电力半导体器件项目计划书
电力半导体器件项目
计划书
投资分析/实施方案
报告说明—
该电力半导体器件项目计划总投资4483.86万元，其中：固定资产投资3971.48万元，占项目总投资的88.57%；流动资金512.38万元，占项目总投资的11.43%。
达产年营业收入4480.00万元，总成本费用3463.82万元，税金及附加74.58万元，利润总额1016.18万元，利税总额1230.92万元，税后净利润762.13万元，达产年纳税总额468.78万元；达产年投资利润率
22.66%，投资利税率27.45%，投资回报率17.00%，全部投资回收期7.38年，提供就业职位100个。
电力电子技术作为一种通过高效转换提供高质量电能、实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术，已经成为弱电控制与强电运行相结合、信息技术与先进制造技术相融合、实现智慧化升级不可或缺的重大关键核心技术，属关键共性技术领域。电力电子技术是能源高效转换领域的核心技术，包括电力半导体器件、变流电路和控制技术三个部分，其中电力半导体器件是基础，变流电路是电力电子技术的核心。电力半导体器件在我国又常被称为功率半导体器件，电力半导体器件是现代电力电子装置的心脏，其功能包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等，通过对电能高效地产生、传输、转换、存储和控制，降低电路损耗，提高能源利用效率，实现节能和传统产业信息化。电力半导体器件在国民经济工业部门和
社会生活各方面应用广泛，在电力工业领域未来发展建设中起到至关重要的作用。新能源发电、直流输电、储能、新型配电、智能电网等都会用到电力半导体器件。
第一章基本情况
一、项目概况
（一）项目名称及背景
电力半导体器件项目
（二）项目选址
xxx产业示范基地
项目建设方案力求在满足项目产品生产工艺、消防安全、环境保护卫生等要求的前提下尽量合并建筑；充分利用自然空间，坚决贯彻执行“十分珍惜和合理利用土地”的基本国策，因地制宜合理布置。
（三）项目用地规模
项目总用地面积14440.55平方米（折合约21.65亩）。
（四）项目用地控制指标
该工程规划建筑系数54.36%，建筑容积率1.04，建设区域绿化覆盖率6.29%，固定资产投资强度183.44万元/亩。
（五）土建工程指标
项目净用地面积14440.55平方米，建筑物基底占地面积7849.88平方米，总建筑面积15018.17平方米，其中：规划建设主体工程10640.10平
方米，项目规划绿化面积943.96平方米。
（六）设备选型方案
项目计划购置设备共计90台（套），设备购置费1424.84万元。
（七）节能分析
1、项目年用电量722936.91千瓦时，折合88.85吨标准煤。
2、项目年总用水量4638.74立方米，折合0.40吨标准煤。
3、“电力半导体器件项目投资建设项目”，年用电量722936.91千瓦时，年总用水量4638.74立方米，项目年综合总耗能量（当量值）89.25吨标准煤/年。达产年综合节能量34.71吨标准煤/年，项目总节能率24.96%，能源利用效果良好。
（八）环境保护
项目符合xxx产业示范基地发展规划，符合xxx产业示范基地产业结
构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可
行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域
生态环境产生明显的影响。
（九）项目总投资及资金构成
项目预计总投资4483.86万元，其中：固定资产投资3971.48万元，
占项目总投资的88.57%；流动资金512.38万元，占项目总投资的11.43%。
（十）资金筹措
该项目现阶段投资均由企业自筹。
（十一）项目预期经济效益规划目标
预期达产年营业收入4480.00万元，总成本费用3463.82万元，税金及附加74.58万元，利润总额1016.18万元，利税总额1230.92万元，税后净利润762.13万元，达产年纳税总额468.78万元；达产年投资利润率22.66%，投资利税率27.45%，投资回报率17.00%，全部投资回收期7.38年，提供就业职位100个。
（十二）进度规划
本期工程项目建设期限规划12个月。
项目承办单位组建一个投资控制小组，负责各期投资目标管理跟踪，各阶段实际投资与计划对比，进行投资计划调整，分析原因采取措施，确保该项目建设目标如期完成。项目承办单位要合理安排设计、采购和设备安装的时间，在工作上交叉进行，最大限度缩短建设周期。将投资密度比较大的部分工程尽量押后施工，诸如其他配套工程等。
二、项目评价
1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求，符合xxx产业示范基地及xxx产业示范基地电力半导体器件行业布局和结构调整政策；项目的建设对促进xxx产业示范基地电力半导体器件产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。
2、xxx科技发展公司为适应国内外市场需求，拟建“电力半导体器件
项目”，本期工程项目的建设能够有力促进xxx产业示范基地经济发展，
为社会提供就业职位100个，达产年纳税总额468.78万元，可以促进xxx
产业示范基地区域经济的繁荣发展和社会稳定，为地方财政收入做出积极
的贡献。
3、项目达产年投资利润率22.66%，投资利税率27.45%，全部投资回
报率17.00%，全部投资回收期7.38年，固定资产投资回收期7.38年（含
建设期），项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。
提振民营经济、激发民间投资已被列入重要清单。民营经济是经济和
社会发展的重要组成部分，在壮大区域经济、安排劳动就业、增加城乡居
民收入、维护社会和谐稳定以及全面建成小康社会进程中起着不可替代的
作用，如何做大做强民营经济，已成为当前的一项重要课题。从促进产业
发展看，民营企业机制灵活、贴近市场，在优化产业结构、推进技术创新、促进转型升级等方面力度很大，成效很好。据统计，我国65%的专利、75%
以上的技术创新、80%以上的新产品开发，是由民营企业完成的。从吸纳就
业看，民营经济作为国民经济的生力军是就业的主要承载主体。全国工商
联统计，城镇就业中，民营经济的占比超过了80%，而新增就业贡献率超过了90%。从经济的贡献看，截至2017年底，我国民营企业的数量超过2700
万家，个体工商户超过了6500万户，注册资本超过165万亿元，民营经济
占GDP的比重超过了60%，撑起了我国经济的“半壁江山”。同时，民营经济也是参与国际竞争的重要力量。
“十二五”期间，全省制造业累计完成技术改造投资4.9万亿元，年均增长19.3%，一批高水平重大项目集群式落地，企业装备水平大幅提升，产业和产品结构明显优化。传统产业先进产能比重进一步上升。水泥行业结束了机立窑时代，钢铁行业1000立方以上炼铁高炉产能占比达到50%，120吨以上炼钢转炉产能占比达到47%，造纸企业产业集中度达到71.5%。高新技术产业占比提高。2015年，全省新口径高新技术产业产值占规模以上工业的32.5%，较“十二五”初期提高5.2个百分点；装备制造业增加值占规模以上工业比重达到28.8%，比“十一五”末提高2.3个百分点；工业总集成总承包、合同能源管理、工业研发设计等一大批新兴服务业态不断涌现，全省生产性服务业增加值占服务业的比重超过50%。企业组织体系呈现新格局。截至2015年，共有51家企业入围中国企业500强，我省能源集团、魏桥集团进入世界500强，营业收入过百亿元的工业企业达到135家，比“十一五”末增加了58家；全省中小企业户数、年销售收入过百亿元的产业集群数量均较“十一五”末翻了一番。
