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移率、亚阈值斜率以及阈值电压分别为316cm2／V-s、69．3mV／dec和0．17V；单栅SOl MOS 晶体管的有效载流迁移率和亚阈斜率分别为327cm2／V-s和68．7mV／dec。可见，新结构双栅器件的有效载流子迁移率和亚阈值区特性已经非常接近单栅SOI MOS晶体管。

难熔金属栅CMOS器件

当多晶硅栅MOSFET栅长缩小到亚0．1μm和栅氧化层厚度减薄到3．0nm以下时，过高的栅电阻、日益严重的硼穿透现象和多晶硅栅耗尽效应成为进一步提高CMOS器件性能的瓶颈，而难熔金属栅则会成为目前可以想象的最有希望的替代技术，用金属作栅电极，可以从根本上消除B穿透现象和栅耗尽效应，同时获得非常低的栅电极薄层电阻。

我们采用W／TiN复合金属栅新结构成功地研制出性能优良的难熔金属栅CMOS器件，为今后开发金属栅MOS器件奠定了基础。图2给出了我们研制的栅长为90nm的W／TiN复合金属栅CMOS器件的ID-V，亚阈值特性曲线。

改进型垂直沟道双栅器件

双栅器件由于增加了一个栅的控制能力，可以改善器件特征尺寸缩小后带来的很多问题，双栅器件可以获得高电流驱动能力，短沟效应可以控制得很好，器件关态电流较小，亚阈值斜率陡直，因此双栅器件被认为是下几个技术代采用的器件结构。

我们在大量研究各种双栅器件的基础上，提出了改进型垂直沟道双栅器件结构，并提出了新的工艺集成方案。该器件结构采用的是硅台技术，与外延工艺相比，这种工艺相对简单，易于实现自对准的双栅结构，易于与传统IC工艺兼容。该结构的特点主要有：(1) 首次在垂直沟道双栅器件中引入LDD结构，进一步提高了器件性能；(2)首次在垂直沟道双栅器件中引入HALO结构，使得在短沟器件中实现沟道方向上非均匀掺杂成为可能，有利于在抑制穿通、降低泄漏电流的同时提高驱动电流；

(3)设计了栅体相连的垂直沟道栅控混合管器件，以实现动态阈值，解决提高速度与降低功耗的固有矛盾；(4)该结构有利于降低自加热效应和浮体效应。

DSOI器件

由于SOI技术减小了源漏的寄生电容，SOl电路的速度相对于传统体硅电路有了很大的提高，同时SOl器件还具有短沟道效

应小、特别适合于低压低功耗电路、工艺简单等一系列优点，因此国内外很多微电子学家预测，SOl技术将成为硅集成电路技术的主流工艺。然而SOl器件也存在着浮体效应和自热效应等严重的问题，从而大大限制SOl技术的推广应用。由于埋氧的热导率很低，使得SOl器件的热阻很大，因而SOl器件存在着自热效应，使得SOl器件工作时的温度过高，从而使迁移率降低，影响了器件的性能。为了消除这一效应，提出了新的器件结构DSOI，如图3所示，即源漏下方有埋氧而沟道下方没有埋氧的新的器件结构。这种结构既保留了原SOl器件源漏电容较小的特点，又有利于器件的散热，从而具有良好的性能，同时由于沟道下方没有埋氧，因而DSOI器件的沟道与衬底之间是导通的，该器件可以克服浮体效应。

我们已经成功地制作出性能优良的DSOI器件。图4为是DSOI、普通SOl、体硅三种结构器件的输出特性比较。DSOI器件的饱和电流在小的栅压下小于SOl和体硅器件。这是由于过渡区引起栅的弯曲造成的。在高的栅压和漏端电压下，SOl器件的电流由于自热效应下降明显，低于同样情况下的DSOI器件。这证明了DSOI器件有良好的热特性。

SON器件

SOl器件已经被列入下几个技术代的优选器件结构之一，但由于其存在固有的埋氧二维电场效应及自加热效应，使它的应用受到限制。通过我们的研究发现，采用SON技术可以改进这些问题，同时获得更好的性能。与SOl器件相比，

SON(Silicon-on-Nothing)MOS器件由于埋介质层介电常数的减小，大大减小了埋氧二维电场效应的影响，短沟效应、DIBL 效应可以大大降低，可以获得较为陡直的亚阈值斜率，而且可以通过控制硅膜厚度和背面介质层厚度，得到很好的短沟特性，同时可以改善SOl器件的自加热效应，被认为是代替SOI 技术的一个首选结构。

