半导体名词解释
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半导体的本质和应用
半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料。
它具有在特定条件下可以有选择
性地导电的特性。
半导体的本质在于其电子结构中存在一些未被填满的能级,使得在外加电场或热激发的作用下,电子可以很容易地在材料中移动。
半导体的基本特性
半导体材料中的导带和价带之间存在称为“禁带宽度”的能隙。
在原子折叠之后,半导体材料通过共价键连接,因此其电子虽然处于原子间,但在整个材料中可以自由移动。
当外界条件施加以后,这些电子会在导带和价带之间跃迁,从而实现电导。
半导体的应用
半导体材料在现代科技中有着广泛的应用。
其中最重要的当属半导体器件,如
二极管和晶体管。
这些器件可以用来控制电流的流动,从而实现逻辑电路、放大器和其他电子设备。
此外,半导体还广泛应用于光电子领域,如太阳能电池和发光二极管。
通过半
导体材料的光电转换性质,可以将光能转化为电能或者发光,实现各种照明和能源转换的功能。
总的来说,半导体作为一种特殊的材料,在现代社会的科技发展中起着至关重
要的作用。
其独特的导电性能和光电性能广泛应用于电子器件、光电子器件以及能源技术等领域,推动了科技的不断进步和创新。
半导体ar名词解释半导体(Semiconductor)是一种起关键作用的物质,常用于电子器件的制造过程中。
它具有介于导体和绝缘体之间的导电性能,可以根据外部电场和电流进行调控。
半导体材料由于其独特的电性能和可控性,被广泛应用于各种电子设备和技术中。
半导体的电子特性来源于其晶体结构。
在半导体内部,原子被安排成特定的晶格结构,其中原子之间形成了共价键。
共价键是由原子的价电子(最外层的电子)共享而形成的,它们对电流的流动具有阻碍作用。
然而,当半导体获得能量,如温度升高或受到外部电场的作用时,一部分共价键中的电子会被激发到导带上,形成自由电子。
此时,半导体就具有了导电性。
半导体的导电性质也可以通过杂质(施主和受主)来调控。
杂质是在半导体晶体中插入的少量杂原子。
施主杂质通常是具有比半导体原子价电子数更多的元素,如磷(P)或砷(As),它们会在半导体晶格中替代原子的位置。
由于这些施主杂原子可以提供更多的自由电子,所以它们被称为N型材料,即负性半导体。
相反,受主杂质通常是具有比半导体原子价电子数更少的元素,如硼(B)或铝(Al),它们会在半导体晶格中替代原子的位置。
这些受主杂原子可以吸引和俘获自由电子,因此被称为P型材料,即正性半导体。
半导体材料的独特性质使其成为现代电子器件的核心组成部分。
例如,大多数计算机芯片和集成电路板都是基于半导体材料制造的。
在这些设备中,半导体器件(如晶体管)被用于控制和放大电流,实现逻辑运算、存储和通信等功能。
半导体还用于制造太阳能电池、光电二极管、激光器、发光二极管和传感器等各种光电子器件。
此外,半导体在通信、汽车、医疗器械和航空航天等领域中也扮演着重要角色,促进了现代社会和科技的发展与进步。
在半导体技术的发展过程中,人们不断研究和探索着新的半导体材料和制造方法。
例如,砷化镓(GaAs)、氮化硅(Si3N4)、氮化镓(GaN)等宽禁带半导体材料的应用正在逐渐增加。
同时,纳米技术和量子技术的发展也为半导体技术的进一步突破提供了新的可能性。
半导体技术名词解释题1、半导体:半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
2、本征半导体:本征半导体是完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体。
3、直接带隙半导体:直接带隙半导体是导带底和价带顶在k空间中处于同一位置的半导体。
4、间接带隙半导体:间接带隙半导体材料导带底和价带顶在k空间中处于不同位置。
5、极性半导体:在共价键化合物半导体中,含有离子键成分的半导体为极性半导体。
6、能带、允带、禁带:当N个原子相互靠近结合成晶体后,每个电子都要受到周围原子势场的作用,其结果是每个N度简并的能级都分裂成N个彼此相距很近的能级,这N个能级组成一个能带。
此时电子不再属于某个原子而是在晶体中做共有化运动,分裂的每个能带都称为允带,允带包含价带和导带两种。
允带间因为没有能级称为禁带。
7、半导体的导带:半导体的导带是由自由电子形成的能量空间。
即固体结构内自由运动的电子所具有的能量范围。
8、半导体的价带:价带是指半导体或绝缘体中,在0K时能被电子占满的最高能带。
9、禁带宽度:禁带宽度是指导带的最低能级和价带的最高能级之间的能。
10、带隙:带隙是导带的最低点和价带的最高点的能量之差。
11、宽禁带半导体材料:一般把禁带宽度E g≥ 2.3 eV的半导体材料归类为宽禁带半导体材料。
12、绝缘体的能带结构:绝缘体中导带和价带之间的禁带宽度比较大,价带电子难以激发并跃迁到导带上去,导带成为电子空带,而价带成为电子满带,电子在导带和价带中都不能迁移。
13、杂质能级:杂质能级是指半导体材料中的杂质使严格的周期性势场受到破坏,从而有可能产生能量在带隙中的局域化电子态,称为杂质能级。
14、替位式杂质:杂质原子进入半导体硅以后,杂质原子取代晶格原子而位于晶格点处,称为替位式杂质。
15、间隙式杂质:杂质原子进入半导体以后,杂质原子位于晶格原子间的间隙位置,称为间隙式杂质。
16、施主杂质比晶格主体原子多一个价电子的替位式杂质,它们在适当的温度下能够释放多余的价电子,从而在半导体中产生非本征自由电子并使自身电离。
半导体行业术语半导体行业术语是专门用于描述和解释半导体技术和相关概念的专业词汇。
在描述半导体行业的相关术语时,需要确保清晰度和准确性。
以下是一些常见的半导体行业术语及其解释:1.半导体:半导体是一种电子材料,具有介于导体和绝缘体之间的电导特性。
半导体材料通常可以控制电流的流动,是构成电子器件和集成电路的基本元件。
