 ;5.常用的集成施密特触发器有两种类型,一种是 TTL 施密特触发器,另一种是CMOS 施密特触发器;6. 单稳态触发器不仅能用于延时电路,而且可以把不规则的波形变换成幅度和宽度都相等的脉冲形;7 多谐振荡器工作时,不需要外加触发信号,电路的输出状态会在高低电平两种状态间反复不停地翻转,没有稳定的状态,所以又称无稳态电路;;三、选择题：1．脉冲数字系统中,经常要处理脉冲的产生、延时、整形等问题,而实现这些功能的电路有 ABC ;A、多谐振荡器B、单稳态触发器C、施密特触发器D、正弦波发生器2.下列集成电路中属于单稳态触发器的是 ABC ;A、CT74121B、CT74LS123C、CT74122D、NE5553. 下列集成电路属于CMOS型施密特触发器组件的是 AD ;A、CC40106B、CT74LS132C、CT7414D、CC40934．把经过计算机分析处理的数字信号转换成模拟信号,去控制执行机构的器件,称为数模转换器,即 B 转换器;A、A/DB、D/AC、TTLD、CMOS5．A/D转换后,输出的数字信号可以有ABCD 等;A、8位B、10位C、12位D、16位6．555定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路,应用广泛;外加电阻、电容等元件可以构成ABC等典型电路;A、多谐振荡器B、单稳电路C、施密特触发器D、稳压器四、问答题：1.什么是脉冲信号矩形波的主要参数是什么答：脉冲指含有瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号;矩形波的主要参数如下： 1 脉冲幅度Vm 2 上升时间tr 3 下降时间tf 4 脉冲宽度tp 5 脉冲周期T;2. 简述555定时器引脚功能答：1 8脚是集成电路工作电压输入端,电压为5～18V;2 1脚为地;32脚为触发输入端;43脚为输出端;5 6脚为阈值端;64脚是复位端;75脚是控制端;87脚称放电端;3. 555定时器可以构成的常见电路是那三种,各有什么特点答：555定时器可以构成的常见电路有单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器;多谐振荡器的特点：无外输入信号、外围有RC元件、且6、2端短接在一起;单稳态触发器的特点：有一外输入信号、外围有RC元件、6、2端分开且分别与它们连接;施密特触发器的特点：外围没有RC元件、6、2短接、并引入外输入信号;4. A/D和D/A转换各是什么意思答： A/D转换是指将模拟量转变为数字量;D/A转换是指将数字量转换成模拟量;理论测验一、判断题：1.触发器属于组合逻辑电路;×2.触发器具有两个状态,一个是现态,另一个是次;×3．时钟脉冲的作用是使触发器翻转;×4.主从JQ触发器和边沿JK触发器的逻辑功能相同;×5．基本RS触发器可以由两个或非门交叉耦合构成;√6. 即使电源关闭,移位寄存器中的内容也可以保持下去;√7. 所有的触发器都能用来构成计数器和移位寄存器;×8.移位寄存器74LS194可串行输入并行输出,但不能串行输入串行输出;×9. 同步计数器的计数速度比异步计数器快;√10．移位寄存器只能串行输入;×二、填空题1. 基本RS触发器,当、都接高电平时,该触发器具有_ 保持功能;2.同步RS触发器状态的改变与同步信号CP 同步;3.时序电路通常包组合电路和存储电路两个组成部分;4．主从触发器是一种能防止空翻的触发器;触发器是在JK触发器基础上,增加一个与非门,把J和K两个输入端合为一个输入端D 组成的;6．仅具有“置0”、“置1”功能的触发器叫 T触发器 ;7．时序电路的次态输出不仅与即时输入有关,而且还与现态有关;8．在一个CP脉冲作用期间,触发器状态产生二次或多次翻转称＿＿空翻＿现象;9．JK触发器的逻辑功能为＿置0 、＿置1＿、＿翻转＿和＿保持＿;10．将JK触发器的两个输入端接在一起,就构成了＿＿D＿＿触发器,其逻辑功能为＿＿置0＿＿和＿置1＿;三、选择题：1. R-S型触发器不具有 B 功能;A. 保持B. 翻转C. 置1D. 置02. 触发器的空翻现象是指 CA.一个时钟脉冲期间,触发器没有翻转；B.一个时钟脉冲期间,触发器只翻转一次C.一个时钟脉冲期间,触发器发生多次翻转D.每来2个时钟脉冲,触发器才翻转一次3. 下列触发器中不能用于移位寄存器的是 C ;触发器触发器 C.基本RS触发 D.负边沿触发D触发器4.触发器是一种 B ;A、单稳态电路B、双稳态电路C、无稳态电路5.下面4种触发器中,抗干扰能力最强的是 CA.同步D触发器B.主从JK触发器C.边沿D触发器D.同步RS触发器6. 对于JK触发器,若希望其状态由0转变为1,则所加激励信号是 D=0X =X0 =X1 =1X7．仅具有保持和翻转功能的触发器是 DA．JK触发器 B;RS触发器 C;D触发器 D;T触发器8．对于JK触发器,输入J=0,K=1,CP时钟脉冲作用后,触发器的Q n+1应为AA．0 B.1 C.可能为0,也可能为1 D. 与Q n 有关四、问答题：1．怎样实现普通机械式开关的防抖功能答：用两个按键S1、S2、CD4011等构成了一个无抖动开关;电路如图所示;用集成块CD4011内部的两个与非门连接成一个基本RS触发器,当按钮开关S3、S2闭合时可使RS触发器复位端R和置位端S的电平变为0,断开时可使R、S的电平变为1;通过S3、S2可给RS触发器设置输入状态,从而决定输出状态;当S3闭合、S2断开时,R=0,S=1,触发器的输出端Q=0,LED2不会点亮,当S3断开、S2闭合时,R=1,S=0,触发器的输出端Q=1,LED2点亮;当S3、S2都断开时,R=S=1,触发器的输出端Q保持原来的状态即R=S=1之前的那个状态,输出端Q的电平变化,相当于开关的闭合和断开;这种闭合与断开是无抖动的可用示波器在测试点P3观察Q端的电平变化,是矩形波;2.怎样由JK触发器构成D触发器答：在JK触发器的基础上,增加一个与非门把J、K两个输入端合为一个输入端D,CP为时钟脉冲输入端;这样,就把JK触发器转换成了D触发器;3.什么是触发器的空翻现象答：在一个时钟脉冲周期中,触发器发生多次翻转的现象叫做空翻;4．查阅资料,画出用D触发器构成一个4位右移寄存器的原理图,并说明工作过程;答：用D触发器构成的四位移位寄存器,当CP上升沿同时作用于所有触发器时,触发器输入端的状态都为现态;于是,CP上升沿到达之后,各触发器按状态函数进行状态转换;输人代码DI存人触发器F0,Q1按Q0原来状态翻转,Q2按Q1原来状态翻转、Q3按Q2原来状态翻转;总的看来,移位寄存器中的代码依次右移了一位;可见,经过4个CP信号后,串行输入的四位代码全部移入了移位寄存器,并在四个输出端得到并行输出代码;利用移位寄存器可实现代码的串行—并行转换;若再加4个CP信号,寄存器中的四位代码还可以从串行端依次输出;。