三、主要经济指标
主要经济指标一览表
第二章承办单位概况
一、项目承办单位基本情况
（一）公司名称
xxx（集团）有限公司
（二）公司简介
经过10余年的发展，公司拥有雄厚的技术实力，完善的加工制造手段，丰富的生产经营管理经验和可靠的产品质量保证体系，综合实力进一步增强。公司将继续提升供应链构建与管理、新技术新工艺新材料应用研发。
集团成立至今，始终坚持以人为本、质量第一、自主创新、持续改进，以
技术领先求发展的方针。在本着“质量第一，信誉至上”的经营宗旨，高
瞻远瞩的经营方针，不断创新，全面提升产品品牌特色及服务内涵，强化公司形象，立志成为全国知名的产品供应商。
优良的品质是公司获得消费者信任、赢得市场竞争的基础，是公司业务可持续发展的保障。公司高度重视产品和服务的质量管理，设立了品管部，有专职质量控制管理人员，主要负责制定公司质量管理目标以及组织公司内部质量管理相关的策划、实施、监督等工作。
二、公司经济效益分析
上一年度，xxx科技发展公司实现营业收入3620.42万元，同比增长20.14%（606.92万元）。其中，主营业业务电力半导体器件生产及销售收入为3320.42万元，占营业总收入的91.71%。
上年度营收情况一览表
根据初步统计测算，公司实现利润总额949.93万元，较去年同期相比增长93.34万元，增长率10.90%；实现净利润712.45万元，较去年同期相比增长134.44万元，增长率23.26%。
上年度主要经济指标
第三章背景及必要性
电力电子技术作为一种通过高效转换提供高质量电能、实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术，已经成为弱电控制与强电运行相结合、信息技术与先进制造技术相融合、实现智慧化升级不可或缺的重大关键核心技术，属关键共性技术领域。电力电子技术是能源高效转换领域的核心技术，包括电力半导体器件、变流电路和控制技术三个部分，其中电力半导体器件是基础，变流电路是电力电子技术的核心。电力半导体器件在我国又常被称为功率半导体器件，电力半导体器件是现代电力电子装置的心脏，其功能包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等，通过对电能高效地产生、传输、转换、存储和控制，降低电路损耗，提高能源利用效率，实现节能和传统产业信息化。电力半导体器件在国民经济工业部门和社会生活各方面应用广泛，在电力工业领域未来发展建设中起到至关重要的作用。新能源发电、直流输电、储能、新型配电、智能电网等都会用到电力半导体器件。
从电力半导体器件的市场发展看，功率器件产品已经成为市场的热点。由于功率器件在高频状态工作时更加节能、节材，也能大幅减
少整机装备的体积和重量，功率半导体技术已成为促进电力半导体器
件产品持续发展的主要动力。在产品应用方面，电子整机产品对功率
变换、电源管理等日益增长的需求直接推动了功率晶体管产品的发展。近年来，“节能减排”、“开发绿色新能源”已成为我国长期发展的
基本国策。在我国绿色能源产业发展的推动下，电力电子技术迅速发
展成为建设节约型社会、促进国民经济发展和践行创新驱动发展战略
的重要支撑技术之一。
《电力电子行业“十三五”发展指导意见》指出，将电力电子技
术应用于发电、输电、变电、配电、用电、储能，能够起到改善电能、控制电能、节能环保的作用，使电网的工频电能最终转换成不同性质、不同用途的高质量电能，以适应千变万化的用电装置的不同需要。我
国工业领域使用了大量的轧机、电焊机、电镀和电解电源、风机、水泵、无轨电车等机电设备，具有巨大的效率提升需求和空间。据统计，中国电机保有量约17亿千瓦，年耗电量约3万亿kWh，电机耗电占中
国电力消费的64%，工业用电的75%。据测算，工业电机效率提升一个
百分点，可节约用电260亿kWh。采用先进的电力电子技术推动电机系统节能，年节电可达1300～2300亿kWh，相当于2～3个三峡电站的发电量。
传统型的电力半导体器件主要指高压直流阀用晶闸管，其在许多关键领域仍具有不可替代的作用。尤其是随着特高压直流输电、SVC等变流装置容量的不断加大，对高压大电流的高端传统型器件等需求巨大，这就要求行业内企业通过研发，不断突破大功率晶闸管的电压电流等级，以适应不断增大的变流装置容量。在新型电力半导体器件方面，随着我国高压变频、交流传动机车/动车组、城市轨道交通等技术发展和市场需求的增加，对集成门极换流晶闸管（IGCT）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）的需求非常紧迫且需求量也非常大。
“十二五”期间，随着我国在电力、交通及基础设施的大规模投入，电力半导体器件市场在全球市场中所占的份额越来越大，我国已成为全球最大的电力半导体器件需求市场。我国电力电子技术市场发展十分迅速，持续高速增长。中国在基础设施建设，冶金、煤炭、化工、石油等工业领域的大量投资为我国电力电子市场创造了巨大的需求，市场前景广阔。
全球电力半导体市场的优势份额以及先进技术主要由国际老牌半导体企业占据，如ABB、英飞凌和德国Semikron等。美国是电力半导体器件的发源地，在全球电力半导体器件市场中占有重要的位置，著名的电力半导体器件厂商有GE（美国通用电气公司）、IR（美国国际
整流器公司，已被英飞凌收购）、Fairchild（美国仙童半导体公司，
已被安森美半导体（ONSemiconductorCorp.）收购）等。但近年来，
电力半导体器件生产逐步转移到欧洲、日本及发展中国家。欧洲是全
球电力半导体器件研发生产和市场发达的地区，拥有全球著名的英飞凌、ABB、德国Semikron等。日本主要的半导体器件厂商有东芝、富
士和三菱等企业。
目前，电力半导体器件中较新的研究和发展领域为SiC和GaN电
力半导体器件，即以SiC和GaN为基础材料生产的半导体器件。国际
上出现该类商业化产品的时间较短，并受技术成熟度和成本的制约，
尚处于市场开拓的初期阶段，未广泛普及。SiC和GaN电力半导体器件的主要供应商有科锐（Cree）、英飞凌、安森美、东芝、富士和三菱
等企业。
中国电力半导体器件市场规模发展较快，但总量仍不能满足需求，特别是中高档产品仍一定程度依赖进口。尽管中国已经成为全球功率
半导体产业的重要市场，但中国电力半导体器件的设计、制造能力还
有待提高，特别是在新型材料半导体器件领域，与国外领先企业仍存
在较大差距。
在传统型的电力半导体器件（主要指高压直流阀用晶闸管）领域，以派瑞股份为代表的少数企业，通过引进吸收国外先进技术和不断自
主创新，其产品技术已达到国际先进水平，同时凭借国内成本较低和
市场广阔的优势，能够与行业内的国际先进企业开展竞争，且在国内
市场占据了主要份额。随着国家经济的持续发展，节能减排战略的驱动，相关产业政策的扶持以及战略安全的需要和全球化趋势，我国电
力电子产业将进入稳定地快速发展阶段。电力电子产业是我国制造业
的重要组成部分。作为高新技术的战略性新兴产业，电力电子产业涉
及半导体及电子材料、关键零部件、器件的芯片制造及封装、关键生
产装备和检测设备，装置和系统设计、关键元器件和零部件及配套件、系统集成、试验以及运行等上下游全链条，在我国制造业转型升级中
将发挥重大的作用。
电力半导体器件及装置技术在风能、太阳能、热泵、水电、生物
质能、绿色建筑、新能源装备等先进制造业中将发挥重要作用，其中