2.集成电路(IC):集成电路是一种由多个电子元件(如晶体管、电容、电阻等)以及连接器件(如导线、金属线等)组成的电路系统。
集成电路可用于执行各种计算、存储和处理任务。
3.晶体管:晶体管是一种半导体器件,可以放大和控制电流。
晶体管由三层材料组成,其中包括一个控制区域、一个输入区域和一个输出区域。
晶体管被广泛用于电子设备和电路中。
4.功耗:功耗是指半导体器件在正常运行时消耗的电能。
功耗通常以瓦特(W)为单位进行衡量,是半导体行业中一个重要的考虑因素。
5.时钟频率:时钟频率是计量半导体器件工作速度的指标,通常以赫兹(Hz)为单位。
时钟频率越高,半导体器件的数据处理和运行速度越快。
6.互连:互连是指将不同的半导体器件或电子组件连接在一起的过程。
互连通常使用导线、金属线、连接器等来完成。
7.工艺技术:工艺技术是指用于制造半导体器件和集成电路的特定技术过程。
包括一系列的步骤,如沉积、蚀刻、掩膜制备等,用于制造和构建电子器件。
8.掩膜:掩膜是一种用于制造半导体器件的模板。
掩膜通常是由光刻工艺制备的,可以在半导体材料上形成特定的图案和结构,用于制造电子器件的特定组件。
9.封装:封装是将半导体芯片和连接线封装在外壳中的过程。
封装有助于保护芯片和电路,并提供适当的物理连接和支持。
10.微纳加工技术:微纳加工技术是一种用于制造微小尺度结构和器件的技术。
在半导体行业中,微纳加工技术被广泛应用于制造芯片和集成电路,以及其他微小尺度的器件。
以上是一些常见的半导体行业术语及其解释。
了解和熟悉这些术语对于了解半导体技术和行业发展趋势非常重要。
第三节半导体
半导体是当今电子行业最基础的材料之一,其作用和意义不容小觑。
在此我们将深入探讨半导体的相关知识。
一、什么是半导体?
半导体是指在室温下,其导电性介于导体和绝缘体之间的材料。
有
时也被称为半导体晶体。
二、半导体的种类
从其晶体结构来看,半导体可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅、蓝宝石、碳化硅、氮化硅等。
三、半导体的应用
1、集成电路 - 由于半导体表现出了半导体-绝缘体-金属场效应,能
够强制控制流经半导体器件的电流强度和方向,因此可用于制作各种
逻辑、振荡器等集成电路。
2、光电器件 - 利用半导体光电特性制作出的器件,如太阳能电池、发光二极管、激光器等。
3、功率器件 - 利用半导体导电性能和电特性,制作出高变换效率、低损耗、高可靠性的功率电子元器件,如IGBT器件等。
4、传感器 - 利用半导体的光电、温度、湿度、压力等特性制作出的传感器器件。
四、半导体技术的发展趋势
1、晶体管微型化和集成化 - 在实际应用中,需要更高的速度、更小的面积和功耗,因此晶体管制作微型化和集成化是半导体技术的重要趋势。
2、功率器件的高效率和大功率 - 随着人们生活水平的提高,需要更高效、更可靠、更节能的电子设备,因此功率器件的高效率和大功率是半导体技术的趋势。
3、新型材料的开发 - 蓝宝石、碳化硅等新型材料在一定应用领域已得到广泛的应用,半导体技术发展也将趋于多样化。
总而言之,半导体技术因其广泛的应用领域和重要的作用被越来越广泛地关注着,也将成为电子行业长期的研究方向之一。
半导体器件名词解释汇总
半导体器件是一种基于半导体材料制造的电子元件,用于控制电流和电压。
以下是一些常见的半导体器件名词解释:
1. 二极管(Diode):由P型半导体和N型半导体组成,用于
限制电流的流动方向。
2. 整流器(Rectifier):将交流电转换为直流电的装置,常由
二极管组成。
3. 可变电阻(Varistor):一种电阻值可变的器件,用于保护
其他元件免受电压过高的损坏。
4. 三极管(Transistor):由三个区域组成的半导体器件,用
于放大和控制电流。
5. 场效应晶体管(Field-Effect Transistor,FET):一种三极管,其电流控制通过操控电场。
6. 绝缘栅双极型场效应晶体管(Insulated-Gate Bipolar Transistor,IGBT):一种在功率控制电路中广泛应用的高压、大功率半导体器件。
7. 集成电路(Integrated Circuit,IC):在一块半导体芯片上
集成了多个电子元件,如晶体管、电容和电阻。
8. 电容(Capacitor):用于存储电荷的器件,由两个导体之间
的绝缘层组成。
9. 电阻(Resistor):用于控制电流流过的器件,阻碍电流流动。
10. 电感(Inductor):通过电磁感应产生电动势的元件,能够抵抗电流变化。
这些是一些常见的半导体器件名词解释,实际上还有许多其他类型的半导体器件。
半导体的定义和特性
半导体是一种电子导体,介于导体和绝缘体之间。
它具有导电性能介于金属和绝缘体之间,其特性使其在电子学领域中具有重要作用。
物理特性
半导体的导电性介于导体和绝缘体之间的主要原因是它的能带结构。
在半导体中,带隙是指电子在价带和导带之间跃迁所需要的最小能量。
当这个能隙很小时,半导体就会更容易地导电,因为较小的能量就足够让电子跃迁到导带中。
此外,半导体的导电性质还取决于掺杂。
掺杂是指在半导体中加入少量其他元素,通过掺杂可以改变半导体的导电性能。
掺杂分为N型和P型,N型半导体中掺入的杂质是能够提供额外自由电子的元素,而P型半导体中掺入的杂质则是能够提供额外空穴的元素。
应用领域
半导体在现代电子学中应用广泛。
例如,半导体器件如二极管、场效应晶体管和集成电路是电子设备的关键组成部分。
二极管可以实现电流的单向导通,场效应晶体管可以控制电流,而集成电路则将多个器件集成到一块芯片上,实现了更高的集成度和更大的功能。
此外,半导体在光电子学领域也有重要应用。
例如,LED(发光二极管)利用半导体材料电子跃迁产生光,广泛应用于照明、显示和通信等领域。
结语
总的来说,半导体是一种在电子学领域中至关重要的材料,其特性使其成为现代电子设备的核心组件之一。
通过对半导体的深入研究和应用,我们可以不断推动电子技术的发展,实现更多创新和应用。
什么是半导体?