图5给出了SON与SOl器件输出特性的对比，两种器件的阈值电压调整到使得器件在漏电压为Vns=O．5V时lr：lOnA／lxm。

两种器件的沟道长度均为L=O．051xm，硅膜厚度为10nm。从图中可以看出，SON器件有更大的驱动电流。

n沟SOI特基势垒晶体管

肖特基势垒隧道晶体管(Schottky Barrier

Tun-aeling-effect Transistor，简称sBTr)是一种基于新的工作原理的MOSFET。和传统的MOSFET相比只是利用金属硅化物形成的肖特基结取代了原来的源漏pn结。当器件尺寸缩小到亚0．11xm以后，由于两个肖特基结的势垒相互影响，使得V(；二0时的源漏隧穿电流可以变得很小，而较大的V(；町以调节势垒形状，使肖特基势垒变薄，从而可以保证较大的源漏电流，形成明显的开关态电流比。SBTF是通过栅压调节源肖特基势垒的厚薄实现关断和开启、通过积累层实现导通的。

我们已经在SOl衬底上制备了沟道长度分别为100nm和60nm 的SBTF，其中源漏接触区的硅化物采用了Comi2。栅线条的刻蚀是利用开发的新型侧墙图形转移技术。采用该技术制备亚

0．1微米栅条，目前初步流片工作已经完成，得到的实验结果如图6，不是很理想，有待从参数选取、工艺上进一步改进，

栅长为70nm的CMOS器件

为了制作亚100nm半导体器件，在器件制备工艺技术方面做了大量工作，例如，已经成功开发了多种制备亚50nm多晶硅细线条的新方法，采用电子束光刻加灰化工艺已经得到了最细为31nm的多晶硅细线条，利用侧墙转移技术已经成功得到了40nm 的多晶硅细线条等，为我们今后开展亚50nm器件和电路的研制奠定了基础。已经开发出了高质量的2．0nm和1．5nm强化氮化超薄栅氧化介质膜制备工艺，并深入研究了超薄栅介质的特性。创新地把''N'注入硅衬底再氧化的技术用到2．0nm和1．5nm的氮化氧化栅介质膜的制备』：，获得了比通常N20退火氮化氧化膜更薄、更优良的介质膜。

在应用大量新工艺技术的基础上初步进行了工艺集成方面的工作，已经成功实现了性能优良的栅长为70nm的体硅器件：

和环振、栅长为150nm的凹陷沟道S01器件和环振，并初步实现了双栅自对准器件、垂直沟道器件等多种新型结构器件的制备。图7为栅长70nm的MOS器件的SEM照片，图8为70nm器件的转移特性曲线。

结论

以上介绍的只是本项目研究过程中取得的部分阶段性成果，虽然有些结果还比较初步，但已经看出了这些结构潜在的优势，相信通过更深入的研究工作，进一步优化工艺参数和结构参数，必将可以得到更为理想的结果。

特别说明：本文介绍的成果是973项目"系统芯片(System On A Chip)中新器件新工艺基础研究"的成员单位北京大学、中国科学院微电子中心和清华大学的数十位研究人员共同取得的，特

此说明。

本文摘自《中国集成电路》

半导体器件工艺基础知识

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

半导体器件基础测试题

第一章半导体器件基础测试题（高三） 姓名班次分数 一、选择题 1、N型半导体是在本征半导体中加入下列物质而形成的。 A、电子； B、空穴； C、三价元素； D、五价元素。 2、在掺杂后的半导体中，其导电能力的大小的说法正确的是。 A、掺杂的工艺； B、杂质的浓度： C、温度； D、晶体的缺陷。 3、晶体三极管用于放大的条件，下列说法正确的是。 A、发射结正偏、集电结反偏； B、发射结正偏、集电结正偏； C、发射结反偏、集电结正偏； D、发射结反偏、集电结反偏； 4、晶体三极管的截止条件，下列说法正确的是。 A、发射结正偏、集电结反偏； B、发射结正偏、集电结正偏； C、发射结反偏、集电结正偏； D、发射结反偏、集电结反偏； 5、晶体三极管的饱和条件，下列说法正确的是。 A、发射结正偏、集电结反偏； B、发射结正偏、集电结正偏； C、发射结反偏、集电结正偏； D、发射结反偏、集电结反偏； 6、理想二极管组成的电路如下图所示，其AB两端的电压是。 A、—12V； B、—6V； C、+6V； D、+12V。 7、要使普通二极管导通，下列说法正确的是。 A、运用它的反向特性； B、锗管使用在反向击穿区； C、硅管使用反向区域，而锗管使用正向区域； D、都使用正向区域。 8、对于用万用表测量二极管时，下列做法正确的是。 A、用万用表的R×100或R×1000的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转； B、用万用表的R×10K的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转； C、用万用表的R×100或R×1000的欧姆，红棒接正极，黑棒接负极，指针偏转； D、用万用表的R×10，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转； 9、电路如下图所示，则A、B两点的电压正确的是。 A、U A=3.5V，U B=3.5V，D截止；