一、选择题:1、所谓真空, 是指：（）A.一定的空间内没有任何物质存在；B.一定空间内气压小于1个大气压时, 气体所处的物理状态；C、一定空间内气压小于1 MPa时, 气体所处的物理状态；D.以上都不对2.以下关于CVD特点的描述, 不正确的是: （）A.与溅射沉积相比, CVD具有更高的沉积速率；B、与PVD相比, CVD沉积绕射性较差, 不适于在深孔等不规则表面镀膜；C.CVD的沉积温度一般高于PVD方法；D.CVD沉积获得的薄膜致密、结晶完整、表面平滑、内部残余应力低3.关于气体分子的平均自由程, 下列说法不正确的是: （）A.气压越高, 气体分子的平均自由程越小；B.真空度越高, 气体分子的平均自由程越长；C.温度越高, 气体分子的平均自由程越长；D.气体分子的平均自由程与温度、压力无关, 取决于气体种类4、下列PECVD装置中, 因具有放电电极而存在离子轰击、弧光放电所致的电极损坏潜在风险和电极材料溅射污染薄膜问题的是：（）A.电容耦合型；B.电感耦合型；C.微波谐振型；D.以上都不对5、按真空区域的工程划分, P = 10-4 Pa时, 属于（）区域, 此时气体分子的运动以（）为主。