半导体是一种介于导体(如金属)和绝缘体(如塑料)之间的材料。
在半导体中,电子的导电能力介于导体和绝缘体之间,即在一定条件下,半导体可以导电,但在其他条件下则表现为绝缘。
这种特性使得半导体在电子器件中具有重要的应用价值。
半导体的导电性质可以通过外加电场、温度或光照等外部条件进行控制,这种控制能力是现代电子器件的基础。
半导体的导电性主要依赖于两种载流子:电子和空穴。
在纯净的半导体中,电子和空穴的数量相等,因此其导电性较弱。
但通过在半导体中引入杂质或施加外部电场,可以改变电子和空穴的浓度,从而调节半导体的导电性能。
半导体在电子技术中有广泛的应用,包括但不限于:
1. **集成电路(IC)**:半导体晶体管的集成电路是现代电子产品的核心,如微处理器、存储器等。
2. **光电子器件**:半导体的光电特性使其用于光电二极管、激光器、光伏电池等。
3. **传感器**:利用半导体的电阻、电容或光电效应制作的传感器,用于测量温度、压力、光照等物理量。
4. **太阳能电池**:利用半导体材料的光电转换效应制作的太阳能电池,将光能转化为电能。
5. **电子管件**:半导体二极管、三极管等在电路中用于整流、
放大、开关等功能。
6. **发光二极管(LED)**:通过半导体材料的电致发光特性制作的LED,用于照明、显示等。
7. **光伏电池**:半导体材料制成的光电池,可以将光能转化为电能,用于太阳能发电等。
总的来说,半导体是现代电子技术的基础,其特性和应用推动了信息技术、通信技术、能源技术等领域的发展和进步。
半导体物理学名词解释1.能带:在晶体中可以容纳电子的一系列能2.允带:分裂的每一个能带都称为允带。
3.直接带隙半导体:导带底和价带顶对应的电子波矢相同间接带隙半导体:导带底和价带顶对应的电子波矢不相同4、施主杂质:能够施放电子而在导带中产生电子并形成正电中心的杂质,称为施主杂质。
施主能级:被施主杂质束缚的电子的能量状态称为施主能级。
5、受主杂质:能够能够接受电子而在价带中产生空穴,并形成负电中心的杂质,称为受主杂质。
受主能级:被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级。
6、本征半导体:本征半导体就是没有杂质和缺陷的半导体。
7、禁带宽度:导带底与价带顶之间的能量差。
8、禁带:(导带底与价带顶之间能带)9、价带:(0K 条件下被电子填充的能量最高的能带)10、导带:(0K 条件下未被电子填充的能量最低的能带)11、迁移率:表示单位场强下电子的平均漂移速度,单位cm^2/(V ·s)。
12、有效质量:的作用。
有效质量表达式为:,速度:13、电子:带负电的导电载流子,是价电子脱离原子束缚后形成的自由电子,对应于导带中占据的电子空穴:带正电的导电载流子,是价电子脱离原子束缚后形成的电子空位,对应于价带中的电子空位14、费米分布:大量电子在不同能量量子态上的统计分布。
费米分布函数为:15、漂移运动:载流子在电场作用下的运动。
扩散运动:载流子在浓度梯度下发生的定向运动。
16、本征载流子:就是本征半导体中的载流子(电子和空穴),即不是由掺杂所产生出来的。
17、产生:电子和空穴被形成的过程222*dk Ed h m n =E E Fe Ef 011)(-+=直接复合:导带中的电子越过禁带直接跃迁到价带,与价带中的空穴复合,这样的复合过程称为直接复合间接复合:导带中的电子通过禁带的复合中心能级与价带中的空穴复合,这样的复合过程称为间接复合。
复合率:单位时间单位体积内复合的电子-空穴对数。
18、散射:载流子与其它粒子发生弹性或非弹性碰撞,碰撞后载流子的速度的大小和方向发生了改变。
半导体相关的名词解释引言在当今高科技时代,半导体技术得到了广泛应用,成为现代社会的重要支柱。
然而,对于普通大众来说,半导体技术可能还比较陌生。
因此,本文将为您解释一些半导体相关的名词,帮助您更好地了解这一领域的知识。
一、半导体半导体是指电阻介于导体与绝缘体之间的物质,其电导率介于导体与绝缘体之间。
它的特殊之处在于,其导电性能可以通过施加外加电场或温度的改变而发生显著变化。
半导体材料常用的有硅(Silicon)和锗(Germanium),其在电子学和光电子学等领域具有广泛的应用。
二、PN结PN结是半导体器件中常见的一种结构,由P型(正型)半导体和N型(负型)半导体结合而成。
P型半导体中的“P”代表的是正电荷载体空穴(holes),而N型半导体中的“N”代表的是负电荷载体电子。
PN结的作用是将半导体划分为两个区域,形成电场和不同的导电性质,常用于二极管和晶体管等电子元件中。
三、二极管二极管是半导体器件中最简单也是最基本的一种。
它由PN结组成,电流在正向偏置(即P端为正,N端为负)时能够被导通,而在反向偏置时则能够阻断电流的流动。
二极管常用于电路中的整流和信号检测等功能。
四、晶体管晶体管是一种三端的半导体器件,由PNP或NPN三层结构组成。
它是电子技术领域的重要基石,被广泛应用于放大、开关、模拟信号处理和数字信号处理等电路中。
晶体管的工作原理是利用电场和电子流控制电流的放大和传输。
五、集成电路集成电路是将大量的晶体管、二极管和其他元件集成在一起的电路。
与传统的离散式电路相比,集成电路具有体积小、功耗低和可靠性高的优点。
它是现代电子设备的核心组成部分,广泛应用于计算机、手机、电视等电子产品中。
六、半导体光电子学半导体光电子学是指将半导体材料应用于光电子技术的领域。
在半导体材料中,电子和空穴之间的能级距离较小,因此半导体具有良好的光电转换特性。
半导体激光器、光电二极管和太阳能电池等都是半导体光电子学领域的重要应用。