许多领域在“十二五”期间的市场规模都达上万亿，带动了电力电子
技术及产业的高速发展。中国电器工业协会电力电子分会预测，随着
新能源革命的推动，我国电力电子器件产业将迎来快速发展的机遇，
并保持持续稳步增长态势，在投资增量需求与节能环保需求的双重推
动下，以及下游电力电子装置行业需求高速发展的拉动下，行业规模
将不断扩大。
在未来五年里，由于国家经济进入“新常态”，经济增速有所放缓，且经济增长方式继续向消费拉动转型，下游钢铁冶炼、电机驱动
等行业的需求将可能转弱，对电力半导体器件行业规模的增长将产生
负面影响；另一方面，来自战略性新兴产业（如先进半导体、新一代
信息技术、新能源汽车、新一代航空装备、智能交通等）的需求则为
电力半导体器件行业的可持续发展注入了新的动力。2016年至2020年期间，电力半导体器件市场规模的年复合增长率为5.08%，预计2020
年将达到144.5亿元。
2017年中国电力半导体器件的市场规模达到124.7亿元，较上一
年同比增长5.2%。近三年，中国电力半导体器件市场保持了良好的增
长态势，年均增长率为5.1%左右，主要得益于中国经济的持续增长以
及工业领域稳定增长的固定资产投资。输变电、钢铁冶炼、马达驱动、轨道交通、大功率电源和电焊机领域是电力半导体器件最主要的应用
领域，上述领域对电力半导体器件的需求量占电力电子行业规模的90%以上。
第四章项目建设方案
一、产品规划
项目主要产品为电力半导体器件，根据市场情况，预计年产值4480.00万元。
项目承办单位应建立良好的营销队伍，利用多媒体、广告、连锁等模式，不断拓展项目产品良好的营销渠道，提高企业的经济效益。通过以上分析表明，项目承办单位所生产的项目产品市场风险较低，具有较强的市场竞争力和广阔的市场发展空间，因此，项目产品市场前景良好，投资项目建设具有良好的经济效益和社会效益，其市场可拓展的空间巨大，倍增效应显著，具有较强的市场竞争力和广阔的市场空间。
二、建设规模
（一）用地规模
该项目总征地面积14440.55平方米（折合约21.65亩），其中：净用地面积14440.55平方米（红线范围折合约21.65亩）。项目规划总建筑面积15018.17平方米，其中：规划建设主体工程10640.10平方米，计容建筑面积15018.17平方米；预计建筑工程投资1226.95万元。
（二）设备购置
项目计划购置设备共计90台（套），设备购置费1424.84万元。
（三）产能规模
项目计划总投资4483.86万元；预计年实现营业收入4480.00万元。
第五章选址分析
一、项目选址
该项目选址位于xxx产业示范基地。
2000年园区通过验收，正式晋升为市级园区，区位优势明显。自2008
年园区累计投入近3亿元打造硬件环境。几年来，园区通过不断加强产业
发展规划和功能定位研究，确定以高端制造业为园区主导产业，重点打造
高端生物医药、高端装备制造和汽车零部件基地“两园一基地”发展格局。园区加快建设“互联网+政务服务”示范区。优化服务流程，创新服务方式，推进数据共享。全面梳理编制政务服务事项目录，逐步做到“同一事项、
同一标准、同一编码”。优化网上申请、受理、审查、决定、送达等服务
流程，做到“应上尽上、全程在线”，凡是能实现网上办理的事项，不得
强制要求到现场办理。全面公开与政务服务事项相关的服务信息，除办事
指南明确的条件外，不得自行增加办事要求。完善网络基础设施，加强网
络和信息安全保护，切实加大对涉及国家机密、商业秘密、个人隐私等重
要数据的保护力度。推行网上审批、网上执法、网上服务、网上交易、网
第一章 电力半导体器件(基础教育)
电力电子变流技术试题汇总 （第一章 电力半导体器件） 一、填空题 1.晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是，阳极、门极和__阴__极。 2.晶闸管额定通态平均电流I VEAR 是在规定条件下定义的，是晶闸管允许连续通过__工频__正弦半波电流的最大平均值。 3.处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极承受正向电压，且__门极加上正向电压 _时，才能使其开通。 4.晶闸管额定通态平均电流I VEAR 是在规定条件下定义的，条件要求环境温度为_+400__。 5.对同一只晶闸管，断态不重复电压U DSM 与转折电压U BO 数值大小上有U DSM __小于_U BO 。 6..对同一只晶闸管，维持电流I H 与擎住电流I L 在数值大小上有I L _≈（2～4）_I H 。 7..晶闸管反向重复峰值电压等于反向不重复峰值电压的_90%___。 8.普通逆阻型晶闸管的管芯是一种大功率__四__层结构的半导体元件。 9.可关断晶闸管（GTO ）的电流关断增益βoff 的定义式为min off G A I I -= β。 10.晶闸管门极触发刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为____擎住电流 I L __。 11..晶闸管的额定电压为断态重复峰值电压U DRm 和反向重复峰值电压U RRm 中较_小__的规化值。 12.普通晶闸管的额定电流用通态平均电流值标定，双向晶闸管的额定电流用__有效值_标定。 13.普通晶闸管属于__半控型_器件，在整流电路中，门极的触发信号控制晶闸管的开通，晶闸管的关断由交流电源电压实现。 14.IGBT 的功率模块由IGBT 和_快速二极管_芯片集成而成。 15.对于同一个晶闸管，其维持电流I H _ 小于_擎住电流I L 。 16.2.可用于斩波和高频逆变电路，关断时间为数十微秒的晶闸管派生器件是__快速晶闸管____。 17.功率集成电路PIC 分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是__智能功率集成电
半导体器件(附答案)
第一章、半导体器件（附答案） 一、选择题 1．PN 结加正向电压时，空间电荷区将 ________ A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽 2．设二极管的端电压为 u ，则二极管的电流方程是 ________ A. B. C. 3．稳压管的稳压是其工作在 ________ A. 正向导通 B. 反向截止 C. 反向击穿区 4．V U GS 0=时，能够工作在恒流区的场效应管有 ________ A. 结型场效应管 B. 增强型 MOS 管 C. 耗尽型 MOS 管 5．对PN 结增加反向电压时，参与导电的是 ________ A. 多数载流子 B. 少数载流子 C. 既有多数载流子又有少数载流子 6．当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量 _____ A. 增加 B. 减少 C. 不变 7．用万用表的 R × 100 Ω档和 R × 1K Ω档分别测量一个正常二极管的正向电阻，两次测 量结果 ______ A. 相同 B. 第一次测量植比第二次大 C. 第一次测量植比第二次小 8．面接触型二极管适用于 ____ A. 高频检波电路 B. 工频整流电路 9．下列型号的二极管中可用于检波电路的锗二极管是： ____ A. 2CZ11 B. 2CP10 C. 2CW11 D.2AP6 10．当温度为20℃时测得某二极管的在路电压为V U D 7.0=。若其他参数不变，当温度上 升到40℃，则D U 的大小将 ____ A. 等于 0.7V B. 大于 0.7V C. 小于 0.7V 11．当两个稳压值不同的稳压二极管用不同的方式串联起来，可组成的稳压值有 _____ A. 两种 B. 三种 C. 四种 12．在图中，稳压管1W V 和2W V 的稳压值分别为6V 和7V ，且工作在稳压状态，由此可知输 出电压O U 为 _____ A. 6V B. 7V C. 0V D. 1V
