微电子工艺习题参考解答
CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY
1．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5.43?．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10.11解释为何砷化镓液体总会变成含镓比较多?
14．空隙n s 的平衡浓度为
Nexp[-E s /(kT)]，N 为半导体原子的浓度，而E s 为形成能量。计算硅在27℃、900℃和1 200℃的n s (假设E s =2.3eV)． 15．假设弗兰克尔缺陷的形成能量(E f )
为1.1eV ，计算在27℃、900℃时的缺陷密度．弗兰克尔缺陷的平衡密度是错误！未找到
引用源。，其中N为硅原子的浓度(cm-3)，N’为可用的间隙位置浓度(cm-3)，可表示为
N’=1×1027错误！未找到引用源。cm-3．
16．在直径为300mm的晶片上，可以放多少面积为400mm2的芯片？解释你对芯片形
状和在周围有多少闲置面积的假设．
17．求在300K时，空气分子的平均速率(空气相对分子质量为29)．
图 10.10. Phase diagram for the gallium- 图 10.11. Partial pressure of gallium and arsenic arsenic system. over gallium arsenide as a function of temperature.
Also shown is the partial pressure of silicon. 18．淀积腔中蒸发源和晶片的距离为15cm，估算当此距离为蒸发源分子的平均自由程的10％时系统的气压为多少?
19．求在紧密堆积下(即每个原子和其他六个邻近原子相接)，形成单原子层所需的每单位面积原子数N s．假设原子直径d为4.68?．
20．假设一喷射炉几何尺寸为A=5cm2及L=12cm．
(a)计算在970℃下装满砷化镓的喷射炉中，镓的到达速率和MBE的生长速率；
(b)利用同样形状大小且工作在700℃，用锡做的喷射炉来生长，试计算锡在如前述砷化镓生长速率下的掺杂浓度(假设锡会完全进入前述速率生长的砷化镓中，锡的摩尔质量为118.69；在700℃时，锡的压强为2.66×10-6Pa)．
21．求铟原子的最大比例，即生长在砷化镓衬底上而且并无任何错配的位错的Ga x In1-x As 薄膜的x值，假定薄膜的厚度是10nm．
22．薄膜晶格的错配f定义为，f=[a0(s)-a0(f)]/a0(f)≡△a0/a0。a0(s)和a0(f)分别为衬底和薄膜在未形变时的晶格常数，求出InAs-GaAs和Ge-Si系统的f值．
Solution
1. C 0 = 1017 cm -3 k 0(As in Si) = 0.3
C S = k 0C 0(1 - M /M 0)k 0-1
= 0.3?1017(1- x)-0.7 = 3?1016/(1 - l /50)0.7
2468101214160
1020304050
l (cm)
N D (1016 c m -3)
2. (a) The radius of a silicon atom can be expressed as
?175.143.58
3
so 8
3=?=
=
r a r
(b) The numbers of Si atom in its diamond structure are 8. So the density of silicon atoms is
3
223
3atoms/cm 100.5)
?43.5(88?===a n (c) The density of Si is
323
22
23
cm / g 1002.610509.28/11002.6/???=
?=
n
M ρ = 2.33 g / cm 3.
3. k 0 = 0.8 for boron in silicon
M / M 0 = 0.5
The density of Si is 2.33 g / cm 3.
The acceptor concentration for ρ = 0.01 Ω–cm is 9?1018 cm -3. The doping concentration C S is given by
1
0000)1(--=k s M M C k C Therefore
3
182
.018
10
00cm 108.9 )5.01(8.0109)
1(0---?=-?=
-=k s M M k C C
The amount of boron required for a 10 kg charge is
2218102.4108.9338
.2000
,10?=?? boron atoms So that
boron g 75.0atoms/mole
1002.6atoms
102.4g/mole 8.1023
22=???. 4. (a) The molecular weight of boron is 10.81.
The boron concentration can be given as
3
182
23
3atoms/cm
1078.9 1
.014.30.101002.6g 81.10/g 1041.5 fer
silicon wa of volume atoms boron of number ?=?????==
-b n (b) The average occupied volume of everyone boron atoms in the wafer is
3
18
cm 1078.911?==b n V We assume the volume is a sphere, so the radius of the sphere ( r ) is the average distance between two boron atoms. Then
cm 109.2437-?==
π
V
r . 5. The cross-sectional area of the seed is
22
cm 24.0255.0=??
? ??π The maximum weight that can be supported by the seed equals the product of the critical yield strength and the seed ’s cross-sectional area:
kg 480g 108.424.0)102(56=?=?? The corresponding weight of a 200-mm-diameter ingot with length l is
m.
56.6cm 656 g 48000020.20)g/cm 33.2(2
3==∴=???
?? l l π 6. The segregation coefficient of boron in silicon is 0.72. It is smaller than unity, so the solubility
8.
9. The segregation coefficient of Ga in Si is 8 ?10-3
From Eq. 18
L kx s e k C C /0)1(1/---=
We have
cm.
24 ln(1.102) 250 105/10511081ln 1082 /11ln 16
153
3-0
==???
? ????-?-?=???
?
??--=-C C k k L x s 10. We have from Eq.18
])/exp()1(1[0L x e k e k C s C ---=
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Fraction Solidified
So the ratio )]/exp()1(1[0/L x e k e k C s C ---= = 1/at 52.0)13.0exp()3.01(1==?-?--L x
= 38.0 at x/L = 2.
11. For the conventionally-doped silicon, the resistivity varies from 120 Ω-cm to 155 Ω-cm. The
corresponding doping concentration varies from 2.5?1013 to 4?1013 cm -3. Therefore the range of breakdown voltages of p + - n junctions is given by
V 11600 to 7250/109.2)(106.12)103(1005.1)(217119
25121
2
=?=?????=?
----B B B c s B N N N q
V E εV 4350725011600=-=?B V
%307250/2±=??
?
???∴B V For the neutron irradiated silicon, ρ = 148 ± 1.5 Ω-cm. The doping concentration is 3?1013 (±1%). The range of breakdown voltage is . V 9762 to 9570%)1(103/109.2/103.1131717=±??=?=B B N V
V 19295709762=-=?B V
%19570/2±=??
?
???∴B V . 12. We have
l
s
C C C C M M m s l m l s =--==b b T at liquid of weight T at GaAs of weight Therefore, the fraction of liquid remained f can be obtained as following
65.030
1630
=+≈+=+=l s l M M M f l s l .
13. From the Fig.11, we find the vapor pressure of As is much higher than that of the Ga.
Therefore, the As content will be lost when the temperature is increased. Thus the composition of liquid GaAs always becomes gallium rich. 14. ??
?
?
??-?=?=-=)300/(8.88exp 105)/eV 3.2exp(105)/exp(2222T kT kT E N n s s = K 300 C 27at 0cm 1023.10316=≈?--
= K 1173 C 900at
cm 107.60312=?-
= K 1473 C 1200at
cm 107.60314=?-.
15. )2/exp(`kT E NN n f f -=
=)300//(7.94242/1.1/8.327221007.7101105T kT eV kT eV e e e ---??=???? = 1027.517-?at 27o C = 300 K
=2.14?1014 at 900o C = 1173 K. 16. 37 ? 4 = 148 chips
In terms of litho-stepper considerations,
there are 500 μm space tolerance between the mask boundary of two dice. We divide the wafer into four symmetrical parts for convenient dicing, and discard the perimeter parts of the wafer. Usually the quality of the perimeter parts is the worst due to the edge effects. 17. M
kT
dv
f dv vf v v av
πν8 0
0 =
=?
?∞∞
Where ???
? ?
?-?
?
?
??=kT
M kT M f 2exp 242
22
/3ννπν M: Molecular mass
k: Boltzmann constant = 1.38?10-23 J/k T: The absolute temperature
ν: Speed of molecular So that
cm/sec 1068.4m/sec 46810
67.1293001038.122
4
27
23?==?????=
--π
νav . 18. cm )Pa in (66
.0P =λ
Pa 104.4150
66
.066
.03-?==
=
∴λ
P . 19. For close-packing arrange, there are 3 pie shaped sections
in the equilateral triangle. Each section corresponds to
1/6 of an atom. Therefore
d d N s 2
3
2161
3 triangle the of area triangle in the contained atoms of number ??
=
= =
2
82
)
1068.4(3232-?=
d
=2
14atoms/cm 1027.5?.
20. (a) The pressure at 970?C (=1243K) is 2.9?10-1 Pa for Ga and 13 Pa for As 2. The
arrival rate is given by the product of the impringement rate and A/πL 2 :
Arrival rate = 2.64?1020??
?
????? ??2L A MT P π
= 2.64?1020???
?
?????? ????-21
125124372.69109.2π
= 2.9?1015 Ga molecules/cm 2 –s
The growth rate is determined by the Ga arrival rate and is given by
(2.9?1015)?2.8/(6?1014) = 13.5 ?/s = 810 ?/min .
(b) The pressure at 700oC for tin is 2.66?10-6 Pa. The molecular weight is 118.69.
Therefore the arrival rate is
s ??=??
? ?