半导体行业的名词解释半导体行业是当今科技领域中最为重要和繁荣的行业之一。
在日常生活和工业中,我们无时无刻不在接触和使用各种半导体设备和产品。
然而,对于非专业人士来说,半导体行业的术语和名词可能会让人感到迷惑。
在本文中,我将解释一些常见的半导体行业术语,以帮助读者更好地了解这个行业。
1.半导体半导体是指电阻和导体之间导电性能介于两者之间的固态材料。
它具备当外界电压或电流作用时,具有可控电阻特性的独特材料。
半导体的电子行为可以在常温下进行自由转换,这使得半导体成为现代电子器件的基础。
2.集成电路集成电路是在半导体材料上由大量电子器件(如晶体管、电阻器和电容器等)组成的一个整体。
它的功能可以达到现有电子器件总和的几十倍,大大提高了电路的性能和可靠性。
集成电路被广泛应用于计算机、通信和消费电子等领域。
3.芯片芯片是集成电路的核心部件,是将晶圆上千亿级的器件制作于一个微小的硅片上。
它具有超高密度和微小尺寸的特点,可以嵌入各种电子设备中。
芯片的制造过程包括层叠、刻蚀、电镀和切割等工序。
4.硅晶圆硅晶圆是制备芯片的基础材料。
它通常由单晶硅制成,外形呈圆盘状。
硅晶圆的直径越大,可以容纳的芯片数量越多,生产效率也就越高。
制备硅晶圆需要经过多道工艺,如涂胶、曝光和腐蚀等。
5.光刻光刻是制备芯片的关键工艺之一。
它使用特殊的掩膜和紫外光源,将芯片上设计好的电路图案复制到硅晶圆上。
通过多次光刻步骤,可以形成电路的不同层次和结构。
光刻技术的高分辨率和精度对芯片性能起着至关重要的作用。
6.掩膜在光刻过程中,掩膜是用来遮挡或传递光线的透明薄膜。
它是按照芯片上的电路图案制作和定制的。
通过逐层堆叠和对位,掩膜可以准确地传递电路图案,并起到保护和光刻目的。
7.晶体管晶体管是半导体行业中最为重要的器件之一。
它是一种控制电流流动的装置,可以将输入信号转换为输出信号。
晶体管在计算机、通信和消费电子等领域中广泛应用,如微处理器、放大器和开关等。
1.何谓 PIE? PIE 的主要工作是什幺 ?答: Process Integration Engineer( 工艺整合工程师 ), 主要工作是整合各部门的资源 , 对工艺持续进行改善 , 确保产品的良率( yield )稳定良好。
2. 200mm , 300mm Wafer 代表何意义 ?答: 8 吋硅片 (wafer) 直径为 200mm , 直径为 300mm硅片即 12 吋.3. 目前中芯国际现有的三个工厂采用多少mm的硅片 (wafer) 工艺?未来北京的 Fab4(四厂 ) 采用多少 mm的 wafer 工艺?答:当前 1~3 厂为 200mm(8英寸 ) 的 wafer, 工艺水平已达 0.13um 工艺。
未来北京厂工艺wafer 将使用 300mm(12英寸 ) 。
4. 我们为何需要 300mm?答: wafer size 变大,单一 wafer 上的芯片数 (chip) 变多,单位成本降低200→300 面积增加 2.25 倍 , 芯片数目约增加 2.5 倍5.所谓的 0.13 um 的工艺能力 (technology) 代表的是什幺意义?答:是指工厂的工艺能力可以达到 0.13 um的栅极线宽。
当栅极的线宽做的越小时,整个器件就可以变的越小,工作速度也越快。
6.从 0.35um->0.25um->0.18um->0.15um->0.13um 的 technology 改变又代表的是什幺意义?答:栅极线的宽(该尺寸的大小代表半导体工艺水平的高低)做的越小时,工艺的难度便相对提高。
从 0.35um -> 0.25um -> 0.18um -> 0.15um ->0.13um 代表着每一个阶段工艺能力的提升。
7. 一般的硅片 (wafer) 基材 (substrate) 可区分为 N,P 两种类型(type ),何谓 N, P-type wafer?答: N-type wafer 是指掺杂 negative As) 的硅片 , P-type 的 wafer 是指掺杂 positive B、In) 的硅片。
第二章1.半导体:电导率介于金属和绝缘体之间的材料称为半导体。
2.本征半导体: 完全纯净的半导体称为本征半导体。
它们是制造半导体器件的基本材料。
3.本征激发: 当T 升高或光线照射时, 产生自由电子空穴对的现象称为本征激发。
4.N 型半导体:本征半导体中掺入少量五价元素构成。
5.N 型半导体:本征半导体中掺入少量三价元素构成。
6.半导体掺杂:本征半导体中载流子数目极少,导电能力仍然很低。
但如果在其中掺入微量的杂质,所形成的杂质半导体的导电性能将大大增强。
由于掺入的杂质不同,杂质半导体可以分为N 型和P 型两大类。
7.内建电场:由于N 型半导体中有富裕的自由电子,而P 型半导体中有富裕的自由的空穴,所以当P 型和N 型半导体接触时,P 型半导体中的空穴就会向N 型中扩散,而N 型半导体中的电子向P 型中扩散,结果是P 型端带负电,而N 型端带正电。
因而会形成内建电场,内建电场的方向从N 型端指向P 型端,从而又阻止电子和空穴的扩散。
最后,依靠电子和空穴浓度梯度的扩散和内建电场的电作用达到平衡,在接触面附近形成一个耗尽层,即p-n 结。
第三章1.自由载流子吸收:毫米波和微波2.杂质吸收: 杂质粒子的跃迁3.声子吸收:晶格振动引起4.激子吸收:激子的形成5.带间吸收:价带到导带的跃迁6.自发辐射:原子在没有外界干预的情况下,电子会由处于激发态的高能级E2自动跃迁至低能级E1,这种跃迁称为自发辐射。
7.受激吸收:当原子中的电子处于低能级时,吸收光子的能量后从低能级跃迁到高能级----光吸收。