半导体工艺及芯片制造技术问题答案(全)
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）
半导体基础知识和半导体器件工艺
半导体基础知识和半导体器件工艺 第一章半导体基础知识 通常物质根据其导电性能不同可分成三类。第一类为导体，它可以很好的传导电流，如：金属类，铜、银、铝、金等；电解液类：NaCl水溶液，血液，普通水等以及其它一些物体。第二类为绝缘体，电流不能通过，如橡胶、玻璃、陶瓷、木板等。第三类为半导体，其导电能力介于导体和绝缘体之间，如四族元素Ge锗、Si硅等，三、五族元素的化合物GaAs砷化镓等，二、六族元素的化合物氧化物、硫化物等。 物体的导电能力可以用电阻率来表示。电阻率定义为长1厘米、截面积为1平方厘米的物质的电阻值，单位为欧姆*厘米。电阻率越小说明该物质的导电性能越好。通常导体的电阻率在10-4欧姆*厘米以下，绝缘体的电阻率在109欧姆*厘米以上。 半导体的性质既不象一般的导体，也不同于普通的绝缘体，同时也不仅仅由于它的导电能力介于导体和绝缘体之间，而是由于半导体具有以下的特殊性质： (1) 温度的变化能显著的改变半导体的导电能力。当温度升高时，电阻率会降低。比如Si在200℃时电阻率比室温时的电阻率低几千倍。可以利用半导体的这个特性制成自动控制用的热敏组件（如热敏电阻等），但是由于半导体的这一特性，容易引起热不稳定性，在制作半导体器件时需要考虑器件自身产生的热量，需要考虑器件使用环境的温度等，考虑如何散热，否则将导致器件失效、报废。 (2) 半导体在受到外界光照的作用是导电能力大大提高。如硫化镉受到光照后导电能力可提高几十到几百倍，利用这一特点，可制成光敏三极管、光敏电阻等。 (3) 在纯净的半导体中加入微量（千万分之一）的其它元素（这个过程我们称为掺杂），可使他的导电能力提高百万倍。这是半导体的最初的特征。例如在原子密度为5*1022/cm3的硅中掺进大约5X1015/cm3磷原子，比例为10-7（即千万分之一），硅的导电能力提高了几十万倍。 物质是由原子构成的，而原子是由原子核和围绕它运动的电子组成的。电子很轻、很小，带负电，在一定的轨道上运转；原子核带正电，电荷量与电子的总电荷量相同，两者相互吸引。当原子的外层电子缺少后，整个原子呈现正电，缺少电子的地方产生一个空位，带正电，成为电洞。物体导电通常是由电子和电洞导电。前面提到掺杂其它元素能改变半导体的导电能力，而参与导电的又分为电子和电洞，这样掺杂的元素（即杂质）可分为两种：施主杂质与受主杂质。将施主杂质加到硅半导体中后，他与邻近的4个硅原子作用，产生许多自由电子参与导电，而杂质本身失去电子形成正离子，但不是电洞，不能接受电子。这时的半导体叫N型半导体。施主杂质主要为五族元素：锑、磷、砷等。 将施主杂质加到半导体中后，他与邻近的4个硅原子作用，产生许多电洞参与导电，这时的半导体叫p型半导体。受主杂质主要为三族元素：铝、镓、铟、硼等。电洞和电子都是载子，在相同大小的电场作用下，电子导电的速度比电洞快。电洞和电子运动速度的大小用迁移率来表示，迁移率愈大，截流子运动速度愈快。假如把一些电洞注入到一块N型半导体中，N型就多出一部分少数载子――电洞，但由于N型半导体中有大量的电子存在，当电洞和电子碰在一起时，会发
半导体器件物理及工艺
?平时成绩30% + 考试成绩70% ?名词解释（2x5=10）+ 简答与画图（8x10=80）+ 计算（1x10=10） 名词解释 p型和n型半导体 漂移和扩散 简并半导体 异质结 量子隧穿 耗尽区 阈值电压 CMOS 欧姆接触 肖特基势垒接触 简答与画图 1.从能带的角度分析金属、半导体和绝缘体之间的区别。 2.分析pn结电流及耗尽区宽度与偏压的关系。 3.什么是pn结的整流（单向导电）特性？画出理想pn结电流-电压曲线示意图。 4.BJT各区的结构有何特点？为什么？ 5.BJT有哪几种工作模式，各模式的偏置情况怎样？ 6.画出p-n-p BJT工作在放大模式下的空穴电流分布。 7.MOS二极管的金属偏压对半导体的影响有哪些？ 8.MOSFET中的沟道是多子积累、弱反型还是强反型？强反型的判据是什么？ 9.当VG大于VT且保持不变时，画出MOSFET的I-V曲线，并画出在线性区、非线 性区和饱和区时的沟道形状。 10.MOSFET的阈值电压与哪些因素有关？ 11.半导体存储器的详细分类是怎样的？日常使用的U盘属于哪种类型的存储器，画出 其基本单元的结构示意图，并简要说明其工作原理。 12.画出不同偏压下，金属与n型半导体接触的能带图。 13.金属与半导体可以形成哪两种类型的接触？MESFET中的三个金属-半导体接触分 别是哪种类型？ 14.对于一耗尽型MESFET，画出VG=0, -0.5, -1V（均大于阈值电压）时的I-V曲线示 意图。 15.画出隧道二极管的I-V曲线，并画出电流为谷值时对应的能带图。 16.两能级间的基本跃迁过程有哪些，发光二极管及激光器的主要跃迁机制分别是哪 种？ 计算 Pn结的内建电势及耗尽区宽度
半导体器件物理 试题库
半导体器件试题库 常用单位： 在室温（T = 300K ）时，硅本征载流子的浓度为 n i = 1.5×1010/cm 3 电荷的电量q= 1.6×10-19C μn =1350 2cm /V s ? μp =500 2 cm /V s ? ε0=8.854×10-12 F/m 一、半导体物理基础部分 （一）名词解释题 杂质补偿：半导体内同时含有施主杂质和受主杂质时，施主和受主在导电性能上有互相抵消 的作用，通常称为杂质的补偿作用。 非平衡载流子：半导体处于非平衡态时，附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度， 额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。 迁移率：载流子在单位外电场作用下运动能力的强弱标志，即单位电场下的漂移速度。 晶向： 晶面： （二）填空题 1．根据半导体材料内部原子排列的有序程度，可将固体材料分为 、多晶和 三种。 2．根据杂质原子在半导体晶格中所处位置，可分为 杂质和 杂质两种。 3．点缺陷主要分为 、 和反肖特基缺陷。 4．线缺陷，也称位错，包括 、 两种。 5．根据能带理论，当半导体获得电子时，能带向 弯曲，获得空穴时，能带 向 弯曲。 6．能向半导体基体提供电子的杂质称为 杂质；能向半导体基体提供空穴的杂 质称为 杂质。 7．对于N 型半导体，根据导带低E C 和E F 的相对位置，半导体可分为 、弱简 并和 三种。 8．载流子产生定向运动形成电流的两大动力是 、 。