?????? ?????-2
102
620
cm molecular/ 1028.2125
97369.1181066.21064.2π If Sn atoms are fully incorporated and active in the Ga sublattice of GaAs, we have an electron concentration of
. cm 1074.121042.4109.21028.23
-17221510?=???
? ?
?????? ?
???
21. The x value is about 0.25, which is obtained from Fig. 26.
22. The lattice constants for InAs, GaAs, Si and Ge are
6.05, 5.65,5.43, and 5.65 ?, respectively (Appendix F). Therefore, the f
value for InAs-GaAs system is
=
.5(-
-
=
f
65
.6
05
.0
.
)
05
066 And for Ge-Si system is
.5(-
43
=
-
f
=
.5
65
.0
39
65
.5
)
.
THERMAL OXIDATION AND FILM DEPOSITION
1．一p型掺杂、方向为<100>的硅晶片，其电阻率为10Ω·cm，置于湿法氧化的系统中，其生长厚度为0.45μm，温度为1 050℃．试决定氧化的时间．
2．习题1中第一次氧化后，在氧化膜上定义一个区域生长栅极氧化膜，其生长条件为1000℃，20 min．试计算栅极氧化膜的厚度及场氧化膜的总厚度．3．试推导方程式(11)．当时间较长时，可化简为x2=Bt；时间较短时·可化简为x=错误！未找到引用源。．
4．试计算在方向为<100>的硅晶片上，温度980℃及latm下进行干法氧化的扩散系数D．
5．(a)在等离子体式淀积氮化硅的系统中，有20％的氢气，且硅与氮的比值为1.2，试计算淀积SiN x H y，中的x及y．
(b)假设淀积薄膜的电阻率随5×1028exp(-33.3γ)而改变(当2>γ>0·8)，其中γ为与氮的比值．试计算(a)中薄膜的电阻率．
6．SiO2、Si3N4及Ta2O5的介电常数约为3.9、7.6及25．试计算以Ta2O5与SiO2：Si3N4：SiO2作为介质的电容的比值．其中介质厚度均相等，且SiO2：Si3N4：SiO2的比例亦为1：1：1．
7．续习题6，若选择介电常数为500的BST来取代Ta2O5。试计算欲维持相等的电容值，面积所减少的比例．假设两薄膜厚度相等．
8．续习题6，试以SiO2的厚度来计算Ta2O5的等效厚度．假设两者有相同的电容值。
9．在硅烷与氧气的环境下，淀积未掺杂的氧化膜．当温度为425℃时，淀积速率为15nm/min．在多少温度时，淀积速率可提高一倍?
10．磷硅玻璃回流的工艺需高与1000℃．在ULSI中，当器件的尺寸缩小时，必须降低工艺温度．试建议一些方法，可在温度小于900℃的情形下，淀积表面平坦的二氧化硅绝缘层来作为金属层间介质．
11．为何在淀积多晶硅时，通常以硅烷为气体源，而不以硅氯化物为气体源? 12．解释为何一般淀积多晶硅薄膜的温度普遍较低，大约在600℃～650℃之间。13．一电子束蒸发系统淀积铝以完成MOS电容的制作．若电容的平带电压因电子束辐射而变动0.5V，试计算有多少固定氧化电荷(氧化膜厚度为50nm)?试问如何将这些电荷去除?
14．一金属线长20μm，宽0.25μm，薄层电阻值为．请计算此线的电阻值．
15．计算TiSi 2与CoSi 2的厚度，其中Ti 与Co 的初始厚度为30nm ． 16．比较TiSi 2与CoSi 2在自对准金属硅化物应用方面的优、缺点．
17．一介质置于两平行金属线间．其长度L=lcm ，宽度W=0.28μm ，厚度T=0.3μm ．两金属间距s 为0.36μm.
(a)计算RC 时间延迟。假设金属材料为铝，其电阻率为2.67μΩ·cm ，介质为氧化膜，其介电常数为3.9．
(b)计算RC 时间延迟。假设金属材料为铜，其电阻率为1.7μΩ·cm ，介质为有机聚合物，其介电常数为2.8．
(c)比较(a)、(b)中结果，我们可以减少多少RC 时间延迟?
18．重复计算习题17(a)及(b)．假设电容的边缘因子(fringing factor)为3，边缘因子是由于电场线分布超出金属线的长度与宽度的区域．
19．为避免电迁移的问题，最大铝导线的电流密度不得超过5×105 A/cm2．假设导线长为2mm,宽为1μm ，最小厚度为1μm ，此外有20％的线在台阶上，该处厚度为0.5μm ．试计算此线的电阻值．假设电阻率为3×10-6Ω·cm ．并计算铝线两端可承受的最大电压．
20．在布局金属线时若要使用铜，必须克服以下几点困难：①铜通过二氧化硅层而扩散；②铜与二氧化硅层的附着性；③铜的腐蚀性．有一种解决的方法是使用具有包覆性、附着性的薄膜来保护铜导线．考虑一被包覆的铜导线，其横截面积为0.5μm×0.5μm ．与相同尺寸大小的TiN/Al/TiN 导线相比(其中上层TiN 厚度为40 nm ，下层为60 nm)，其最大包覆层的厚度为多少?(假设被包覆的铜线与TiN/A1/TiN 线的电阻相等) 1. From Eq . 11 (with τ=0)
x 2+Ax = Bt
From Figs. 6 and 7, we obtain B/A =1.5 μm /hr, B =0.47 μm 2/hr, therefore A = 0.31
μm. The time required to grow 0.45μm oxide is
min 44hr 0.720.45)0.31(0.450.47
12==?+=+=
Ax)(x B 1t 2.
2. After a window is opened in the oxide for a second oxidation, the rate constants are
B = 0.01 μm 2/hr, A= 0.116 μm (B/A = 6 ×10-2 μm /hr).
If the initial oxide thickness is 20 nm = 0.02 μm for dry oxidation, the value ofτcan be obtained as followed: (0.02)2 + 0.166(0.02) = 0.01 (0 +τ) or τ= 0.372 hr.
For an oxidation time of 20 min (=1/3 hr), the oxide thickness in the window area is x 2+ 0.166x = 0.01(0.333+0.372) = 0.007 or
x = 0.0350 μm = 35 nm (gate oxide).
For the field oxide with an original thickness 0.45 μm, the effectiveτis given by
τ=
.hr 72.27)45.0166.045.0(01
.01
)(122=?+=+Ax x B x 2+ 0.166x = 0.01(0.333+27.72) = 0.28053
or x = 0.4530 μm (an increase of 0.003μm only for the field oxide). 3. x 2 + Ax = B )(τ+t
)(4
)2(2
2τ+=-
+t B A A x
??????++=+)(4 )2(22
τt B A B A x
when t >> τ, t >> B
A 42
,
then, x 2 = Bt similarly,
when t >> τ, t >> B
A 42
,
then, x =
)(τ+t A
B
4. At 980℃(=1253K) and 1 atm, B = 8.5×10-3 μm 2/hr, B/A = 4×10-2 μm /hr (from Figs. 6
and 7). Since A ≡2D/k , B /A = k C 0/C 1, C 0 = 5.2×1016 molecules/cm 3 and C 1 = 2.2×1022 cm -3 , the diffusion coefficient is given by
.
s /cm 104.79 hr /m 101.79 hr /m 10
2.5102.22105.8 22229-23216
22
3010
1
?=?=???=???
?
??=???? ???==
-μμC C B C C A B A Ak D
5. (a) For SiN x H y
t
A 3C 0
1O Ta 52εε=A A A 020302ONO t
t
t
C 1εεεεεε+
+
=
()t
A 32032ONO
2C εεεεε+=()t
A t
A 3220321
0123εεεεεεε+=
2.11
N Si ==x
∴ x = 0.83
atomic % 2083.01100H =++=
y
y
∴ y = 0.46
The empirical formula is SiN 0.83H 0.46.
(b) ρ= 5× 1028e -33.3×1.2 = 2× 1011 Ω-cm
As the Si/N ratio increases, the resistivity decreases exponentially. 6. Set Ta 2O 5 thickness = 3t, ε1 = 25 SiO 2 thickness = t, ε2 = 3.9 Si 3N 4 thickness = t, ε3 = 7.6, area = A then
()()
37.56
.79.336.729.32532C C 32321ONO
O Ta 52=???+=+=
εεεεε.
7. Set BST thickness = 3t, ε1 = 500, area = A 1
SiO 2 thickness = t, ε2 = 3.9, area = A 2 Si 3N 4 thickness = t, ε3 = 7.6, area = A 2 then
.0093.0A A 2
1
=
8. Let Ta 2O 5 thickness = 3t, ε1 = 25
SiO 2 thickness = t, ε2 = 3.9
Si 3N 4 thickness = t, ε3 = 7.6 area = A then
9. The deposition rate can be expressed as r = r 0 exp (-E a /kT ) where E a = 0.6 eV for silane-oxygen reaction. Therefore for T 1 = 698 K
???
??????? ??-== 116.0 exp 2)()(2112kT kT T r T r
ln 2 = ??
???????? ??- 300698300 0259.06.02T ∴ T 2 =1030 K= 757 ℃.
10. We can use energy-enhanced CVD methods such as using a focused energy
source or UV lamp. Another method is to use boron doped P -glass which will
reflow at temperatures less than 900℃.