A.粗真空；B.低真空；C.高真空；D.超高真空；E、粘滞流；F、分子流；G、粘滞-分子流H、Poiseuille流6、下列真空计中, （）属于绝对真空计。

A.热偶真空计；B.电离真空计；C、Pirani真空计；D、薄膜真空计7、CVD沉积薄膜时, 更容易获得微晶组织薄膜的方法是：（）A.低温CVD；B.中温CVD；C.高温CVD；D.以上都不对8、下列真空泵中, （）属于气体输运泵。

A.旋片式机械泵；B、油扩散泵；C、涡轮分子泵；D、低温泵9、低温CVD装置一般指沉积温度<（）的CVD装置。

A.1000℃；B.500℃；C.900℃；D.650℃10、下列关于镍磷镀技术的说法中, 正确的是: （）A.所获得的镀层含有25wt%左右的P而非纯Ni, 所以也称NiP镀；B、低P含量的镍磷镀镀层致密, 硬度可达到与电镀硬Cr相当的水平；C.高P含量的镍磷镀镀层无磁性；D.可直接在不具有导电性的基体上镀膜11.关于LPCVD方法, 以下说法中正确的是: （）A、低压造成沉积界面层厚度增加, 因此薄膜沉积速率比常压CVD更低；B.低压造成反应气体的扩散系数增大；C.低压导致反应气体的迁移运动速度增大；D.薄膜的污染几率比常压CVD更低12.气相沉积固态薄膜时, 根据热力学分析以下说法中不正确的是: （）A.气相过饱和度越大, 固态新相形核能垒越低；B.气相过饱和度越大, 固态新相形核能垒越高；C、气相过饱和度越大, 固态新相临界晶核尺寸越大；D.固态新相的形核能垒和临界晶核尺寸只取决于沉积温度（过冷度）13、溅射获得的气相沉积原子是高能离子轰击靶材后, 二者通过级联碰撞交换能量的结果, 因此入射离子能量（）时更容易发生溅射现象。