9．在Si-SiO 2系统中，存在 、固定电荷、 和辐射电离缺陷4种基 本形式的电荷或能态。 10．对于N 型半导体，当掺杂浓度提高时，费米能级分别向 移动；对于P 型半 导体，当温度升高时，费米能级向 移动。 （三）简答题 1．什么是有效质量，引入有效质量的意义何在？有效质量与惯性质量的区别是什么？ 2．说明元素半导体Si 、Ge 中主要掺杂杂质及其作用？ 3．说明费米分布函数和玻耳兹曼分布函数的实用范围？ 4．什么是杂质的补偿，补偿的意义是什么？ （四）问答题 1．说明为什么不同的半导体材料制成的半导体器件或集成电路其最高工作温度各不相同？ 要获得在较高温度下能够正常工作的半导体器件的主要途径是什么？ （五）计算题 1．金刚石结构晶胞的晶格常数为a ，计算晶面（100）、（110）的面间距和原子面密度。 2．掺有单一施主杂质的N 型半导体Si ，已知室温下其施主能级D E 与费米能级F E 之差为 1.5B k T ，而测出该样品的电子浓度为 2.0×1016cm -3，由此计算： （a ）该样品的离化杂质浓度是多少？ （b ）该样品的少子浓度是多少？ （c ）未离化杂质浓度是多少？ （d ）施主杂质浓度是多少？ 3．室温下的Si ，实验测得430 4.510 cm n -=?，153510 cm D N -=?， （a ）该半导体是N 型还是P 型的？ （b ）分别求出其多子浓度和少子浓度。 （c ）样品的电导率是多少？ （d ）计算该样品以本征费米能级i E 为参考的费米能级位置。 4．室温下硅的有效态密度1932.810 cm c N -=?，1931.110 cm v N -=?，0.026 eV B k T =，禁带 宽度 1.12 eV g E =，如果忽略禁带宽度随温度的变化
电力半导体器件及其应用
第8章电力半导体器件及其应用 一、基本要求 1. 了解晶闸管的基本构造、工作原理、特性曲线和主要参数； 2. 掌握单相可控整流电路的可控原理，能够计算在电阻性负载和电感性负载时的输出电压、输出电流以及各元件所通过的平均电流和承受的最大正、反向电压； 3. 了解单结晶体管及其触发电路的作用原理； 4. 了解晶闸管的保护措施； 二、阅读指导 1.晶闸管 晶体闸流管是应用最为广泛的电力半导体器件。阳极加正向电压和控制极加正触发脉冲信号，这是晶闸管导通的必要条件，阳极电流应大于维持电流是晶闸管导通的充分条件。导通之后，控制极就失去控制作用。在晶闸管导通时，若减小阳极电压或阳极电流小于维持电流，晶闸管自动关断。读者在学习过程中必需了解晶闸管的导通和关断的条件。此外，还要了解正向转折电压U BO、反向击穿电压U BR（或称为反向转折电压）、正向重复峰值电压U FRM 及反向重复峰值电压U RRM的意义，并了解晶闸管的型号。 2. 可控整流电路 学习可控整流电路时，读者最好对照第4章中由二极管所组成的不可控整流电路来分析比较电路结构、电压和电流的波形、整流电压平均值和交流电压有效值之间的大小关系以及元件所承受最高反向电压等问题。特别应该注意，在可控整流电路中，晶闸管在交流电压的正半周并不一定全导通，因此晶闸管和二极管不一样，还有承受最高正向电压的问题。 难点是可控整流电路接电感性负载的情况，以及续流二极管的作用。为什么整流电压会出现负值？为什么接了续流二极管（注意其正、负极，不能接反）后，晶闸管在电源电压u2过零时能及时关断？读者应认真阅读教材并仔细思考。 单相桥式半控整流是一种较常用的电路，和二极管桥式整流电路类似，分析其工作原理时，也要分别找出在交流电压的正半周负半周时电流的通路，哪个管导通，哪个截止。 3. 单结晶体管触发电路 对单结晶体管，必须了解单结晶体管的发射极E与第一基极B1之间导通和恢复截止的条件。当发射极E和第一基极B1之间加的电压U E等于峰点电压U P时，单结晶体管导通。导通后，发射极电压U E降低，当U E低于谷点电压U V时，单结晶体管的E、B1间恢复截止。 教材图8-13是典型的晶闸管可控整流电路，其中采用单结晶体管触发电路，主电路是单相桥式半控整流电路。对这个电路，读者要了解三个作用，即稳压管的削波作用，变压器的同步作用和电位器R P的移相作用。要看懂教材图8-14所示的四个波形。 4. 晶闸管的保护 要了解晶闸管可控整流电路中，应用最为广泛快速熔断器的过电流保护和阻容吸收的过
半导体器件设备制作工艺的制作流程
本技术属于建筑材料领域，尤其是一种半导体器件制备工艺，针对现有只是将晶粒利用包装盒进行包装，这样的包装方式容易导致晶粒损坏的问题，现提出如下方案，其包括S1：首先将成卷的碳纤维复合膜放置在支撑架上，然后进行开卷，S2：将碳纤维复合膜放置在工作台上，支撑台上设有导向机构，以此可以防止碳纤维复合膜出现走偏的问题，S3：在支撑台的一侧卡装有夹紧机构，将碳纤维复合膜的一侧放置在夹紧机构上，并由夹紧机构对碳纤维复合膜进行夹紧。本技术通过将圆晶棒经过切割、打磨、过筛、抽真空以及密封包装，以此可以实现对圆晶粒进行真空包装的目的，可有效避免圆晶粒上附着水汽，所以便不会造成圆晶粒损坏。 权利要求书 1.一种半导体器件制备工艺，其特征在于，包括以下步骤： S1：首先将圆晶棒放入干燥剂中，将晶粒上所含有的水汽进行吸附； S2：将干燥完后的圆晶棒放入振荡筛中，以此可以将圆晶棒与干燥剂进行分离； S3：将放置于在Fab中，利用Fab可对晶圆棒完成切割； S4：在对圆晶棒进行切割后，将圆晶粒放入打磨箱内，并利用搅拌器对圆晶粒进行搅拌，以此可以实现对圆晶粒的外表面进行打磨； S5：在打磨之后，利用筛网对圆晶粒进行过筛，以此可以得到大小均匀的圆晶粒； S6：将圆晶粒放入漏斗内，并且漏斗上设有关门装置，使得圆晶粒通过漏斗投放寨包装袋内； S7：利用抽风机将包装袋内进行抽真空处理，之后利用热封机对包装袋进行封口处理；
S8：将软质填充入放入包装箱内，之后将经过真空处理后的圆晶粒放入包装箱内； S9：将干燥剂放入包装箱，之后将包装箱封装一层保护膜，在利用热风枪对保护膜，使得保护膜受热处于紧绷状态。 2.根据权利要求1所述的一种半导体器件制备工艺，其特征在于，所述S1中，干燥剂的成分是无水氯化钙，且无水氯化钙与圆晶棒的比例为 3.5:100。 3.根据权利要求1所述的一种半导体器件制备工艺，其特征在于，所述S2中，振荡筛的工作频率为10Hz，且振荡筛的孔径为5目。 4.根据权利要求1所述的一种半导体器件制备工艺，其特征在于，所述S3中，Fab设定尺寸为3微米，切割频率为1Hz。 5.根据权利要求1所述的一种半导体器件制备工艺，其特征在于，所述S4中，打磨箱内设有打磨球，利用打磨球对圆晶粒进行打磨，且搅拌器的转速为20r/min。 6.根据权利要求1所述的一种半导体器件制备工艺，其特征在于，所述S5中，筛网的孔径为15目，并且筛网由振动电机进行驱动。 7.根据权利要求1所述的一种半导体器件制备工艺，其特征在于，所述S6中，漏斗上设有推杆马达，且推杆马达与关门装置进行连接，以此利用推杆马达带动关门装置对漏斗进行开启或者关闭，漏斗上设有颗粒计数器，且颗粒计数器与推杆马达电性连接，利用颗粒技术器可以对圆晶粒进行计数，且数量在49-51之间，以此可以保证包装袋内的圆晶粒的数量基本一致。 8.根据权利要求1所述的一种半导体器件制备工艺，其特征在于，所述S7中，热封机的温度设置为180摄氏度，热风机的工作时长为30s。 9.根据权利要求1所述的一种半导体器件制备工艺，其特征在于，所述S8中，软质填充物为
半导体器件工艺与物理期末必考题材料汇总综述