11. Moderately low temperatures are usually used for polysilicon deposition, and
silane decomposition occurs at lower temperatures than that for chloride reactions. In addition, silane is used for better coverage over amorphous materials such SiO 2.
12. There are two reasons. One is to minimize the thermal budget of the wafer,
reducing dopant diffusion and material degradation. In addition, fewer gas phase reactions occur at lower temperatures, resulting in smoother and better adhering films. Another reason is that the polysilicon will have small grains. The finer grains are easier to mask and etch to give smooth and uniform edges. However, for temperatures less than 575 oC the deposition rate is too low.
有两个原因。一是减少硅片的热预算，降低掺杂剂扩散和材料的降解。此外，少气相反应在较低的温度下发生，导致更顺畅，更好的粘合膜。另一个原因是，多晶硅将有小颗粒。细颗粒容易掩模蚀刻给光滑和均匀的边缘。然而，温度低于575oC 沉积速率太低。
13. The flat-band voltage shift is
d
A
t A 02013εεεε=.
468.0312t t
d ==εε
Ω?=?????==---3
4
46102.310
3.01028.011067.2A L R ρF .....S TL d A C 134644141092103601010110301085893-----?=????????===εε
FB V ? = 0.5 V ~
C Q ot
2
88
140F/cm 109.610
5001085.89.3----?=???==d C ox
ε. ∴ Number of fixed oxide charge is
2
-1119
80cm 101.210
6.1109.65.05.0?=???=--q C To remove these charges, a 450℃ heat treatment in hydrogen for about 30
minutes is required. 14. 20/0.25 = 80 sqs.
Therefore, the resistance of the metal line is
5?50 = 400 Ω .
15. For TiSi 2 30 ? 2.37 = 71.1nm
For CoSi 2 30 ? 3.56 = 106.8nm.
16. For TiSi 2:
Advantage: low resistivity
It can reduce native-oxide layers
TiSi 2 on the gate electrode is more resistant to high-field-induced hot-electron degradation.
Disadvantage: bridging effect occurs.
Larger Si consumption during formation of TiSi 2
Less thermal stability For CoSi 2:
Advantage: low resistivity
High temperature stability
No bridging effect
A selective chemical etch exits Low shear forces Disadvantage: not a good candidate for polycides
17. (a)
ns
42.0101.2102133=???=-RC Ω?=?????==-3
4
46102.310
3.01028.011067.2A L R ρF 107.81036.031103.01085.89.313
4
414---?=???????===S TL d A C εε.ns 93.0109.2103.2155=???=-RC
(b) Ω?=?????==---3
44610210
3.01028.01107.1L A R ρ
F 101.21036.01103.01085.88.2d A 13
4
414----?=??????===S TL
C εε
(c) We can decrease the RC delay by 55%. Ratio =
093
42
.0 = 0.45.
18. (a)
RC
= 3.2 ×103 ×8.7 × 10-13 = 2.8 ns.
(b) Ω?=?????==-344610210
3.01028.01107.1A L R ρ
F 103.610
36.031103.01085.88.2d 13
4414---?=???????===S TL
A C εε ns.
5.2107.8102.3ns 5.2107.810213
3133=???==???=--RC RC
19. (a) The aluminum runner can be considered as two segments connected in series:
20% (or 0.4 mm) of the length is half thickness (0.5 μm) and the remaining 1.6 mm is full thickness (1μm). The total resistance is
????????+??=??????+=-----)105.0(1004
.0101016.010*********
1A A R ρ = 72 Ω.
The limiting current I is given by the maximum allowed current density times cross-sectional area of the thinner conductor sections: I = 5×105 A/cm 2× (10-4×0.5×10-4) = 2.5×10-3 A = 2.5 mA.
The voltage drop across the whole conductor is then
A 105.2723-??Ω==RI V = 0.18V . 20.
=
40 nm
60 nm
0.5 μm
h : height , W : width , t : thickness, assume that the resistivities of the cladding layer and TiN are much larger than Cu A and ρρ
5.0)1.05.0(7
.2?-=??=
W h R Al Al ρ )
25.0()25.0(7
.1t t W h R Cu Cu -?-=??
=
ρ When Cu Al R R =
Then 2
)
25.0(7
.15.04.07.2t -=? ?
t = 0.073 μm = 73 nm .
LITHOGRAPHY AND ETHING
1·对等级为100的洁净室，试依粒子大小计算每单位立方米中尘埃粒子总数．
(a)0.5μm到1μm；
(b)1μm到2μm；
(c)比2μm大．
2．试计算一有9道掩模版工艺的最后成品率．其中有4道平均致命缺陷密度为0.1/cm2，4道为0.25cm2。，1道为1.0/cm2．芯片面积为50 mm2．
3．一个光学光刻系统，其曝光功率为0.3mW/cm2。．正性光刻胶要求的曝光能量为
140mJ/cm2。，负性光刻胶为9mJ/cm2。．假设忽略装载与卸载晶片的时间，试比较正性光刻胶与负性光刻胶的产率．
4．(a)对波长为193nm的ArF-准分子激光光学光刻系统，其D NA=0.65，k1=0.60，k2=0.50．此光刻机理论的分辨率与聚焦深度为多少?
(b))实际上我们可以如何修正D NA、k1与k2参数来改善分辨率?
(c)相移掩模版(PSM)技术改变哪一个参数可改善分辨率?
5．右图为光刻系统的反应曲线
(response curves)：
(a)使用较大γ值的光刻胶有何
优缺点?
(b)传统的光刻胶为何不能用于
248nm或193rim光刻系统?
6．(a)解释在电子束光刻中为何
可变形状电子束比高斯电子束拥
有较高的产率?
(h)电子束光刻图案如何对准?
为何X射线光刻的图案对准如此
困难?
(c)X射线光刻比电子束光刻的
潜在优点有哪些?
7·(a)为何光学光刻系统的工作模式由邻近影印法进化到投影，最后进化到5：1
的步进重复投影法?
(b)X射线光刻系统是否可能使用重复扫描系统?并说明原因．
8．如果掩蔽层与衬底不能被某一腐蚀剂腐蚀，试画出下列几种情形薄膜厚度为h f的各向异性腐蚀图案的侧边轮廓；
(a)刚好完全腐蚀；
(b)100％过度腐蚀；
(c)200％过度腐蚀．
9．一个<100>晶向硅晶片，利用KOH溶液腐蚀一个利用二氧化硅当掩蔽层的1.5μm×l.5μm 窗，垂直于<100>晶面的腐蚀速率为0.6μm/min．而<100>：<110>：<111>晶面的腐蚀速率比为100：16：1．画出20s、40s与60s的腐蚀轮廓．
10．续上题，一个<110>晶向硅晶片利用薄的SiO2当掩蔽层，在KOH溶液中藕蚀．画出<110>硅的腐蚀轮廓．
11．一个直径150mm<100>晶向硅晶片厚度为625μm．晶片上有1 000μm×1 000μm的IC．这些IC是利用各向异性腐蚀的方式来隔开．试用两种方法来完成此工艺，并计算使用这两种工艺方法损失的面积所占的比例．
12．粒子碰撞平均移动的距离称为平均自由程λ，λ≈5×1 0-3/p(cm)，其中P为压强，单位为Torr．一般常用的等离子体，其反应腔压强范围为1Pa～150Pa．其相关的气体浓度(cm-3)与平均自由程是多少?
13．氟原子(F)刻蚀硅的刻蚀速率为：刻蚀速率(nm/min)=2.86×10-13×n F×T1/2exp(-E a/RT)．
其中n F为氟原子的浓度(cm-3)，T为绝对温度(K)，E a与R分别为激活能(10.416kJ/mol)与气体常数(8.345J?K)．如果n F为3×l015cm-3，试计算室温时硅的刻蚀速率．
1 4．续上题，利用氟原子一样可以刻蚀SiO2，刻蚀速率可表示为
刻蚀速率(nm/min)=0.614×10-13×n F×T1/2exp(-E a/RT)．
其中n F为3×1015cm-3，E a为15.12kJ/mol．计算室温时SiO2的刻蚀速率及SiO2对Si的刻蚀选择比．
1 5．可以用多重步骤的刻蚀工艺来刻蚀薄栅极氧化层上的多晶硅栅极．如何设计一个刻蚀工艺使之满足：没有做掩蔽效应(micrornasking)、各向异性刻蚀、对薄的栅极氧化层有适合的选择比?
16．刻蚀400 nm多晶硅而不会移去1 nm厚的底部栅氧化层，试找出所需的刻蚀选择比?假设多晶硅的刻蚀工艺有10％的刻蚀速率均匀度．
17．1 um厚的A1薄膜淀积在平坦的场氧化层区域上．并且利用光刻胶来定义图案．接着金属层利用Helicon刻蚀机，混合BCI3/Cl2气体。在温度为70 oC来刻蚀．A1与光刻胶的刻蚀选择比维持在3．假设有30％的过度刻蚀，试问为确保顶部的金属不被侵蚀·所需光刻胶的最薄厚度为多少?
18．在ECR 等离子体中，一个静磁场B 驱使电子沿着磁场随一个角频率ω做圆周运动ωe=qB/m e ，其中q 为电荷、m e 为电子质量．如果微波的频率为2.45GHz ，试问所需的磁场太小为多少?