薄膜材料与技术考试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料不属于薄膜材料？A. 硅基材料B. 金属薄膜C. 陶瓷薄膜D. 橡胶材料答案：D2. 薄膜材料的厚度通常在哪个范围内？A. 微米级B. 毫米级C. 纳米级D. 厘米级答案：C3. 薄膜材料制备过程中，下列哪种技术不属于物理气相沉积（PVD）？A. 磁控溅射B. 电子束蒸发C. 化学气相沉积D. 离子镀答案：C4. 下列哪种薄膜材料具有优良的导电性能？A. 氧化铝薄膜B. 氧化铜薄膜C. 氧化锌薄膜D. 硅薄膜5. 薄膜材料在微电子工业中的主要应用是什么？A. 绝缘层B. 导电层C. 半导体层D. 所有上述选项答案：D6. 下列哪种技术不适用于制备薄膜材料？A. 溶胶-凝胶法B. 旋涂法C. 热压成型D. 热喷涂答案：C7. 薄膜材料的表面粗糙度通常如何影响其性能？A. 无影响B. 增加表面粗糙度可以提高性能C. 减少表面粗糙度可以提高性能D. 表面粗糙度对性能无规律影响答案：C8. 下列哪种材料不适合用于制备光学薄膜？A. 氟化镁B. 氧化锆C. 聚碳酸酯D. 硫化锌答案：C9. 薄膜材料的应力状态对其性能有何影响？B. 应力可以增加材料的强度C. 应力可以减少材料的强度D. 应力状态对材料性能有复杂影响答案：D10. 下列哪种检测技术常用于薄膜材料的厚度测量？A. 原子力显微镜（AFM）B. 扫描电子显微镜（SEM）C. 椭圆偏光仪D. X射线衍射（XRD）答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 薄膜材料的制备方法包括哪些？A. 化学气相沉积（CVD）B. 物理气相沉积（PVD）C. 溶液法D. 机械加工答案：A, B, C2. 薄膜材料在以下哪些领域有应用？A. 太阳能电池B. 微电子C. 光学器件D. 航空航天答案：A, B, C, D3. 下列哪些因素会影响薄膜材料的性能？A. 材料成分B. 制备工艺C. 环境条件D. 薄膜厚度答案：A, B, C, D4. 薄膜材料的表面特性包括哪些？A. 表面粗糙度B. 表面张力C. 表面电荷D. 表面能答案：A, B, C, D5. 薄膜材料的应力测试方法包括哪些？A. 拉曼光谱B. X射线衍射C. 纳米压痕D. 电子显微镜答案：B, C三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述薄膜材料的定义及其特点。

薄膜技术复习题
什么是薄膜技术？有哪些应用领域？薄膜技术是用各种方法将原料原子或分子沉积在基底上形成薄膜的一种技术。

其应用领域广泛，例如涂层、光学、电子、化学、生物、能源等领域。

薄膜技术有哪些基本分类？薄膜技术可以根据其方式和用途进行分类，基本分类包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射、电镀、离子束沉积和溶液法等。

物理气相沉积是如何进行的？有哪些常见的物理气相沉积方法？物理气相沉积是通过远程或近程方式将原子或分子沉积在基底上，通常使用热蒸发、电子束蒸发、激光蒸发和离子束蒸发等方法进行。

什么是化学气相沉积？有哪些常见的化学气相沉积方法？化学气相沉积是通过化学反应将气态原料转化为沉积物，通常使用化学气相沉积、金属有机化学气相沉积和原子层沉积等方法。

薄膜技术在光学领域中的应用有哪些？薄膜技术在光学领域的应用包括反射镜、分光镜、滤光器、透镜、光学纤维、液晶显示器等。

其中，反射镜和分光镜是基于薄膜反射的原理制作的，滤光器则是利用多层薄膜堆叠吸收或反射光线的特性制作的。

第一章1．What ｉｓa wafer？Whaｔis a substｒａte？Ｗhaｔis a ｄie?什么是硅片,什么是衬底,什么是芯片答:硅片是指由单晶硅切成的薄片；芯片也称为管芯（单数和复数芯片或集成电路);硅圆片通常称为衬底.2. Ｌiｓt theｔｈｒee mａjoｒtｒｅｎdｓassociaｔed with improｖｅmｅnt ｉｎmicrochip faｂricaｔion ｔｅchｎology, ａnd ｇive a shｏｒt ｄｅscriｐtiｏn ｏf each tｒｅnd.列出提高微芯片制造技术相关的三个重要趋势,简要描述每个趋势答：提高芯片性能：器件做得越小，在芯片上放置得越紧密,芯片的速度就会提高.提高芯片可靠性:芯片可靠性致力于趋于芯片寿命的功能的能力。