半导体期末复习补充材料 一、名词解释 １、准费米能级 费米能级和统计分布函数都是指的热平衡状态，而当半导体的平衡态遭到破坏而存在非平衡载流子时，可以认为分就导带和价带中的电子来讲，它们各自处于平衡态，而导带和价带之间处于不平衡态，因而费米能级和统计分布函数对导带和价带各自仍然是适用的，可以分别引入导带费米能级和价带费米能级，它们都是局部的能级，称为“准费米能级”，分别用E F n、E F p表示。 ２、直接复合、间接复合 直接复合—电子在导带和价带之间直接跃迁而引起电子和空穴的直接复合。 间接复合—电子和空穴通过禁带中的能级（复合中心）进行复合。 ３、扩散电容 PN结正向偏压时，有空穴从P区注入N区。当正向偏压增加时，由P区注入到N区的空穴增加，注入的空穴一部分扩散走了，一部分则增加了N区的空穴积累，增加了载流子的浓度梯度。在外加电压变化时，N扩散区内积累的非平衡空穴也增加，与它保持电中性的电子也相应增加。这种由于扩散区积累的电荷数量随外加电压的变化所产生的电容效应，称为P-N结的扩散电容。用CD表示。 4、雪崩击穿 随着PN外加反向电压不断增大，空间电荷区的电场不断增强，当超过某临界值时，载流子受电场加速获得很高的动能，与晶格点阵原子发生碰撞使之电离，产生新的电子—空穴对，再被电场加速，再产生更多的电子—空穴对，载流子数目在空间电荷区发生倍增，犹如雪崩一般，反向电流迅速增大，这种现象称之为雪崩击穿。 1、PN结电容可分为扩散电容和过渡区电容两种，它们之间的主要区别在于 扩散电容产生于过渡区外的一个扩散长度范围内，其机理为少子的充放 电，而过渡区电容产生于空间电荷区，其机理为多子的注入和耗尽。 2、当MOSFET器件尺寸缩小时会对其阈值电压V T产生影响，具体地，对 于短沟道器件对V T的影响为下降，对于窄沟道器件对V T的影响为上升。 3、在NPN型BJT中其集电极电流I C受V BE电压控制，其基极电流I B受V BE 电压控制。 4、硅-绝缘体SOI器件可用标准的MOS工艺制备，该类器件显著的优点是 寄生参数小，响应速度快等。 5、PN结击穿的机制主要有雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿等等几种，其中发
半导体器件物理施敏课后答案
半导体器件物理施敏课后答案 【篇一：半导体物理物理教案(03级)】 >学院、部：材料和能源学院 系、所；微电子工程系 授课教师：魏爱香，张海燕 课程名称；半导体物理 课程学时：64 实验学时：8 教材名称：半导体物理学 2005年9-12 月 授课类型：理论课授课时间：2节 授课题目（教学章节或主题）： 第一章半导体的电子状态 1.1半导体中的晶格结构和结合性质 1.2半导体中的电子状态和能带 本授课单元教学目标或要求： 了解半导体材料的三种典型的晶格结构和结合性质；理解半导体中的电子态, 定性分析说明能带形成的物理原因，掌握导体、半导体、绝缘体的能带结构的特点 本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：
1．半导体的晶格结构：金刚石型结构；闪锌矿型结构；纤锌矿型 结构 2．原子的能级和晶体的能带 3．半导体中电子的状态和能带（重点，难点） 4．导体、半导体和绝缘体的能带（重点） 研究晶体中电子状态的理论称为能带论，在前一学期的《固体物理》课程中已经比较完整地介绍了，本节把重要的内容和思想做简要的 回顾。 本授课单元教学手段和方法： 采用ppt课件和黑板板书相结合的方法讲授 本授课单元思考题、讨论题、作业： 作业题：44页1题 本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出） 1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005? 2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导和典型题解》?电子工 业 出版社2005 3. 施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理和工艺》，苏州大学出 版社，2002 4. 方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社 5．曾谨言，《量子力学》科学出版社 注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3. “重点”、“难点”、“教学手段和方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。
半导体器件物理与工艺复习题(2012)
半导体器件物理复习题 第二章： 1） 带隙：导带的最低点和价带的最高点的能量之差，也称能隙。 物理意义：带隙越大，电子由价带被激发到导带越难，本征载流子浓度就越低，电导率也就越低 2）什么是半导体的直接带隙和间接带隙？ 其价带顶部与导带最低处发生在相同动量处(p ＝0)。因此，当电子从价带转换到导带时，不需要动量转换。这类半导体称为直接带隙半导体。 3）能态密度：能量介于E ～E+△E 之间的量子态数目△Z 与能量差△E 之比 4）热平衡状态：即在恒温下的稳定状态.(且无任何外来干扰,如照光、压力或电场). 在恒温下,连续的热扰动造成电子从价带激发到导带，同时在价带留下等量的空穴.半导体的电子系统有统一的费米能级,电子和空穴的激发与复合达到了动态平衡，其浓度是恒定的，载流子的数量与能量都是平衡。即热平衡状态下的载流子浓度不变。 5）费米分布函数表达式？ 物理意义：它描述了在热平衡状态下,在一个费米粒子系统（如电子系统）中属于能量E 的一个量子态被一个电子占据的概率。 6 本征半导体价带中的空穴浓度： 7）本征费米能级Ei ：本征半导体的费米能级。在什么条件下，本征Fermi 能级靠近禁带的中央：在室温下可以近似认为费米能级处于带隙中央 8）本征载流子浓度n i : 对本征半导体而言，导带中每单位体积的电子数与价带每单位体积的空穴数相同, 即浓度相同，称为本征载流子浓度，可表示为n ＝p ＝n i . 或：np=n i 2 9) 简并半导体：当杂质浓度超过一定数量后，费米能级进入了价带或导带的半导体。 10) 非简并半导体载流子浓度: 且有: n p=n i 2 其中: n 型半导体多子和少子的浓度分别为: p 型半导体多子和少子的浓度分别为:
下一代新型半导体器件及工艺基础研究
下一代新型半导体器件及工艺基础研究 微电子技术无论是从其发展速度和对人类社会生产、生活的影响，都可以说是科学技术史上空前的，微电子技术已经成为整个信息产业的基础和核心。 自1958年集成电路发明以来，为了提高电子集成系统的性能，降低成本，集成电路的特征尺寸不断缩小，制作工艺的加工精度不断提高，同时硅片的面积不断增大。40多年来，集成电路芯片的发展基本上遵循了摩尔定律，即每隔三年集成度增加4倍，特征尺寸缩小√2倍。集成电路芯片的特征尺寸已经从1978年的10／xm发展到现在的0．13-0．10txm；硅片的直径也逐渐由2英寸、3英寸、4英寸、6英寸、8英寸发展到12英寸。在这期间，虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓，但微电子产业发展的事实证实了Moore的预言，而且根据预测，微电子技术的这种发展趋势至少在今后10多年内还将继续下去，这是其它任何产业都无法与之比拟的。 现在，0．13lam的CMOS工艺技术已进人大生产，0．04微米乃至0．01微米的器件已在实验室中制备成功，研究工作已进入亚0．1lam技术阶段，相应的栅氧化层厚度只有2．0-1．0nm。预计到2014年，特征尺寸为0．035lam的电路将投入批量生产。 2000年以来，虽然世界微电子产业进入低谷，即使如此，但从微电子技术发展方面来讲，微电子却进入了一个快速发展的阶段。自1999年以来，原来集成电路工艺每3年提升一代的规律在进入21世纪后变为两年提升一代，这说明全球的微电子产业正在借这一轮微电子产业不景气的空隙做技术上的储备，为迎接新一轮微电子产业的快速发展作着积极的准备。 近年来，虽然国际微电子产业处于低谷，但中国的微电子产业却一枝独秀，仍然保持着每年30％以上的递增速度。特别是随着中芯国际、华虹NEC、天津Motorola等一批大规模、高水平集成电路制造企业的建成，国际上先进的半导体工艺正被迅速地直接引入到我国，制造工艺技术达到了0．25、0．18甚至0．