19．传统的反应离子刻蚀与高密度等离子体(ECR ，ICP 等)相比，最大的区别是什么? 20．叙述如何消除Al 金属线在氯化物等离子体刻蚀后所造成的腐蚀．
1. With reference to Fig. 2 for class 100 clean room we have a total of 3500 particles/m 3 with
particle sizes ≥0.5 μm
3500100
21
?= 735 particles/m 2 with particle sizes ≥ 1.0 μm 3500100
5
.4?= 157 particles/m 2 with particle sizes ≥ 2.0 μm Therefore, (a) 3500-735 = 2765 particles/m 3 between 0.5 and 1 μm (b) 735-157 = 578 particles/m 3 between 1 and 2 μm (c) 157 particles/m 3 above 2 μm. 2. A D n e Y 19
1-=∏=
A = 50 mm 2 = 0.5 cm 2
%1.302.1)5.01(1)5.025.0(4)5.01.0(4==??=-?-?-?-e e e e Y .
3. The available exposure energy in an hour is
0.3 mW 2/cm 2 × 3600 s =1080 mJ/cm 2 For positive resist, the throughput is
waf ers/hr 7140
1080
= For negative resist, the throughput is
r waf ers/h 0129
1080
=.
4. (a) The resolution of a projection system is given by
178.065
.0m
μ193.06.01
=?
==NA
k l m λ
μ
m ??
?
???==222
)65.0(m 193.05.0)(μλ
NA k DOF = 0.228 μm (b) We can increase NA to improve the resolution. We can adopt resolution enhancement
techniques (RET) such as optical proximity correction (OPC) and phase-shifting Masks (PSM). We can also develop new resists that provide lower k 1 and higher k 2 for better resolution and depth of focus.
(c) PSM technique changes k 1 to improve resolution.
材料研究方法作业答案
材料研究方法
第二章思考题与习题 一、判断题 √1．紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。 ×2．紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。 ×3．摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。 ×4．分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。 ×5．人眼能感觉到的光称为可见光，其波长围是200~400nm。 ×6．分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。 √7．引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素，当测量样品的浓度极大时，偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。 √8．分光光度法既可用于单组分，也可用于多组分同时测定。 ×9．符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时，其最大吸收波长的波长位置向长波方向移动。 ×10．有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。 ×11．在分光光度法中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定的结果也越准确。（） √12．有机化合物在紫外—可见区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。（） ×13．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为：微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。（） ×14．在紫外光谱中，生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。（） ×15．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。（） ×16．有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。（） ×17．由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。（） √18．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。（） √19．由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红外光谱中出现振动偶合谱带。（） ×20．确定某一化合物骨架结构的合理方法是红外光谱分析法。（） ×21．对称分子结构，如H2O分子，没有红外活性。（） √22．分子中必须具有红外活性振动是分子产生红外吸收的必备条件之一。（） √23．红外光谱中，不同化合物中相同基团的特征频率总是在特定波长围出现，故可以根据红外光谱中的特征频率峰来确定化合物中该基团的存在。（） ×24．不考虑其他因素的影响，下列羰基化合物的大小顺序为：酰卤＞酰胺＞酸＞醛＞酯。（） √25．傅里叶变换型红外光谱仪与色散型红外光谱仪的主要差别在于它有干涉仪和计算机部件。（）√26．当分子受到红外光激发，其振动能级发生跃迁时，化学键越强吸收的光子数目越多。（） ×27．游离有机酸C=O伸缩振动v C=O频率一般出现在1760cm-1，但形成多聚体时，吸收频率会向高波数移动。（） 二、选择题 1．在一定波长处，用2.0 cm吸收池测得某试液的百分透光度为71%，若改用3.0 cm吸 收池时，该试液的吸光度A为（B） （A）0.10 （B）0.22 （C）0.45 2．某化合物浓度为c1，在波长λ1处，用厚度为1 cm的吸收池测量，求得摩尔吸收系数为ε1，在浓度为3 c1时，在波长λ1处，用厚度为3 cm的吸收池测量，求得摩尔吸收系数为ε2。则它们的关系是（A）（A）ε1=ε2（B）ε2=3ε1（C）ε2＞ε1
2013年秋季兰州理工大学《材料研究方法》期中考试复习题
2013年秋季兰州理工大学研究生《材料研究方法》考试复习题 一、名词解释 1）短波限 各种管电压下的连续X射线谱都具有一个最短的波长值，该波长值称为短波限。P6。 2）吸收限 吸收限是指对一定的吸收体，X射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。P13。 3）特征X射线 U时，在连续谱的某些特当加于X射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值 k 定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为特征X射线。P8。 4）相干散射 当入射线与原子内受核束缚较紧的电子相遇，光量子不足以使原子电离，但电子可在X射线交变电场作用下发生受迫振动，这样的电子就成为一个电磁波的发射源，向周围辐射电磁波，这些散射波之间符合波长相等、频率相同、位相差相同的光的干涉条件，故称相干散射。P11。 5）光电效应 光电效应是入射X射线的光量子与物质原子中电子相互碰撞时产生的物理效应。当入射光量子的能量足够大时，可以从被照射物质的原子内部（例如K壳层）击出一个电子，同时外层高能态电子要向内层的K空位跃迁，辐射出波长一定的特征X射线。这种以光子激发原子所发生的激发和辐射过程称为光电效应。P12。 6）晶带面 在晶体结构和空间点阵中平行于某一轴向的所有晶面均属于同一个晶带，这些晶面叫做晶带面。P24。 7）系统消光
我们把因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射线消失的现象称之为系统消光。P35。 8）球差 球差即球面像差，是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律而造成的像差。P111。 9）像散 像散是由于电磁透镜磁场的非旋转对称性而引起的像差。P112。 10）色差 是由于入射电子波长（或能量）的非单一性所造成的。P112。 11）倒易点阵 倒易点阵是在晶体点阵的基础上按照一定的对应关系建立起来的空间几何图形，是晶体点阵的另一种表达形式。 二、简答题 1、试说明电子束入射固体样品表面激发的主要信号、主要特点和用途。P183-185。 2、扫描电镜的分辨率受哪些因素影响? 给出典型信号成像的分辨率，并说明原因。P188 3、透射电镜中有哪些主要光阑？在什么位置？其作用如何？P124。 4、何为波谱仪和能谱仪？说明其工作的三种基本方式，并比较波谱仪和能谱仪的优缺点。P198。 5、决定X 射线强度的关系式是 M c e A F P V V mc e R I I 2222 2230)()(32-???? ??=θθφπλ， 试说明式中各参数的物理意义? 6、比较物相定量分析的外标法、内标法、K 值法、直接比较法和全谱拟合法的优缺点？ 7、实验中选择X 射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe 为主要成 分的样品，试选择合适的X 射线管和合适的滤波片？ 三、计算题 1、在立方点阵中画出下面的晶面和晶向。 2、已知面心立方铝的点阵常数a=0.40491nm ，今用CuKα（λ=1.5406?）辐射在衍射仪上扫
工艺典型习题和解答3
第五章机器的装配工艺
〔例4.3〕说明装配尺寸链中组成环、封闭环(相依环)和公共环的含意。 〔例4.4〕何谓装配尺寸链组成最短原则? 〔例4.5〕极值法解尺寸链与概率法解尺寸链有何不同?各用于何种情况? 〔例4.6〕试将装配尺寸链与工艺过程尺寸链进行比较．试述其异同：(从计算基本公式；组成环；封闭环：尺寸链解法：尺寸链构成等方面进行比较) 〔例4.7〕机器产品的装配精度与零件的加工精度、装配工艺方法有什么关系？
零件的加工精度直接影响到装配精度。对于大批量生产，为了简化装配工作，便于流水作业，通常采用控制零件的加工误差来保证装配精度。但是，进入装配的合格零件，总是存有一定的加工误差，当相关零件装配在一起时，这些误差就有累积的可能。累积误差不超出装配精度要求，当然是很理想的。此时装配就只是简单的连接过程。但事实并非常能如此，累积误差往往超过规定范围，给装配带来困难。采用提高零件加工精度来减小累积误差的办法，在零件加工并不十分困难，或者在单件小批生产时还是可行的。这种办法增加了零件的制造成本。当装配精度要求很高，零件加工精度无法满足装配要求，或者提高零件加工精度不经济时，则必须考虑采用合适的装配工艺方法，达到既不增加零件加工的困难又能满足装配精度的目的。由此可见，零件加工精度是保证装配精度要求的基础。但装配精度不完全由零件精度来决定，它是由零件的加工精度和合理的装配方法共同来保证的。如何正确处理好两者之间的关系是产品设计和制造中的一个重要课题。 〔例4.8〕什么叫装配尺寸链？它与一般尺寸链有什么不同？ 装配尺寸链是产品或部件在装配过程中，由相关零件的尺寸或位置关系所组成的一个封闭的尺寸系统。即由一个封闭环和若干个与封闭环关系密切的组成环组成。 它与一般尺寸链的不同点是： 1. 装配尺寸链的封闭环一定是机器产品或部件的某项装配精 度，因此，装配尺寸链的封闭环是十分明显的。 2. 装配精度只有机械产品装配后才能测量。 3. 装配尺寸链中的各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是 在几个零件或部件之间与装配精度有关的尺寸。 4. 装配尺寸链的形式较多，有线性尺寸链、角度尺寸链、平 面尺寸链、空间尺寸链。 〔例4.9〕装配尺寸链如何查找？查找时应注意些什么？ 具体方法为：取封闭环两端的零件为起始点，沿着装配精度要求的