8.受激辐射:当原子中的电子处于高能级时,若外来光子的频率恰好满足 时,电子会在外来光子的诱发下向低能级跃迁,并发出与外来光子一样特征的光子----受激辐射。
9. 粒子数反转:10. 泵浦(激励): 闪光灯或另一种激光器以及气体放电激励、化学激励、核能激励。
11. 激光工作物质: 激光器最重要的部分是工作物质,包括激活离子和基质。
1. 何谓PIE? PIE的主要工作是什幺?答:Process Integration Engineer(工艺整合工程师), 主要工作是整合各部门的资源, 对工艺持续进行改善, 确保产品的良率(yield)稳定良好。
2. 200mm,300mm Wafer 代表何意义?答:8吋硅片(wafer)直径为 200mm , 直径为 300mm硅片即12吋.3. 目前中芯国际现有的三个工厂采用多少mm的硅片(wafer)工艺?未来北京的Fab4(四厂)采用多少mm的wafer工艺?答:当前1~3厂为200mm(8英寸)的wafer, 工艺水平已达0.13um 工艺。
未来北京厂工艺wafer将使用300mm(12英寸)。
4. 我们为何需要300mm?答:wafer size 变大,单一wafer 上的芯片数(chip)变多,单位成本降低200→300 面积增加2.25倍,芯片数目约增加2.5倍5. 所谓的0.13 um 的工艺能力(technology)代表的是什幺意义?答:是指工厂的工艺能力可以达到0.13 um的栅极线宽。
当栅极的线宽做的越小时,整个器件就可以变的越小,工作速度也越快。
6. 从0.35um->0.25um->0.18um->0.15um->0.13um 的technology改变又代表的是什幺意义?答:栅极线的宽(该尺寸的大小代表半导体工艺水平的高低)做的越小时,工艺的难度便相对提高。
从0.35um -> 0.25um -> 0.18um -> 0.15um -> 0.13um 代表着每一个阶段工艺能力的提升。
7. 一般的硅片(wafer)基材(substrate)可区分为N,P两种类型(type),何谓N, P-type wafer?答:N-type wafer 是指掺杂 negative元素(5价电荷元素,例如:P、As)的硅片, P-type 的wafer是指掺杂 positive 元素(3价电荷元素, 例如:B、In)的硅片。
1.单电子近似:即假设每个电子是周期性排列且在固定不动的原子核势场及其它电子的平均势场中运动。
该势场是具有与晶格同周期的周期势场。
2.电子共有化运动:电子不再完全局限在某一个原子上,可以由一个原子转移到相邻的原子上去。
因而电子将可以在整个晶体中运动,这种运动称为电子的共有化运动。
电子的共有化运动只发生在能量相同的壳层,其中最外层电子的公有化运动最显著。
3.电子在晶体内的共有化运动:晶体中电子不再完全局限在某一个原子上,而是可以从晶胞中某一点自由地运动到其它晶胞内的对应点,因而电子可以在整个晶体中运动。
这种运动称为电子在晶体内的共有化运动。
4.准自由电子:组成晶体的原子的外层电子共有化运动较强,其行为与自由电子近似,称为准自由电子。
5.本征激发:价带上的电子激发成为准自由电子。
亦即价带电子激发成为导带电子的过程称为本征激发。
6.有效质量的意义:它概括了半导体内部势场的作用,使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时,可以不涉及到半导体内部势场的作用。
7.间隙式杂质:杂质原子进入半导体后,杂质原子位于晶格原子间的间隙位置称为间隙式杂质。
通常外来杂质半径臂、比原晶格原子半径小很多。
8.替位式杂质:杂志原子进入半导体后,杂质原子取代晶格原子而位于晶格点处,常称为替位式杂质。
通常外来杂质半径与原晶格原子半径大小比较相近。
9.杂质电离:电子脱离杂志电子的束缚成为导电电子的过程称为杂质电离。
10.施主电离:施主杂质释放电子的过程叫做施主电离。
11.受主电离:空穴挣脱受主杂志束缚的过程称为受主电离。
12.施主杂质:杂质电离时,能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心,称它们为施主杂质或n型杂质。
13.n型半导体:通常把主要依靠导带电子导电的半导体称为电子型或n型半导体。
14.受主杂质:杂质在纯净半导体中能够接受电子而产生导电空穴并形成负电中心,称它们为受主杂质或p型杂质。
15.施主能级:被施主杂质束缚的电子的能量状态称为施主能级。
什么是半导体
在当今科技高速发展的时代,半导体作为一种基础材料在电子产业中扮演着至关重要的角色。
那么,什么是半导体呢?半导体是一种介于导体与绝缘体之间的物质,在固体物质中拥有非常特殊的电学特性。
半导体的电学特性
半导体的电学特性在于其电导率介于导体和绝缘体之间。
与导体相比,半导体的电导率要小很多;而与绝缘体相比,半导体的电导率又要大很多。
这种特殊性使得半导体在电子元件中得以应用,广泛用于晶体管、集成电路等电子产品中。
半导体的性质
半导体物质通常是由硅、锗、砷化镓等元素构成的化合物,具有晶体结构。
半导体的电导率可以通过控制杂质浓度或外加电场等方法来调节,这种调节性使半导体成为各种电子元器件的核心材料。
半导体的应用
半导体在电子领域有着广泛的应用。
晶体管是半导体应用最早、也最广泛的领域之一,它作为电子信号放大器和开关在各种电子设备中起着重要作用。
此外,集成电路(IC)是将大量的晶体管和其他元件集成在一起形成的电路,在计算机、通信、消费电子等领域也有着巨大的应用。