为提高器件的可靠性,不间断地分析制造工艺。

降低芯片成本:半导体微芯片的价格一直持续下降。

3. Ｗhat ｉs the cｈip criticaｌｄiｍension(CＤ)？Ｗｈy iｓtｈisｄｉｍenｓｉoｎiｍpｏrtant?什么是芯片的关键尺寸,这种尺寸为何重要答：芯片的关键尺寸（ＣＤ)是指硅片上的最小特征尺寸;因为我们将CD作为定义制造复杂性水平的标准,也就是如果你拥有在硅片某种CD的能力,那你就能加工其他所有特征尺寸,由于这些尺寸更大，因此更容易产生。

4. Dｅｓｃriｂe scaｌｉng and itｓｉmｐoｒｔaｎce iｎchｉｐｄesiｇn。

描述按比例缩小以及在芯片设计中的重要性答:按比例缩小:芯片上的器件尺寸相应缩小是按比例进行的重要性:为了优电学性能，多有尺寸必须同时减小或按比例缩小。

5。

What is Moore'ｓlaｗａｎd whaｔdoesｉt prｅdicｔ？什么是摩尔定律，它预测了什么答:摩尔定律：当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数，月每隔18个月便会增加１倍,性能也将提升１倍。

1．简述薄膜的形成过程。

薄膜：在被称为衬底或基片的固体支持物表面上，通过物理过程、化学过程或电化学过程使单个原子、分子或离子逐个凝聚而成的固体物质。

主要包括三个过程：（1）产生适当的原子、分子或离子的粒子；（2）通过煤质输运到衬底上；（3）粒子直接或通过化学或电化学反应而凝聚在衬底上面形成固体沉淀物，此过程又可以分为四个阶段：（1）核化和小岛阶段；（2）合并阶段；（3）沟道阶段；（4）连续薄膜2．图2为溅射镀膜的原理示意图，试结合图叙述溅射镀膜的基本过程，并介绍常用的溅射镀膜的方法和特点。

图 2 溅射镀膜的原理示意图过程：该装置是由一对阴极和阳极组成的冷阴极辉光放电结构。

被溅射靶（阴极）和成膜的基片及其固定架（阳极）构成溅射装置的两个极，阳极上接上1-3KV的直流负高压，阳极通常接地。

工作时通常用机械泵和扩散泵组将真空室抽到*10-3Pa，通入氩气，使真空室压力维持在（）*10-1Pa,而后逐渐关闭主阀，使真空室内达到溅射电压，即10-1-10Pa，接通电源，阳极耙上的负高压在两极间产生辉光放电并建立起一个等离子区，其中带正电的氩离子在阴极附近的阳极电位降的作用下，加速轰击阴极靶，使靶物质由表面被溅射出，并以分子或原子状态沉积在基体表面，形成靶材料的薄膜。

将欲沉积的材料制成板材——靶,固定在阴极上。

基片置于正对靶面的阳极上,距靶几厘米。

系统抽至高真空后充入 10～1帕的气体（通常为氩气），在阴极和阳极间加几千伏电压，两极间即产生辉光放电。

放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极，与靶表面原子碰撞，受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子,其能量在1至几十电子伏范围。

溅射原子在基片表面沉积成膜直流阴极溅射镀膜法：特点是设备简单，在大面积的基片或材料上可以制取均匀的薄膜，放电电流随气压和电压的变化而变化，可溅射高熔点金属。

但是，它的溅射电压高、沉积速率低、基片温升较高，加之真空度不良，致使膜中混入的杂质气体也多，从而影响膜的质量。

CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY1．画出一50cm 长的单晶硅锭距离籽晶10cm 、20cm 、30cm 、40cm 、45cm 时砷的掺杂分布。