微电子工艺习题总结(DOC)
1. What is a wafer? What is a substrate? What is 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 the three major trends associated with improvement in microchip 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 critical dimension (CD)? Why is this dimension important? 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 its importance in chip design. 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's law and what does it 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。 预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番。 第二章 6. What is the advantage of gallium arsenide over silicon? 砷化镓相对于硅的优点是什么 答：优点：具有比硅更高的电子迁移率；减小寄生电容和信号损耗的特性；集成电路的速度比硅电路更快；材料的电阻率更大。 7. What is the primary disadvantage of gallium arsenide over silicon? 砷化镓相对于硅的主要缺点是什么 答：主要缺点：缺乏天然氧化物；材料的脆性；成本比硅高10倍；有剧毒性在设备，工艺和废物清除设施中特别控制。
材料研究方法作业答案
材料研究方法作业答案
材料研究方法
第二章思考题与习题 一、判断题 √1．紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。 ×2．紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。 ×3．摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。×4．分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。 ×5．人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是200~400nm。 ×6．分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。 √7．引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素，当测量样品的浓度极大时，偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。 √8．分光光度法既可用于单组分，也可用于多组分同时测定。 ×9．符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时，其最大吸
收波长的波长位置向长波方向移动。 ×10．有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。 ×11．在分光光度法中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定的结果也越准确。（） √12．有机化合物在紫外—可见区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。（） ×13．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为：微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。（）×14．在紫外光谱中，生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。（） ×15．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。（） ×16．有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。（） ×17．由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。（） √18．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。（） √19．由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红
材料研究方法真题集
1．X射线与物质相互作用时会产生那些效应？利用其中那些效应可以进行晶体结构的分析鉴定？如何利用X射线衍射分析法鉴定晶态与非晶态？ 2．画出晶体对X射线衍射的示意图，写出布拉格方程，并说明该方程中各参数的意义。3．X射线衍射方法在材料研究中有哪些应用？请具体阐述。 4．请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号，并介绍这些电子信号在材料分析研究中的各种用途。 5．试讨论加热速度、试样颗粒度、炉内压力和气氛对差热分析结果的影响，为什么说差热分析只能进行定性或半定量分析，而示差扫描量热分析法则可以进行定量分析？ 6．通常在一张NMR谱图中可以得到哪些基本信息？并举例说明NMR在材料结构分析中的应用。 7．影响热重曲线的因素有哪些？如何保证热重分析的精确度？举例说明热重分析在材料研究中的应用 8．请介绍透射电镜分析时的块状样品表面复型种类和复型方法。为何电子显微分析可以获得较光学显微分析高得多的分辨。 9．请阐述电子探针X射线显微分析的基本原理和应用，并比较两种常用的X射线谱仪——波谱仪和能谱仪的特点。 10．如何利用差热分析、热重分析和热膨胀分析来区分无机材料中的脱水分解、氧化、多晶转变、烧结等过程？ 11．微晶玻璃是一种在玻璃基体中均匀析出所需微晶相的新材料，在微晶玻璃材料研究过程中，需要掌握玻璃转变温度Tg、析晶温度、析出晶体的晶相种类、以及析出晶体尺寸形貌等物性数据。通过哪些测试方法可以方便地获得这些数据？并请介绍在这些测试图谱中获取所需数据的具体过程。 12．有机高分子材料的TEM和SEM的试样有哪些特点。 13．试画出有机高分子材料DSC的特征曲线，并说出相应的焓变峰或转变区的物理化学含义。 14．试阐述红外光谱分析的基础以及应用。 15．什么是斯托克斯线、反斯托克斯线，试说明拉曼光谱与红外光谱是互补的。 4. 请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号那些信号可以用于晶体研究？ 5. DTA曲线用什么作为反应起始温度，为什么？ 6. 何谓自旋偶合? 何谓自旋分裂? 它们在NMR分析中有何重要作用? 7.下列化合物中OH的氢核，何者处于较低场? 为什么? 8.按化学位移值的大小，将下列每个化合物的核磁共振信号排列程序。 (1) CH3CH2OCH2CH3 (2) CH3CHO (3) Cl2CHCH2Cl 1．电子束轰击到固体样品表面会产生哪些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集哪种物理信号？并说明其衬度原理研究材料表面元素分原布状况应收集哪些信息，并收明其衬
制药工艺学试题及习题答案
《化学制药工艺学》第一次作业 一、名词解释 1、工艺路线： 一个化学合成药物往往可通过多种不同的合成途径制备，通常将具有工业生产价值的合成途 径称为该药物的工艺路线。 2、邻位效应： 指苯环内相邻取代基之间的相互作用，使基团的活性和分子的物理化学性能发生显著变化的 一种效应。 3、全合成： 以化学结构简单的化工产品为起始原料，经过一系列化学反应和物理处理过程制得化学合成 药物，这种途径被称为全合成。 4、半合成： 由具有一定基本结构的天然产物经化学结构改造和物理处理过程制得化学合成药物的途径。 5、临时基团： 为定位、活化等目的，先引入一个基团，在达到目的后再通过化学反应将这个基团予以除去，该基团为临时基团。 6、类型合成法： 指利用常见的典型有机化学反应与合成方法进行合成路线设计的方法。 7、分子对称合成法： 由两个相同的分子经化学合成反应，或在同一步反应中将分子相同的部分同时构建起来，制得具有分子对称性的化合物，称为分子对称合成法。 8、文献归纳合成法： 即模拟类推法，指从初步的设想开始，通过文献调研，改进他人尚不完善的概念和方法来进行药物工艺路线设计。 二、问答题 1、你认为新工艺的研究着眼点应从哪几个方面考虑? 答： (1)工艺路线的简便性， (2)生产成本因素， (3)操作简便性和劳动安全的考虑, (4) 环境保护的考虑， (5) 设备利用率的考虑等。 2、化学制药工艺学研究的主要内容是什么？ 答： 一方面，为创新药物积极研究和开发易于组织生产、成本低廉、操作安全和环境友好的 生产工艺；另一方面，要为已投产的药物不断改进工艺，特别是产量大、应用面广的品种。研究和开发更先进的新技术路线和生产工艺。 3、你能设计几种方法合成二苯甲醇？哪种路线好? 答：
机械制造工艺学典型习题测验
机械加工工艺典型习题和解答 第一章机械加工工艺规程的 〔例1.3〕试举例说明下列各组的概念、特点以及它们之间的区别：(1)零件尺寸链、工艺过程尺寸链，工艺系统尺寸链，装配尺寸链；(2)封闭环．组成环，增环．减环。
〔例 1.10〕设某一零件图上规定的外圆直径为Ф320 05.0-mm ，渗碳深度为0.5～0.8 mm 。现为使此零件可和另一种零件同炉进行渗碳，限定其工艺渗碳层深度为0.8～1.0 mm 。试计算渗碳前车削工序的直径尺寸及其上、下偏差？ [解] 渗碳深度是间接保证的尺寸，应为封闭环。并作出尺寸链计算图。 车削外圆的半径及公差R δR 为组成环之一。 求R δR ： 0.8=1+16-R min ，R min =16.2mm 0.5=0.8+15.975-R max , R max =16.275mm 故车削工序的直径尺寸及公差应标注为Φ32.550 15.0- mm 。 〔例 1.11〕設一零件，材料为2Cr13，其内孔的加工顺序如下： （1）车内孔Φ31.814 .00 +（2）氰化，要求工艺氧化层深度为磨内孔Φ320.035 0.010＋＋，要求保 证氧化层深度为0.1~0.3mm, 试求氰化工序的工艺氧化层深度t T δ? [解] 按加工顺序画出形成氰化层深度0.1 ~0.3mm 的尺寸链计算图。 图中0.1~0.3 mm 是最后形成的尺寸应为封闭环。
计算 t T δ: 0.3=t max +15.97-16.005 0.1=t min +15.9-16.0175 得 t max =0.335mm t min =0.2175mm 故氰化工序的工艺氰化层深度t T δ=0.21751175 .00 +mm 。 〔例 1.12〕某小轴系成批生产，工艺过程为车、粗磨、精磨、镀铬。所得尺寸应为Ф300 045.0-㎜，镀层厚度为0.03～0.04㎜。试求镀铬前精磨小轴的外径尺寸及公差。 [解] 列尺寸链如图示，镀铬后外径尺寸Φ300 045.0-mm 为封闭环 30=A 1max +0.08 得 A 1max =29.92mm 30-0.045=A 1min +0.08-0.02 A 1min =28.895mm 所以镀铬前精磨小轴的外径尺寸及公差大小为A 1=Φ29.920 025.0- mm 〔例 1.13〕某轴套的部分工艺过程为：粗磨内孔到Ф04 .0076.154+Φ㎜，再渗氮，最 后精磨内孔至04 .00155+Φ㎜，单边渗氮层深度要求为0.3～0.5㎜，试计算渗氮工序 的渗入深度。 [解] 列尺寸链如图，应保证的渗碳层深度为封闭环0.6—1.0mm （双边）.