13lam工艺水平，因此可以说我国微电子产业已经进入了一个跳跃式发展阶段。 为了加强我国微电子产业的竞争力，北京大学、中国科学院微电子中心、清华大学、中国科学院半导体研究所、中国科学院上海微系统与信息技术研究所等单位共同提出了973项目"系统芯片(SystemOn a Chip)中新器件新工艺基础研究"，致力研究下一代SOC发展过程中遇到的半导体新器件新工艺领域的基础科学问题。本文介绍的主要内容就是我们在该973项目研究中取得的部分新器件、新工艺方面的研究成果。 MILC平面双栅器件 双栅器件独特的优点已被公认为纳米量级器件的优选结构，平面双栅器件由于白对准双栅技术的问题一直处于探索之中，虽然已提出一些方法，如激光退火，选择外延生长，侧向外延生长等，但都非常复杂，成本也很高，而得到的器件的寄生电阻比预期高很多。在平面双栅器件工艺集成技术方面一直是一个研究热点。我们利用MILC和高温退火技术提出了一种新的简单的自对准双栅MOS晶体管制备技术，为平面双栅器件的实现提供了新的思路。 图1为我们得到的单晶自对准双栅MOS晶体管的电流电压特性曲线。为比较起见，我们在同一工艺过程中，制作了常规单栅SOl MOS晶体管。双栅器件的沟道长度、沟道宽度、栅氧化层厚度以及沟道区硅膜的厚度分别为0．36μm、0．72μm、lOnm和40nm，测量得到的有效电子迁
集成电路制造工艺原理
集成电路制造工艺原理 课程总体介绍： 1．课程性质及开课时间：本课程为电子科学与技术专业（微电子技术方向和光电子技术方向）的专业选修课。本课程是半导体集成电路、晶体管原理与设计和光集成电路等课程的前修课程。本课程开课时间暂定在第五学期。 2．参考教材：《半导体器件工艺原理》国防工业出版社 华中工学院、西北电讯工程学院合编《半导体器件工艺原理》（上、下册） 国防工业出版社成都电讯工程学院编著 《半导体器件工艺原理》上海科技出版社 《半导体器件制造工艺》上海科技出版社 《集成电路制造技术-原理与实践》 电子工业出版社 《超大规模集成电路技术基础》电子工业出版社 《超大规模集成电路工艺原理-硅和砷化镓》 电子工业出版社 3．目前实际教学学时数：课内课时54学时 4．教学内容简介：本课程主要介绍了以硅外延平面工艺为基础的，与微电子技术相关的器件（硅器件）、集成电路（硅集成电路）的制造工艺原理和技术；介绍了与光电子技术相关的器件（发光器件和激光器件）、集成电路（光集成电路）的制造工艺原理，主要介绍了最典型的化合物半导体砷化镓材料以及与光器件和光集成电路制造相关的工艺原理和技术。 5．教学课时安排：(按54学时) 课程介绍及绪论2学时第一章衬底材料及衬底制备6学时 第二章外延工艺8学时第三章氧化工艺7学时第四章掺杂工艺12学时第五章光刻工艺3学时第六章制版工艺3学时第七章隔离工艺3学时 第八章表面钝化工艺5学时 第九章表面内电极与互连3学时 第十章器件组装2学
课程教案: 课程介绍及序论（2学时） 内容： 课程介绍： 1 教学内容 1.1与微电子技术相关的器件、集成电路的制造工艺原理 1.2 与光电子技术相关的器件、集成电路的制造 1.3 参考教材 2教学课时安排 3学习要求 序论： 课程内容： 1半导体技术概况 1.1 半导体器件制造技术 1.1.1 半导体器件制造的工艺设计 1.1.2 工艺制造 1.1.3 工艺分析 1.1.4 质量控制 1.2 半导体器件制造的关键问题 1.2.1 工艺改革和新工艺的应用 1.2.2 环境条件改革和工艺条件优化 1.2.3 注重情报和产品结构的及时调整 1.2.4 工业化生产 2典型硅外延平面器件管芯制造工艺流程及讨论 2.1 常规npn外延平面管管芯制造工艺流程 2.2 典型pn隔离集成电路管芯制造工艺流程 2.3 两工艺流程的讨论 2.3.1 有关说明 2.3.2 两工艺流程的区别及原因 课程重点：介绍了与电子科学与技术中的两个专业方向（微电子技术方向和光电子技术方向）相关的制造业，指明该制造业是社会的基础工业、是现代化的基础工业，是国家远景规划中置于首位发展的工业。介绍了与微电子技术方向相关的分离器件（硅器件）、集成电路（硅集成电路）的制造工艺原理的内容，指明微电子技术从某种意义上是指大规模集成电路和超大规模集成电路的制造技术。由于集成电路的制造技术是由分离器件的制造技术发展起来的，则从制造工艺上看，两种工艺流程中绝大多数制造工艺是相通的，但集成电路制造技术中包含了分离器件制造所没有的特殊工艺。介绍了与光电子技术方向相关的分离器件、集成电路的制造工艺原理的内容。指明这些器件（发光器件和激光器件）和集成电路（光集成电路）多是由化合物半导体为基础材料的，最常用和最典型的是砷化镓材料，本课程简单介绍了砷化镓材料及其制造器件时相关的工艺技术与原理。在课程介绍中，指出了集成电路制造工艺原理的内容是随着半导体器件制造工艺技术发展而发展的、是随着电子行业对半导体器件性能不断提高的要求（小型化、微型化、集成化、以及高频特性、功率特性、放大特性的提高）而不断充实的。综观其发展历程，由四十年代末的合金工艺原理到五十年代初的合金
半导体器件电子学教学大纲(精)
《半导体器件电子学》教学大纲 课程编号：MI3221009 课程名称：半导体器件电子学英文名称：Electronics of Semiconductor Devices 学时：46 学分：3 课程类型：限选课程性质：专业课 适用专业：微电子学先修课程：固体物理，半导体物理 开课学期：6 开课院系：微电子学院 一、课程的教学目标与任务 目标：本课程是微电子学专业的基础课。通过本课程的学习，掌握金属-半导体接触、半导体表面及MIS结构、异质结，半导体的光、热、磁和压阻等物理物理与电学特性，为后续课程的学习打好基础。 任务：以半导体的晶体结构和能带理论、载流子的输运理论为基础，系统掌握金属半导体接触、异质结、半导体表面及MIS结构等的基本概念、基本物理与电学特性，熟悉半导体光、热、磁、压阻等各种物理现象，了解金属-半导体接触、MIS结构、异质结的应用及其当前的技术发展。 二、本课程与其它课程的联系和分工 本课程的先修课程是固体物理、半导体物理。 三、课程内容及基本要求 (一) 金属和半导体的接触 ( 8学时) 具体内容：金属半导体接触及其能级图，金属半导体接触整流理论，少数载流子的注入和欧姆接触。 1.基本要求 （1）掌握金属半导体接触所形成的能级图。 （2）掌握金属半导体接触整流理论。 （3）熟悉少数载流子的注入和欧姆接触。 2.重点、难点 重点：掌握金属半导体接触所形成的能级图。 难点：金属半导体接触整流特性。 3.说明：金属半导体接触在半导体器件和集成电路的制作中具有很重要的作用，在超高 频和大功率器件中，欧姆接触是设计和制造中的关键问题之一。