结语
总之,半导体作为一种特殊的电学材料,在现代电子产业中扮演着不可或缺的角色。
通过对半导体电导率的调控,人们能够实现各种电子元器件的制造和应用,推动着科技的发展和进步。
希望通过本文的介绍,读者能够对半导体有一个初步的认识,进一步了解其在电子产业中的重要性。
突变结近似:认为从中性半导体区到空间电荷区的空间电荷密度有一个突然的不连续。
内建电势差:热平衡状态下pn结内p区与n区的静电电势差。
耗尽层电容:势垒电容的另一种表达。
耗尽区:空间电荷区的另一种表达。
超突变结:一种为了实现特殊电容-电压特性而进行冶金结处高掺杂的pn结,其特点为pn结一侧的掺杂浓度由冶金结处开始下降。
势垒电容(结电容):反向偏置下pn结的电容。
线性缓变结:冶金结两侧的掺杂浓度可以由线性分布近似的pn结。
冶金结:pn结内p型掺杂与n型掺杂的分界面。
单边突变结:冶金结一侧的掺杂浓度远大于另一侧的掺杂浓度的pn结。
反偏:pn结的n区相对于p区加正电压,从而使p区与n区之间势垒的大小超过热平衡状态时势垒的大小。
空间电荷区:冶金结两侧由于n区内施主电离和p区内受主电离而形成的带净正电与负电的区域。
空间电荷区宽度:空间电荷区延伸到p区与n区内的距离,它是掺杂浓度与外加电压的函数。
变容二极管:电容随着外加电压的改变而改变的二极管。
第八章雪崩击穿:电子和(或)空穴穿越空间电荷区时,与空间电荷区内原子的电子发生碰撞产生电子-空穴对,在pn结内形成一股很大的反偏电流,这个过程就成为雪崩击穿。
载流子注入:外加偏压时,pn结体内载流子穿过空间电荷区进入p区或n区的过程。
临界电场:发生击穿时pn结空间电荷区的最大电场强度。
扩散电容:正偏pn结内由于少子的存储效应而形成的电容。
扩散电导:正偏pn结的低频小信号正弦电流与电压的比值。
扩散电阻:扩散电导的倒数。
正偏:p区相对于n区加正电压。
此时结两侧的电势差要低于热平衡时的值。
产生电流:pn结空间电荷区内由于电子-空穴对热产生效应形成的反偏电流。
长二极管:电中性p区与n区的长度大小少子扩散长度的二极管。
复合电流:穿越空间电荷区时发生复合的电子与空穴所产生的正偏pn结电流。
反向饱和电流:pn结体内的理想反向电流。
短二极管:电中性p区与n区中至少有一个区的长度小于少子扩散长度的pn结二极管。
ACTIVE AREA主动区(工作区)主动晶体管(ACTIVE FRANSISTOR)被制造的区域即所谓的主动区(active area)在标准之MOS制造过程中ACTIVE AREA是由,一层氮化硅光罩及等接氮化硅蚀刻之后的局部特区氧化(LOCOS OXIDATION)所形成的,而由于利用到局部场氧化之步骤.所以Active AREA 会受到鸟嘴(BIRD’S BEAK)之影响而比原先之氮化硅光罩所定义的区域来得小以长0.6UM 之场区氧化而言大概会有O.5 UM之BIRD'S BEAK存在也就是说ACTIVE AREA比原在之氮化硅光罩定义之区域小O.5UMAcetone丙酮1.丙碗是有机溶剂的一种,分子式为CH30HCH32.性质:无色,具剌激性薄荷臭味之液体3.用途:在FAB内之用途,主要在于黄光室内正光阻之清洗、擦拭4﹒毒性:对神经中枢具中度麻醉性,对皮肤粘膜具轻微毒性,长期接触会引起皮肤炎,吸入过量之丙酮蒸气会刺激鼻、眼结膜、咽喉粘膜、甚至引起头痛、念心、呕吐、目眩、意识不明等。
5﹒允许浓度:1000ppmADI显影后检查After Developing Inspection之缩写目的:检查黄光室制程;光阻覆盖→对准→曝光弓显影。
发现缺点后,如覆盖不良、显影不良‥‥等即予修改(Rework)﹒以维产品良率、品质。
方法:利用目检、显微镜为之。
AEI蚀刻后检查1. AEI 即After Etching Inspection,在蚀刻制程光阻去除、前反光阻去除后,分别对产品实施主检或抽样检查。
2. AEI之目的有四:2-1提高产品良率,避免不良品外流。
2-2达到品质的一致性和制程之重复性。
2-3显示制程能力之指针。
2-4防止异常扩大,节省成本3. 通常AEI检查出来之不良品,非必要时很少做修改。
因为重去氧化层或重长氧化层可能造成组件特性改变可靠性变差、缺点密度增加。
生产成本增高,以及良率降低之缺点。
热工名词解释1.半导体——导电性能介于导体与绝缘体之间的物体叫半导体。
2.电流——电荷有规律地定向运动叫做电流。
3.电流强度——是表示电流大小的一个量,指每单位时间内穿过导体截面积的电荷,习惯上往往把电流强度简称电流。
4.电压——静电场或电路中两点间的电位差,其数值等于单位正电荷在电场力的作用下,从一点移动到另一点所作的功。
5.电阻——导体一方面具有导电的能力;另一方面又有阻碍电流通过的作用,这种阻碍作用,叫做导体的电阻。
6.电感——自感与互感的统称。
7.电容——表示被介质分隔的二个任何形状的导体,在单位电压作用下,容贮电场能量(电荷)能力的一个参数,等于导体所具有的电阻与两导体电位差(电压)之比值。
8.导体——带电质点(电子或离子)能够自由移动的物体叫导体。
9.绝缘体——又叫电介质。
电导率很小的物体叫绝缘体。
10.磁场——在磁铁或电流周围空间的其他磁性物质或载流导体将受到力的作用,我们就说在磁铁或电流周围的空间存在着磁场。
11.频率——每秒钟内电流(或电压)方向改变的次数叫做交流电的频率。
12.周期——交流电每变化一周所需要的时间叫周期。
13.感抗——交流电流过具有电感的电路时,电感有阻碍交流电流过的作用,这种作用叫做感抗。
14.容抗——交流电流过具有电容的电路时,电容有阻碍交流电流过的作用,这种作用叫做容抗。