集成电路工艺认识实习报告
集成电路工艺认识实习报告 1.专题一MEMS（微机电系统）工艺认识 1.1 重庆大学微系统研究中心概况 重庆微光机电工程技术研究中心依托于重庆大学，主要合作单位有中国电子科技集团公司第二十四研究所等。中心主要从事MEMS设计、研发及加工关键技 术研究、产业化转化和人才培养。 中心建立了面向西南地区的“MEMS器件及系统设计开发联合开放实验室，拥有国际先进的MEMS和CMOS电路设计及模拟软件，MEMS传感器及微型分析仪 器的组装和测试设备。 1.2主要研究成果 真空微电子压力传感器、集成真空微电子触觉传感器、射频微机械无源元件、硅微低电压生化分析系统、折衍混合集成微小型光谱分析仪器、全集成硅微二维加速度传感器、集成硅微机械光压力传感器、硅微加速度阵列传感器、硅微力平衡电容式加速度传感器、反射式混合集成微型光谱分析系统、微型振动式发电机系统、真空微电子加速度传感器 1.3微系统中心主要设备简介 1.3.1. 反应离子刻蚀机 1.3.2双面光刻机 1.3.3. 键合机 1.3.4. 探针台
1.3.5. 等离子去胶机 1.3.6. 旋转冲洗甩干机 1.3.7. 氧化／扩散炉 1.3.8. 低压化学气相淀积系统 1.3.9. 台阶仪 1.3.10. 光学三维形貌测试仪 1.3.11. 膜厚测试仪 1.3.1 2. 感应耦合等离子体（ICP）刻蚀机
1.3.13. 箱式真空镀膜机 1.3.14. 槽式兆声清洗机 1.3.15.射频等离子体系统 1.4MEMS的主要特点 体积小，重量轻，材料省，能耗低；完整的MEMS一般是由微动力源、微致动器、微传感器组成，智能化程度高，集成度高；MEMS整体惯性小，固有频率高，响应快，易于信号实时处理；由于采用光刻、LIGA等新工艺，易于批量生产，成本低；MEMS可以达到人手难于达到的小空间和人类不能进入的高温，放射等恶劣环境，靠MEMS的自律能力和对微机械群的遥控，可以完成宏观机械难于完成的任务。 1.5MEMS器件的应用 1.5.1 工业自动控制领域 应用MEMS器件对“温度、压力、流量”三大参数的检测与控制，目前普遍采用有微压力、微流量和微测温器件 1.5.2生物医学领域 微型血压计、神经系统检测、细胞组织探针和生物医学检测，并证实MEMS器件具有再生某些神经细胞组织的功能。
机械制造工艺学典型习题解答-12页文档资料
典型习题和解答 第一章 机械加工工艺规程的 〔例1.3〕试举例说明下列各组的概念、特点以及它们之间的区别：(1)零件尺寸链、工艺过程尺寸链，工艺系统尺寸链，装配尺寸链；(2)封闭环．组成环，增环．减环。 〔例 1.10〕设某一零件图上规定的外圆直径为Ф320 05.0-mm ，渗碳深度 为0.5～0.8 mm 。现为使此零件可和另一种零件同炉进行渗碳，限定其工艺渗碳层深度为0.8～1.0 mm 。试计算渗碳前车削工序的直径尺寸及其上、下偏差？ [解] 渗碳深度是间接保证的尺寸，应为封闭环。并作出尺寸链计算图。 车削外圆的半径及公差R δR 为组成环之一。 求R δR ： 0.8=1+16-R min ，R min =16.2mm 0.5=0.8+15.975-R max , R max =16.275mm 故车削工序的直径尺寸及公差应标注为Φ32.550 15.0- mm 。 〔例 1.11〕設一零件，材料为2Cr13，其内孔的加工顺序如下： （1）车内孔Φ31.814.00+（2）氰化，要求工艺氧化层深度为磨内孔Φ 320.0350.010＋ ＋，要求保证氧化层深度为0.1~0.3mm, 试求氰化工序的工艺氧 化层深度t T δ? [解] 按加工顺序画出形成氰化层深度0.1 ~0.3mm 的尺寸链计算图。
计算 t T δ: 0.3=t max +15.97-16.005 0.1=t min +15.9-16.0175 得 t max =0.335mm t min =0.2175mm 故氰化工序的工艺氰化层深度t T δ=0.21751175.00+mm 。 〔例 1.12〕某小轴系成批生产，工艺过程为车、粗磨、精磨、镀铬。所得尺寸应为Ф300 045.0-㎜，镀层厚度为0.03～0.04㎜。试求镀铬前 精磨小轴的外径尺寸及公差。 [解] 列尺寸链如图示，镀铬后外径尺寸Φ300 045.0-mm 为封闭环 30=A 1max +0.08 得 A 1max =29.92mm 30-0.045=A 1min +0.08-0.02 A 1min =28.895mm 所以镀铬前精磨小轴的外径尺寸及公差大小为A 1=Φ29.920025.0- mm 〔例 1.13〕某轴套的部分工艺过程为：粗磨内孔到Ф04.0076.154+Φ㎜， 再渗氮，最后精磨内孔至04.00155+Φ㎜，单边渗氮层深度要求为0.3～ 0.5㎜，试计算渗氮工序的渗入深度。 [解] 列尺寸链如图，应保证的渗碳层深度为封闭环0.6—1.0mm （双边）. 解尺寸链 1.0=154.76+0.04+tmax-155 0.6=154.76+tmin-(155+0.04) tmax=1.2mm
晶体加工工艺总结
晶体加工工艺总结（德清华瑞光学） 晶体加工 1、方解石：光轴面抛光后不能用白胶布保护，必需用黑胶布。光轴面B=Ⅲ，用玻璃盘细磨，细磨光圈半个左右。抛光：用绸布（真丝布）绑在抛光好的平玻璃板上，一定要平，然后用704粘合剂均匀地涂在绸布上，未干时放在平玻璃板上轻轻磨一下，然后等完全干透。 2、白宝石、红宝石：要求B=Ⅳ，θ=1′，N=1，ΔN=1/2。一般用钢盘加研磨膏抛光，钢盘一定要改好。如果B要求较高，可用特殊胶盘。细磨一定要好。 3、磁光（旋光）晶体：YIG、GGG。细磨一定用碳化硼280#，20#，抛光先用宝石粉W2.5抛亮后，再用刚玉微粉W1.5抛，用水晶作垫子。 4、BBO，微潮，磨砂用302#、302.5#。在铁盘或玻璃盘上磨。抛光用CeO2可抛好。晶体易开裂，加工时及加工前后均应注意保持恒温。并要求选取无包裹的纯单晶加工，有方向要求。BBO晶体较软，易划伤，抛光面不可与任合物擦拭。BBO晶体易潮解，抛光后置于红外灯下烘干，然后置于密封干燥的容器中保存。 5、氟化钙（CaF2）B=Ⅲ，可用CeO2抛好。用302#、303#磨砂，用宝石粉抛亮后，改用钻石粉水溶液抛光圈和道子。用宝石粉W1抛光很快，然后用W0.5 抛光圈和道子。用聚胺树脂作抛光模范，也可用宝石粉抛亮后用氧化铬抛光，胶盘用软胶盘，工件最好抛高光圈，但不必高太多。 6、LBO材料硬度与K9相似，点胶上盘，如封蜡可用电烙铁直接封，研磨、抛光同K9玻璃相似，用CeO2抛光。 7、氟锂锶锂：软晶体、易坏，B=Ⅱ，上盘用红外灯慢慢加热。在清洗时不可多擦表面，否则易出道子。用氟化锂做保护片，W1.５刚玉粉抛亮后改用Ｗ０.５钻石微粉水溶液抛光。用CeO2抛光也可抛好。（５００目） 8、KTP晶体：硬度和ＺＦ相差不多，用ＺＦ做保护片，进行抛光。ＫＤ＊Ｐ、ＫＴ＊Ｐ，用软胶盘（一般用特殊配制的胶盘），也可用１＃（天较冷）２＃（天较热）号胶盘，抛光后用洗砂倒边。ＫＤ＊Ｐ易潮解、易碎，抛光时温度、湿度要求较高。 9、双４５°ＬＮ电光Ｑ开关：双４５°ＬＮ电光Ｑ开关是一种利用ＬＮ晶体作材料加工成的斜方棱镜，有六个加工面，其中四个面抛光，另两个面只须定向和研磨。在四个抛光面中，入射面、出射面为晶体Ｙ晶面。入射面、出射面的夹角为４５°±１′，电极面为Ｘ晶面，须镀金。加工时首先要确定Ｙ基准面，Ｘ、Ｙ晶面的衍射角为θ（１１０）＝１７°２４′和θ（３００）＝３１°１２′。上盘用石膏模固定，配盘材料用ＬＮ或与ＬＮ相似的Ｋ９玻璃。加工时入射面、出射面主要控制几何尺寸和平行度，技术要求：Ｎ＝１/４、Ｂ＝Ⅲ，θ≤１０〞。加工第一个４５°反射面主要控制角度和塔差，第二个４５°反射面除控制零件的长度外，还要控制光线经过四个抛光面反射后所反映出来的综合平行度。由于光线在晶体内部经过四次反射，因此测量综合平行度只是分划板读数的１／４n（n为ＬＮ折射率）通常要求θ≤１０〞。ＬＮ电光Ｑ开关的两个４５°反射面的粗糙程度的好坏与晶体抗激光损伤能力密切相关。ＬＮ属于铁电晶体，当抛光级剂选用不当时会出现抛不亮或返毛现象，可通过选高熔点的抛光剂或在溶液中加入ＨＣＬ或肥皂粉，如果仍不行须重新磨砂。 10、Mg2SiO4 (镁橄榄石)晶体，莫氏硬度为7，抛光较难。 1、用聚胺树脂硬胶盘加Ｗ3.５、Ｗ2.５宝石研磨膏抛光，大约要5~6小时，一天左右可抛亮。 2、抛亮厚用Ｗ０.５钻石微粉水溶液改光圈。低光圈较难改。 11、SeZn晶体，软晶体。磨砂用302#、302.5#在玻璃盘上，抛光用软胶盘，先用W1.