（二）半导体表面与MIS结构（10学时） 具体内容：表面态、表面电场效应，MIS结构的电容-电压特性，硅-二氧化硅系统的性质，表面电导及迁移率，表面电场对p-n结特性的影响。 1.基本要求 （1）熟悉表面态的概念及引起表面态的原因。 （2）掌握理想MIS结构在各种外加电压下的表面势和空间电荷分布。 （3）掌握MIS结构的电容-电压特性。 （4）掌握硅-二氧化硅系统的性质。 （5）了解表面电导及迁移率以及表面电场对p-n结特性的影响。 2.重点、难点 重点：了解半导体表面状态，表面电场效应及MIS的电容-电压特性。 难点：半导体表面势与表面状态。 3.说明：研究半导体表面现象对于改善器件性能、提高器件稳定性，以及指导人们探索 新型器件等有着十分重要的意义。 （三）异质结（ 8学时） 具体内容：异质结及其能带图，异质结的电流输运机构，异质结在器件中的应用，半导体超晶格。 1.基本要求 （1）熟练掌握异质结的定义、特征和类型。 （2）掌握异质结的能带结构和电流输运机构。 （3）了解异质结在器件中的应用。 （4）了解超晶格的基本概念。 2.重点、难点 重点：异质结的能带图，电流输运机构。 难点：异质结的能带结构，异质结的电流输运机构 3.说明：异质结器件具有高速/高性能优势，是新型的、有发展前途的半导体器件。（四）半导体的光学性质和光电与发光现象（ 10学时） 具体内容：半导体的光学常数，半导体的光吸收，半导体的光电导，半导体的光生伏特效应，半导体发光，半导体激光。 1.基本要求 （1）掌握半导体的光吸收、光电导、光生伏特效应、半导体发光等物理概念。 （2）掌握半导体的吸收、光电导、光生伏特效应和发光等效应。 （3）了解半导体激光的基本原理和物理过程。 2.重点、难点 重点：掌握半导体的光电特性。 难点：半导体的光生伏特效应、半导体发光。 3.说明：半导体的官学特性是半导体光电子器件的基础。 （五）半导体的热电性质（4学时） 具体内容：热电效应的一般描述，半导体的温差电动势率，半导体的珀耳帖效应，半导体的汤姆孙效应及半导体的热导率。 1.基本要求 （1）熟悉赛贝克效应、珀耳帖效应和汤姆孙效应的一般描述。 （2）掌握产生赛贝克效应、珀耳帖效应和汤姆孙效应的机理。
半导体基础知识和半导体器件工艺
半导体基础知识和半导体器件工艺 第一章半導體基礎知識 通常物質根據其導電性能不同可分成三類。第一類爲導體，它可以很好的傳導電流，如：金屬類，銅、銀、鋁、金等；電解液類：NaCl 水溶液，血液，普通水等以及其他一些物體。第二類爲絕緣體，電流不能通過，如橡膠、玻璃、陶瓷、木板等。第三類爲半導體，其導電能力介於導體和絕緣體之間，如四族元素Ge鍺、Si矽等，三、五族元素的化合物GaAs砷化鎵等，二、六族元素的化合物氧化物、硫化物等。 物體的導電能力可以用電阻率來表示。電阻率定義爲長1 釐米、截面積爲1 平方釐米的物質的電阻值，單位爲歐姆*釐米。電阻率越小說明該物質的導電性能越好。通常導體的電阻率在10-4 歐姆*釐米以下，絕緣體的電阻率在109 歐姆*釐米以上。 半導體的性質既不象一般的導體，也不同于普通的絕緣體，同時也不僅僅由於它的導電能力介於導體和絕緣體之間，而是由於半導體具有以下的特殊性質： (1) 溫度的變化能顯著的改變半導體的導電能力。當溫度升高時，電阻率會降低。 比如Si在200C時電阻率比室溫時的電阻率低幾千倍。可以利用半導體的這個特性製成自動控制用的熱敏元件 (如熱敏電阻等)，但是由於半導體的這一特性，容易引起熱不穩定性，在製作半導體器件時需要考慮器件自身産生的熱量，需要考慮器件使用環境的溫度等，考慮如何散熱，否則將導致器件失效、報廢。 （2）半導體在受到外界光照的作用是導電能力大大提高。如硫化鎘受到光照後導電能力可提高幾十到幾百倍，利用這一特點，可製成光敏三極管、光敏電阻等。
（3）在純淨的半導體中加入微量（千萬分之一）的其他元素（這個過程我們稱爲摻雜），可使他的導電能力提高百萬倍。這是半導體的最初的特徵。例如在原子密度爲 5*1022/cm3 的矽中摻進大約5X1015/cm3 磷原子，比例爲10-7（即千萬分之一），矽的導電能力提高了幾十萬倍。 物質是由原子構成的，而原子是由原子核和圍繞它運動的電子組成的。電子很輕、很小，帶負電，在一定的軌道上運轉；原子核帶正電，電荷量與電子的總電荷量相同，兩者相互吸引。當原子的外層電子缺少後，整個原子呈現正電，缺少電子的地方産生一個空位，帶正電，成爲電洞。物體導電通常是由電子和電洞導電。 前面提到摻雜其他元素能改變半導體的導電能力，而參與導電的又分爲電子和電洞，這樣摻雜的元素（即雜質）可分爲兩種：施主雜質與受主雜質。 將施主雜質加到矽半導體中後，他與鄰近的4個矽原子作用，産生許多自由電子參與導電，而雜質本身失去電子形成正離子，但不是電洞，不能接受電子。這時的半導體叫N 型半導體。施主雜質主要爲五族元素：銻、磷、砷等。將施主雜質加到半導體中後，他與鄰近的4 個矽原子作用，産生許多電洞參與導電，這時的半導體叫p 型半導體。受主雜質主要爲三族元素：鋁、鎵、銦、硼等。電洞和電子都是載子，在相同大小的電場作用下，電子導電的速度比電洞快。電洞和電子運動速度的大小用遷移率來表示，遷移率愈大，截流子運動速度愈快。\ 假如把一些電洞注入到一塊N型半導體中，N型就多出一部分少數載子一一電洞， 但由於N型半導體中有大量的電子存在，當電洞和電子碰在一起時，會發生作用, 正負電中和，這種現象稱爲複合 單個N型半導體或P型半導體是沒有什麽用途的。但使一塊完整的半導體的一部分是N 型，另一部分爲P型，並在兩端加上電壓，我們會發現有很奇怪的現象。如果將P型半導體接電源的正極，N型半導體接電源的負極，然後緩慢地加電壓。當電壓很小時，一般小
半导体基础知识和半导体器件工艺
半导体基础知识和半导 体器件工艺 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
半导体基础知识和半导体器件工艺 第一章半导体基础知识 通常物质根据其导电性能不同可分成三类。第一类爲导体，它可以很好的传导电流，如：金属类，铜、银、铝、金等；电解液类：NaCl水溶液，血液，普通水等以及其他一些物体。第二类爲绝缘体，电流不能通过，如橡胶、玻璃、陶瓷、木板等。第三类爲半导体，其导电能力介於导体和绝缘体之间，如四族元素Ge锗、Si矽等，三、五族元素的化合物GaAs砷化镓等，二、六族元素的化合物氧化物、硫化物等。 物体的导电能力可以用电阻率来表示。电阻率定义爲长1厘米、截面积爲1平方厘米的物质的电阻值，单位爲欧姆*厘米。电阻率越小说明该物质的导电性能越好。通常导体的电阻率在10-4欧姆*厘米以下，绝缘体的电阻率在109欧姆*厘米以上。 半导体的性质既不象一般的导体，也不同于普通的绝缘体，同时也不仅仅由於它的导电能力介於导体和绝缘体之间，而是由於半导体具有以下的特殊性质： (1) 温度的变化能显着的改变半导体的导电能力。当温度升高时，电阻率会降低。比如Si在200℃时电阻率比室温时的电阻率低几千倍。可以利用半导体的这个特性制成自动控制用的热敏元件（如热敏电阻等），但是由於半导体的这一特性，容易引起热不稳定性，在制作半导体器件时需要考虑器件自身産生的
热量，需要考虑器件使用环境的温度等，考虑如何散热，否则将导致器件失效、报废。 (2) 半导体在受到外界光照的作用是导电能力大大提高。如硫化镉受到光照後导电能力可提高几十到几百倍，利用这一特点，可制成光敏三极管、光敏电阻等。 (3) 在纯净的半导体中加入微量（千万分之一）的其他元素（这个过程我们称爲掺杂），可使他的导电能力提高百万倍。这是半导体的最初的特徵。例如在原子密度爲5*1022/cm3的矽中掺进大约5X1015/cm3磷原子，比例爲10-7（即千万分之一），矽的导电能力提高了几十万倍。 物质是由原子构成的，而原子是由原子核和围绕它运动的电子组成的。电子很轻、很小，带负电，在一定的轨道上运转；原子核带正电，电荷量与电子的总电荷量相同，两者相互吸引。当原子的外层电子缺少後，整个原子呈现正电，缺少电子的地方産生一个空位，带正电，成爲电洞。物体导电通常是由电子和电洞导电。 前面提到掺杂其他元素能改变半导体的导电能力，而参与导电的又分爲电子和电洞，这样掺杂的元素（即杂质）可分爲两种：施主杂质与受主杂质。 将施主杂质加到矽半导体中後，他与邻近的4个矽原子作用，産生许多自由电子参与导电，而杂质本身失去电子形成正离子，但不是电洞，不能接受电子。这时的半导体叫N型半导体。施主杂质主要爲五族元素：锑、磷、砷等。 将施主杂质加到半导体中後，他与邻近的4个矽原子作用，産生许多电洞参与导电，这时的半导体叫p型半导体。受主杂质主要爲三族元素：铝、镓、铟、硼等。