15.效率——器件或机械,在传递能量过程中总要消耗一部分能量,这样输出的能量将小于输入的能量,输出能量(或功率)与输入能量(或功率)的比值,叫做效率。
16.退火——是将钢件加热到一定温度(稍高于临界温度),在此温度停留一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却),称退火。
17.正火——将钢件加热到临界温度以上,保温一段时间,然后用空气冷却,冷却速度比退火快。
18.回火——将淬硬的钢件加热到临界点温度以下,保温一段时间,然后在空气中或油中冷却下来。
19.淬火——将钢件加热到临界点温度以上,保温一段时间,然后在水、盐或油中(个别材料在空气中)急冷下来,使其得到高硬度。
1. 何谓PIE? PIE的主要工作是什幺?答:Process Integration Engineer(工艺整合工程师), 主要工作是整合各部门的资源, 对工艺持续进行改善, 确保产品的良率(yield)稳定良好。
2. 200mm,300mm Wafer 代表何意义?答:8吋硅片(wafer)直径为 200mm , 直径为 300mm硅片即12吋.3. 目前中芯国际现有的三个工厂采用多少mm的硅片(wafer)工艺?未来北京的Fab4(四厂)采用多少mm的wafer工艺?答:当前1~3厂为200mm(8英寸)的wafer, 工艺水平已达0.13um工艺。
未来北京厂工艺wafer将使用300mm(12英寸)。
4. 我们为何需要300mm?答:wafer size 变大,单一wafer 上的芯片数(chip)变多,单位成本降低200→300 面积增加2.25倍,芯片数目约增加2.5倍5. 所谓的0.13 um 的工艺能力(technology)代表的是什幺意义?答:是指工厂的工艺能力可以达到0.13 um的栅极线宽。
当栅极的线宽做的越小时,整个器件就可以变的越小,工作速度也越快。
6. 从0.35um->0.25um->0.18um->0.15um->0.13um 的technology改变又代表的是什幺意义?答:栅极线的宽(该尺寸的大小代表半导体工艺水平的高低)做的越小时,工艺的难度便相对提高。
从0.35um -> 0.25um -> 0.18um -> 0.15um -> 0.13um 代表着每一个阶段工艺能力的提升。
7. 一般的硅片(wafer)基材(substrate)可区分为N,P 两种类型(type),何谓 N, P-type wafer?答:N-type wafer 是指掺杂 negative元素(5价电荷元素,例如:P、As)的硅片, P-type 的wafer 是指掺杂 positive 元素(3价电荷元素, 例如:B、In)的硅片。
8. 工厂中硅片(wafer)的制造过程可分哪几个工艺过程(module)?答:主要有四个部分:DIFF(扩散)、TF(薄膜)、PHOTO (光刻)、ETCH(刻蚀)。
其中DIFF又包括FURNACE(炉管)、WET(湿刻)、IMP(离子注入)、RTP(快速热处理)。
TF包括PVD(物理气相淀积)、CVD(化学气相淀积) 、CMP(化学机械研磨)。
硅片的制造就是依据客户的要求,不断的在不同工艺过程(module)间重复进行的生产过程,最后再利用电性的测试,确保产品良好。
9. 一般硅片的制造常以几P几M 及光罩层数(mask layer)来代表硅片工艺的时间长短,请问几P几M及光罩层数(mask layer)代表什幺意义?答:几P几M代表硅片的制造有几层的Poly(多晶硅)和几层的metal(金属导线).一般0.15um 的逻辑产品为1P6M( 1层的Poly和6层的metal)。
而光罩层数(mask layer)代表硅片的制造必需经过几次的PHOTO(光刻).10. Wafer下线的第一道步骤是形成start oxide 和zero layer? 其中start oxide 的目的是为何?答:①不希望有机成分的光刻胶直接碰触Si 表面。
②在laser刻号过程中,亦可避免被产生的粉尘污染。
11. 为何需要zero layer?答:芯片的工艺由许多不同层次堆栈而成的, 各层次之间以zero layer当做对准的基准。
12. Laser mark是什幺用途? Wafer ID 又代表什幺意义?答:Laser mark 是用来刻wafer ID, Wafer ID 就如同硅片的身份证一样,一个ID代表一片硅片的身份。
13. 一般硅片的制造(wafer process)过程包含哪些主要部分?答:①前段(frontend)-元器件(device)的制造过程。
②后段(backend)-金属导线的连接及护层(passivation)14. 前段(frontend)的工艺大致可区分为那些部份?答:①STI的形成(定义AA区域及器件间的隔离)②阱区离子注入(well implant)用以调整电性③栅极(poly gate)的形成④源/漏极(source/drain)的形成⑤硅化物(salicide)的形成15. STI 是什幺的缩写? 为何需要STI?答:STI: Shallow Trench Isolation(浅沟道隔离),STI可以当做两个组件(device)间的阻隔, 避免两个组件间的短路.16. AA 是哪两个字的缩写? 简单说明 AA 的用途?答:Active Area, 即有源区,是用来建立晶体管主体的位置所在,在其上形成源、漏和栅极。
两个AA区之间便是以STI来做隔离的。