材料研究方法思考题答案重点及真题汇编
第1章 1、材料是如何分类的？材料的结构层次有哪些？ 答：材料按化学组成和结构分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料； 按性能特征分为：结构材料、功能材料； 按用途分为：建筑材料、航空材料、电子材料、半导体材料、生物材料、医用材料。 材料的结构层次有：微观结构、亚微观结构、显微结构、宏观结构。 2、材料研究的主要任务和对象是什么，有哪些相应的研究方法？ 答：任务：材料研究应着重于探索制备过程前后和使用过程中的物质变化规律，也就是在此基础上探明材料的组成(结构)、合成(工艺过程)、性能和效能及其之间的相互关系，或者说找出经一定工艺流程获得的材料的组成(结构)对于材料性能与用途的影响规律，以达到对材料优化设计的目的，从而将经验性工艺逐步纳入材料科学与工程的轨道. 研究对象和相应方法见书第三页表格。 3、材料研究方法是如何分类的？如何理解现代研究方法的重要性？ 答：按研究仪器测试的信息形式分为图像分析法和非图像分析法；按工作原理，前者为显微术，后者为衍射法和成分谱分析。 第2章 1、简述现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中有那些主要应用？ 答：现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中主要有以下几种应用： （1）X射线物相定性分析：用于确定物质中的物相组成 （2）X射线物相定量分析：用于测定某物相在物质中的含量 （3）X射线晶体结构分析：用于推断测定晶体的结构 2、试推导Bragg方程, 并对方程中的主要参数的范围确定进行讨论. 答：见书第97页。 3、X射线衍射试验主要有那些方法, 他们各有哪些应用，方法及研究对象. 答： 实验方法所用 辐射 样 品 照相法衍射仪法 粉末法劳厄法转晶法单色辐射 连续辐射 单色辐射 多晶或晶 体粉末 单晶体 单晶体 样品转动或固定 样品固定 样品转动或固定 德拜照相 机 劳厄相机 转晶-回 摆照相机 粉末衍射仪 单晶或粉末衍 射仪 单晶衍射仪 最基本的衍射实验方法有：粉末法，劳厄法和转晶法三种。由于粉末法在晶体学研究中应用最广泛，而且实验方法及样品的制备简单，所以，在科学研究和实际生产中的应用不可缺少；而劳厄法和转晶法主要应用于单晶体的研究，特别是在晶体结构的分析中必不可少，在某种场合下是无法替代的。 第3章 1、如何提高显微镜分辨本领，电子透镜的分辨本领受哪些条件的限制？ 答：分辨本领：指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离；以物镜的分辨本领来定义显微镜的分辨本领。光学透镜：d0 =0.061λ/n·sinα= 0.061λ/N·A，式中：λ是照明束波长；α是透镜孔径半角； n是物方介 质折射率；n·sinα或N·A称为数值孔径。 在物方介质为空气的情况下，N·A值小于1。即使采用油浸透镜(n=1.5；α一般为70°～75°)， N·A值也不会超过1.35。所以 d0≈1/2λ。因此，要显著地提高显微镜的分辨本领，必须使用波长比可见光短得多的 照明源。
微电子器件原理总结
三种管子的工作原理、符号、结构、电流电压方程、电导、跨导、频率 然后还有集边效应，二次击穿 双极型晶体管： 发射极电流集边效应： （1）定义：由于p-n 结电流与结电压的指数关系，发射结偏压越高，发射极边缘处的电流较中间部位的电流越大 （2）原因：基区体电阻的存在引起横向压降所造成的 （3）影响：增大了发射结边缘处的电流密度，使之更容易产生大注入效应或有效基区扩展效应，同时使发射结面积不能充分利用 （4）限制：限制发射区宽度，定义发射极中心到边缘处的横向压降为kT /q 时所对应的发射极条宽为发射极有效宽度，记为2S eff 。S eff 称为有效半宽度。 发射极有效长度 ： （1）定义：沿极条长度方向，电极端部至根部之间压降为kT/q 时所对应的发射极长度称为发射极有效长度 （2）作用：类似于基极电阻自偏压效应，但沿Z 方向，作用在结的发射区侧 二次击穿和安全工作区： （1）现象：当晶体管集电结反偏增加到一定值时，发生雪崩击穿，电流急剧上升。当集电结反偏继续升高，电流I c 增大到某—值后,cb 结上压降突然降低而I c 却继续上升，即出现负阻效应。 （2）分类： 基极正偏二次击穿（I b >0）、零偏二次击穿和（I b =0）、反偏二次击穿（I b <0）。 （3）过程：①在击穿或转折电压下产生电流不稳定性； ②从高电压区转至低电压区，即结上电压崩落，该击穿点的电阻急剧下降； ③低压大电流范围：此时半导体处于高温下，击穿点附近的半导体是本征型的； ④电流继续增大，击穿点熔化，造成永久性损坏。 （4）指标：在二次击穿触发时间t d 时间内，消耗在晶体管中的能量 ?=d t SB IVdt E 0 称为二次击穿触发能量（二次击 穿耐量）。晶体管的E SB （二次击穿触发功率P SB )越大，其抗二次击穿能力越强。 （5）改善措施： 1、电流集中二次击穿 ①由于晶体管内部出现电流局部集中，形成“过热点”，导致该处发生局部热击穿。
智慧树知到2019材料研究方法章节测试答案
第一章 由于透镜的中心区域和边缘区域对光的折射能力不符合预定规律而造成的图像模糊现象称为（） 答案：球差 光学透镜的像差主要有（） 答案：像场弯曲#球差#色差 光学显微镜具有（）放大功能。 答案：二级 光学透镜要能区分开两个成像物点，则此两物点形成的埃利斑之间的最小距离应 答案：大于埃利斑半径 光学显微镜的极限分辨能力为（） 答案：200nm 光学透镜成像的基础是光可以（） 答案：折射 光学透镜的像差主要有（） 答案：像场弯曲#球差#色差 由于照明光源波长不统一形成的图像模糊称为（） 答案：色差 成像物体上能分辨出来的两物点间的最小距离称为（） 答案：分辨率 要提高显微镜的分辨率，关键是要（） 答案：减小光源波长
干镜的有效放大倍数一般为（）倍 答案：500~1000 为获得大景深，可以考虑（） 答案：减小数值孔径#降低放大倍数 金相砂纸后标号越大，说明砂纸上的磨削颗粒越（） 答案：小 抛光平面样品时，可以选择（） 答案：机械抛光#化学抛光#电解抛光#复合抛光 砂纸背面的防水标志是（） 答案：WATERPROOF 透镜的像差是由于本身几何光学条件的限制造成的，和光源波长无关（）答案：错 逆光拍照时，明暗对比强烈的地方出现的彩色边缘就是色差（） 答案：对 最小散焦斑是点光源成像质量最好的情况（） 答案：对 衬度是指图像上相邻部分间的黑白对比度或颜色差（） 答案：对 油镜的最大数值孔径小于干镜的最大数值孔径（） 答案：错 明场照明时光线损失很少（） 答案：错
只要聚焦准确，点光源的像可以是一个清晰的亮点（） 答案：错 从衍射效应来看，透镜分辨的最小距离和数值孔径成反比（）答案：对 有效放大倍数和人眼的分辨能力无关（） 答案：错 只要是导电材料，都可以用电火花线切割切取样品（） 答案：错 第二章 发现X射线的是 答案：伦琴 进行第一次晶体衍射实验的是 答案：劳厄 X射线衍射时，首先出现的衍射峰必定是（）的晶面。 答案：低指数 对衍射强度影响最大的是 答案：结构因数 能影响短波限位置的因素是 答案：管电压 X射线是物理学家伦琴发现的（） 答案：对 X射线管的效率极低，一般仅有百分之几（） 答案：对
2010-2013同济大学821材料研究方法真题