(单晶硅锭从融体中拉出时,初始的掺杂浓度为1017cm —3） 2．硅的晶格常数为5.43Å．假设为一硬球模型： （a ）计算硅原子的半径。

(b ）确定硅原子的浓度为多少（单位为cm —3）?(c ）利用阿伏伽德罗（Avogadro)常数求出硅的密度。

3．假设有一l0kg 的纯硅融体，当硼掺杂的单晶硅锭生长到一半时，希望得到0。

01 Ω·cm 的电阻率，则需要加总量是多少的硼去掺杂？4．一直径200mm 、厚1mm 的硅晶片，含有5。

41mg 的硼均匀分布在替代位置上,求： (a ）硼的浓度为多少？(b ）硼原子间的平均距离。

5．用于柴可拉斯基法的籽晶，通常先拉成一小直径（5。

5mm ）的狭窄颈以作为无位错生长的开始。

如果硅的临界屈服强度为2×106g/cm2，试计算此籽晶可以支撑的200mm 直径单晶硅锭的最大长度。

6．在利用柴可拉斯基法所生长的晶体中掺入硼原子，为何在尾端的硼原子浓度会比籽晶端的浓度高?7．为何晶片中心的杂质浓度会比晶片周围的大？8．对柴可拉斯基技术,在k 0=0。

05时，画出C s /C 0值的曲线。

9．利用悬浮区熔工艺来提纯一含有镓且浓度为5×1016cm —3的单晶硅锭。

一次悬浮区熔通过,熔融带长度为2cm,则在离多远处镓的浓度会低于5×1015cm —3？10．从式L kx s e k C C /0)1(1/---=，假设k e =0。

3，求在x/L=1和2时，C s /C 0的值。

11．如果用如右图所示的硅材料制造p +—n 突变结二极管，试求用传统的方法掺杂和用中子辐照硅的击穿电压改变的百分比。

12．由图10.10,若C m =20％，在T b 时,还剩下多少比例的液体?13．用图10。

第1章pn结二极管一、填空题1、双极型晶体管（BJT）、晶闸管2、整流、检波、开关、振荡、发光、检测光3、耗尽4、xn = [ 2εsε0 Vbi / (q N D) ]1/25、R=qI S/kT6、自建电场，零，少7、Cj = [ qεN A N D / ( N A + N D ) ]1/2 ( Vbi –V )-1/2耗尽层；增大；减少；非线性8、掺杂浓度、内建电势、杂质浓度9、410、电中性的，小注入、耗尽层、复合中心11、单向、扩散、反向饱和12、增加、升高、降低13、扩散、产生、复合14、加速、扩散系数、减小、减小15、Gd + jωCd、少、扩散、扩散电导、扩散电容16、扩散电容Cd、增大、ωτ、大、小、低17、rd =qI F/kT，串联电阻、低18、截止19、越长，越多20、开启（导通）、关断、低、高21、a）减短少数载流子寿命；b）减短基区的长度；c）在线路上, 使IF 减小, 使IR增大；d）彻底避免电荷存储22、隧道击穿、雪崩击穿23、量子隧穿效应、掺杂浓度势垒区中的电场、势垒高度、势垒厚度24、低、窄25、隧道、雪崩、隧道、雪崩26、热载流子、M→∞、雪崩倍增渡越时间、雪崩倍增光电27、隧道、简并28、多29、热发射、扩散、大、低、多30、半导体高掺杂或(和)选取低势垒的M-S接触。

二、简答题1、示意画出（在热平衡时）n – i - n+结的电场的分布图和能带图；2、通过p-n结二极管的电流主要是少数载流子电流还是多数载流子电流？答：少数载流子3、室温下，两个理想p+n突变结二极管除杂质浓度以外都完全相同，其中杂质浓度N D1=1015cm-3，=1016cm-3。

比较两个二极管的I-V特性，在同一坐标系中画出二者的特性。

N D1N D2N D2N D14、比较Ge、Si和GaAs的实际伏安特性的差异。

5、Si p-n结的反向电流随着温度的升高而增大, 是否是因为势垒区中深能级中心的产生电流增加的缘故?答：在较低温的情况下，产生电流随温度增加而增大，从而影响反向电流。