17. 在STI的刻蚀工艺过程中,要注意哪些工艺参数?答:①STI etch(刻蚀)的角度;②STI etch 的深度;③STI etch 后的CD尺寸大小控制。
(CD control, CD=critical dimension)18. 在STI 的形成步骤中有一道liner oxide(线形氧化层), liner oxide 的特性功能为何?答:Liner oxide 为1100C, 120 min 高温炉管形成的氧化层,其功能为:①修补进STI etch 造成的基材损伤;②将STI etch 造成的etch 尖角给于圆化( corner rounding)。
19. 一般的阱区离子注入调整电性可分为那三道步骤? 功能为何?答:阱区离子注入调整是利用离子注入的方法在硅片上形成所需要的组件电子特性,一般包含下面几道步骤:①Well Implant :形成N,P 阱区;②Channel Implant:防止源/漏极间的漏电;③Vt Implant:调整Vt(阈值电压)。
20. 一般的离子注入层次(Implant layer)工艺制造可分为那几道步骤?答:一般包含下面几道步骤:①光刻(Photo)及图形的形成;②离子注入调整;③离子注入完后的ash (plasma(等离子体)清洗)④光刻胶去除(PR strip)21. Poly(多晶硅)栅极形成的步骤大致可分为那些?答:①Gate oxide(栅极氧化层)的沉积;②Poly film的沉积及SiON(在光刻中作为抗反射层的物质)的沉积);③Poly 图形的形成(Photo);④Poly及SiON的Etch;⑤Etch完后的ash( plasma(等离子体)清洗)及光刻胶去除(PR strip);⑥Poly的Re-oxidation(二次氧化)。
22. Poly(多晶硅)栅极的刻蚀(etch)要注意哪些地方?答:①Poly 的CD(尺寸大小控制;②避免Gate oxie 被蚀刻掉,造成基材(substrate)受损.23. 何谓 Gate oxide (栅极氧化层)?答:用来当器件的介电层,利用不同厚度的 gate oxide ,可调节栅极电压对不同器件进行开关24. 源/漏极(source/drain)的形成步骤可分为那些?答:①LDD的离子注入(Implant);②Spacer的形成;③N+/P+IMP高浓度源/漏极(S/D)注入及快速热处理(RTA:Rapid Thermal Anneal)。
25. LDD是什幺的缩写? 用途为何?答:LDD: Lightly Doped Drain. LDD是使用较低浓度的源/漏极, 以防止组件产生热载子效应的一项工艺。
26. 何谓 Hot carrier effect (热载流子效应)?答:在线寛小于0.5um以下时, 因为源/漏极间的高浓度所产生的高电场,导致载流子在移动时被加速产生热载子效应, 此热载子效应会对gate oxide造成破坏, 造成组件损伤。
27. 何谓Spacer? Spacer蚀刻时要注意哪些地方?答:在栅极(Poly)的两旁用dielectric(介电质)形成的侧壁,主要由Ox/SiN/Ox组成。
蚀刻spacer 时要注意其CD大小,profile(剖面轮廓),及remain oxide(残留氧化层的厚度)28. Spacer的主要功能?答:①使高浓度的源/漏极与栅极间产生一段LDD区域;②作为Contact Etch时栅极的保护层。
29. 为何在离子注入后, 需要热处理( Thermal Anneal)的工艺?答:①为恢复经离子注入后造成的芯片表面损伤;②使注入离子扩散至适当的深度;③使注入离子移动到适当的晶格位置。
30. SAB是什幺的缩写? 目的为何?答:SAB:Salicide block, 用于保护硅片表面,在RPO (Resist Protect Oxide) 的保护下硅片不与其它Ti, Co形成硅化物(salicide)31. 简单说明SAB工艺的流层中要注意哪些?答:①SAB 光刻后(photo),刻蚀后(etch)的图案(特别是小块区域)。
要确定有完整的包覆(block)住必需被包覆(block)的地方。
②remain oxide (残留氧化层的厚度)。
32. 何谓硅化物( salicide)?答:Si 与 Ti 或 Co 形成 TiSix 或 CoSix, 一般来说是用来降低接触电阻值(Rs, Rc)。
33. 硅化物(salicide)的形成步骤主要可分为哪些?答:①Co(或Ti)+TiN的沉积;②第一次RTA(快速热处理)来形成Salicide。
③将未反应的Co(Ti)以化学酸去除。
④第二次RTA (用来形成Ti的晶相转化, 降低其阻值)。
34. MOS器件的主要特性是什幺?答:它主要是通过栅极电压(Vg)来控制源,漏极(S/D)之间电流,实现其开关特性。
35. 我们一般用哪些参数来评价device的特性?答:主要有Idsat、Ioff、Vt、Vbk(breakdown)、Rs、Rc;一般要求Idsat、Vbk (breakdown)值尽量大, Ioff、Rc尽量小,Vt、Rs尽量接近设计值.36. 什幺是Idsat?Idsat 代表什幺意义?答:饱和电流。
也就是在栅压(Vg)一定时,源/漏(Source/Drain)之间流动的最大电流.37. 在工艺制作过程中哪些工艺可以影响到Idsat?答:Poly CD(多晶硅尺寸)、Gate oxide Thk(栅氧化层厚度)、AA(有源区)宽度、Vt imp.条件、LDD imp.条件、N+/P+ imp. 条件。
38. 什幺是Vt? Vt 代表什幺意义?答:阈值电压(Threshold Voltage),就是产生强反转所需的最小电压。