2009 1.在晶体光学鉴定中，哪些晶系的晶体表现为光性非均质体？它们又分属于哪类型的光率体？请阐述光在这些光率体中的传播特点。 2.简述特征X射线的产生及其应用；简述X射线衍射产生的充要条件，写出布拉格方程通用式，并说明公式中各符号的物理意义。 3.简述粉末衍射物相定性分析过程，写出3种以上X射线粉末衍射方法的实际应用，并给出影响表征结果的主要因素。 4.简述如何利用X射线衍射方法来区分金属材料脱溶分解和Spinodal分解的不同？ 5.简述高能电子书与物质作用后所产生的主要信号（至少列出4中信号）及其应用；写出SEM的成像基本原理，分辨率以及影响分辨率的主要因素。 6.请分析SEM中二次电子像，背散射电子像，X射线面扫面像的差异，并叙述这三种方法在无机材料中的应用。 7.简述TEM在金属材料研究方面的应用。 8.请阐述差热分析中影响差热曲线的式样方面的因素，为何在差热分析中采用外延起始温度（外延始点）作为吸、放热反应的起始温度？ 9.在功率补偿型DSC量热法中，是如何实现式样吸、放热定量分析的？请举例说明DSC在材料物性分析中的应用。 10.如何利用DTA、TG与热膨胀分析技术区分材料热分解、玻璃化转变、氧化（老化）玻璃析晶、陶瓷烧结等过程？举例说明热分析技术在材料研究领域的应用。 11.试写出有机化合物ETIR谱图的主要基团特征频率，并说出FTIR在材料分析中有哪些应用。 12.试写出胡克定律的数学表达式，并根据该表达式举例解释IR集团频率的变化规律。 13.请画出一张乙醇的质子NMR示意谱图，并说明该谱图主要给出哪些信息；再请阐述核磁共振分析中影响化学位移的主要因素。 14.简述核磁共振试验中弛豫过程的类型，并解释通常进行的核磁共振实验分析中为何应先将固体式样配成溶液，然后再测式样溶液样品的核磁共振。 15.请利用所学到得或掌握的微观分析和测试方法及手段，结合你的专业，选择某种材料进行微观结构的表征。请你简要写出微观结构表征的过程。（所用表征方法不得少于2种）。 2010 一、简答题(必答题，每题15分) 1 光在高级晶族、中级晶族、低级晶族中的传播特点，如何用光学显微分析方法区分晶体和非光晶体。 2 特征X射线的产生、性质和应用。 3 高能电子与固体物质碰撞产生哪些物理信号？说明他们在形貌表征中的应用。（至少三种） 4 试推导布拉格方程，说明各参数的物理意义，限定范围。 5 电子显微分析方法有哪些？SEM和TEM的衬度原理，并说明他们在材料中的应用。 二、叙述题（选做题，任选5道，每题15分） 1 XRD在多晶粉末试样物性分析中的应用，影响表征结果的因素。 2 二次电子、背散射电子、特征X射线表征形貌时的不同，说明他们在材料分析中的应用。 3 影响红外吸收的因素，为什么说红外光谱和拉曼光谱互补，拉曼光谱和红外光谱相比有什么特点。 4 试画出一种典型的热分析曲线，并解释各个吸收峰和转变处的意义。 5 叙述透射电镜的制样方法，并分析其特点。 6 如何用差热分析、热重分析、热膨胀分析区别碳酸盐分解、金属氧化、玻璃析晶、晶型
微电子加工工艺总结资料
1、分立器件和集成电路的区别 分立元件：每个芯片只含有一个器件；集成电路：每个芯片含有多个元件。 2、平面工艺的特点 平面工艺是由Hoerni于1960年提出的。在这项技术中，整个半导体表面先形成一层氧化层，再借助平板印刷技术，通过刻蚀去除部分氧化层，从而形成一个窗口。 P-N结形成的方法： ①合金结方法 A、接触加热：将一个p型小球放在一个n型半导体上，加热到小球熔融。 B、冷却：p型小球以合金的形式掺入半导体底片，冷却后，小球下面形成一个再分布结晶区，这样就得到了一个 pn结。 合金结的缺点：不能准确控制pn结的位置。 ②生长结方法 半导体单晶是由掺有某种杂质（例如P型）的半导体熔液中生长出来的。 生长结的缺点：不适宜大批量生产。 扩散结的形成方式 与合金结相似点： 表面表露在高浓度相反类型的杂质源之中 与合金结区别点： 不发生相变，杂质靠固态扩散进入半导体晶体内部 扩散结的优点 扩散结结深能够精确控制。 平面工艺制作二极管的基本流程： 衬底制备——氧化——一次光刻（刻扩散窗口）——硼预沉积——硼再沉积——二次光刻（刻引线孔）——蒸铝——三次光刻（反刻铝电极）——P-N结特性测试 3、微电子工艺的特点 高技术含量设备先进、技术先进。 高精度光刻图形的最小线条尺寸在亚微米量级，制备的介质薄膜厚度也在纳米量级，而精度更在上述尺度之上。 超纯指工艺材料方面，如衬底材料Si、Ge单晶纯度达11个9。 超净环境、操作者、工艺三个方面的超净，如 VLSI在100级超净室10级超净台中制作。 大批量、低成本图形转移技术使之得以实现。 高温多数关键工艺是在高温下实现，如：热氧化、扩散、退火。
同济大学材料研究方法07真题及答案解析.doc
同济大学材料学院材料学专业——2007年真题及解析 科目一：代码：821 科目名称：材料研究方法 北京万学教育科技有限公司
考试年份：2007 招生专业：材料学 研究方向： 01高性能水泥基材料 02智能材料 03新型建筑材料 04生态环境材料 05无机功能材料 06高分子功能材料 07高分子材料改性 08生物医用材料 09金属功能材料 10纳米材料 11材料体系分析与建模方法 一、真题 1．电子束轰击到固体样品表面会产生哪些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集哪种物理信号？并说明其衬度原理研究材料表面元素分原布状况应收集哪些信息，并收明其衬度理。 2．简述DSC的种类和定量热分析原理，举例说明其在材料研究领域的应用。 3．请详述电子衍射和X射线衍射的异同点。 4．请说述电子探针中波谱的原理和应用，并简述波谱与能谱在应用方面的异同。 5．写出布拉格方程，分析物质产生X衍射的充要条件，简述X射线粉末衍射物相鉴定过程。请说明样品制备对物相鉴定的影响。 6．简述特征X射线的产生，性质和应用。 7．简述红外光谱用于分子结构分析的基础，说明其应用。 8．采用何种手段可以研究高分子材料的结晶。 9．聚合物的填充改性及共混是高分子材料改的常用手段，如何研究无机填充材料在高聚物基体中的分布情况？如何研究共混物中各相的形态？ 第 1 页共10 页
10．核磁共振谱中不同质子产生不同化学位移的根本原因是什么？化学位移的主要影响因素有哪些？核磁共振谱中的信号强度可以提供何种信息？ 11．请详细描述金相试样的制备过程，并画出碳马氏体和高碳马氏体的组织示意图，解释其区别。 12．举例说明透射电镜在金属材料研究方面的应用，说明其原理。 13．制备金属材料透射电子显微镜试样时一般采用双喷法制样，请详述其原理。 14．请详述多晶，非晶，纳米晶体材料在透射电子显微镜选区稍微图像中的区别。 15．拟定方案，解决玻璃体内夹杂物的鉴定。 16．采用合适的现代技术表征法分析硅酸盐水泥水化进程，请简要评述你给出的方法。 17．叙述X射线粉末衍射分析无机材料的方法有哪几种，并加以评述。 18．请简要叙述布拉格方程在材料微观结构分析和表征领域中的应用。 二、解析 1．电子束轰击到固体样品表面会产生哪些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集哪种物理信号？并说明其衬度原理研究材料表面元素分原布状况应收集哪些信息，并收明其衬度理。 1.参考答案： 主要物理信号：1.背散射电子 2. 二次电子 3. 吸收电子 4. 透射电子 5. 特征X射线 6.俄歇电子 研究表面形貌的信号： 1.背散射电子 2. 二次电子6.俄歇电子 研究表面元素分布应选择背散射电子，应为其对元素的变化比较敏感。 试题解析： 2.知识点：电子与物体的相互作用 3.答题思路：简述个知识点 历年考频：此考点在近五年中共出现3分别为：04，06，07年。 2．简述DSC的种类和定量热分析原理，举例说明其在材料研究领域的应用。 1.参考答案： DSC分为两种。分别为功率补偿型和热流型 原理：：DSC技术是在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的能量差随温度或时间变化的一种技术。 差示扫描量热分析法就是为克服差热分析在定量测定上存在的这些不足而发展起来的一种新的热分析技术。该法通过对试样因发生热效应而发生的能量变化进行及时的应有的补偿，保持试样与参比物之间温度始终保持相同，无温差、无热传递，使热损失小，检测信号大。因此在灵敏度和精度方面都大有提高。 DSC技术的特点：由于试样用量少，试样内的温度梯度较小且气体的扩散阻力下降，对于功率补偿型DSC有热阻影响小的特点。 应用：1.纯度分析 2.定量分析 3.纯度分析 4.比热容测定 第 2 页共10 页