第1章课后习题参考答案

第一章半导体器件基础 1．试求图所示电路的输出电压Uo，忽略二极管的正向压降和正向电阻。 解： （a）图分析： 1）若D1导通，忽略D1的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=1V，U D2=1-4=-3V。即D1导通，D2截止。 2）若D2导通，忽略D2的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=4V，在这种情况下，D1两端电压为U D1=4-1=3V，远超过二极管的导通电压，D1将因电流过大而烧毁，所以正常情况下，不因出现这种情况。 综上分析，正确的答案是U O= 1V。 （b）图分析： 1.由于输出端开路，所以D1、D2均受反向电压而截止，等效电路如图所示，所以U O=U I=10V。

2．图所示电路中， E

解： （a）图 当u I＜E时，D截止，u O=E=5V； 当u I≥E时，D导通，u O=u I u O波形如图所示。 u I ωt 5V 10V uo ωt 5V 10V （b）图 当u I＜-E=-5V时,D1导通D2截止，uo=E=5V； 当-E＜u I＜E时，D1导通D2截止，uo=E=5V； 当u I≥E=5V时，uo=u I 所以输出电压u o的波形与（a）图波形相同。 5．在图所示电路中，试求下列几种情况下输出端F的电位UF及各元件(R、DA、DB)中通过的电流：( 1 )UA=UB=0V；( 2 )UA= +3V，UB = 0 V。( 3 ) UA= UB = +3V。二极管的正向压降可忽略不计。 解：（1）U A=U B=0V时，D A、D B都导通，在忽略二极管正向管压降的情况下，有：U F=0V mA k R U I F R 08 .3 9.3 12 12 = = - =

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

温湿度文献综述

学校代码： 学号： HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 文献综述 题目仓储温湿度报警系统的设计 学生姓名 专业班级电气工程及其自动化二班 学号 系（部）电气信息工程系 指导教师(职称)蒋威（讲师） 完成时间 2011年 3 月 1日

仓储温湿度报警系统的设计综述 摘要：为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测 工作，并及时报警提示。本文根据粮仓环境测试的特点，应用现代检测理论，对温室的温度、湿度等环境因子进行自动检测，并实现报警功能，首先介绍了粮仓自动监测系统的发展背景及现状，指出在控制监测方面存在的问题和需要进一步深入探讨、研究的各个方面。 关键词：粮仓、单片机、监测、传感器 目前，关于这类监测系统的研究，国内外公开发表的文献不多，下面是关于 单片机自动监测的一些主要文献： 文献[1] 这本书从应用角度出发，精选了国内外最新流行的智能仪器与数据采集系统中的一些有特色、功能很强的新型集成电路20多类100余种。内容涉及仪用放大器，运算放大器，隔离放大器，变送器，A／D、 D／A变换器， LED、LCD驱动器，看门狗定时器，UP电源监控器，数字电位器，闪烁存储器，实时时钟等器件。所优选的每一种器件除阐述其基本功能、电路特点、性能参数和管脚说明之外，更突出器件的使用方法和应用电路。对智能仪器设计、数据采集、自动控制、数字通信和计算机接口这部分设计具有很高的使用和参考价值。 文献[2] 这本书是"单片机应用技术丛书"中专门介绍单片机应用系统软件 设计的一本著作。书中总结了作者多年来在80C51系列单片机应用系统软件设计 中的实践经验，归纳出一整套应用程序设计的方法和技巧。在内容安排上，不仅 有实现功能要求的应用程序设计步骤、子程序、监控程序及常用功能模块设计方法，还以较大篇幅介绍了提高系统可靠性的抗干扰设计和容错设计技术以及程序测试的正确思想方法。附录中向读者提供了完整的系统程序设计样本和经过多年使用考验的定点运算子程序库与浮点运算子程序库的程序文本、注释及使用方法。对于本次设计主要参考的是应用程序设计步骤、子程序、监控程序及常用功能模块设计方法这一部分的内容。 文献[3] 提出MCS-51系列单片机应用系统的构成和设计方法。详细地阐述 了应用系统的前向通道（传感器通道接口）、后向通道（伺服驱动、控制通道接 口）、人机对话通道和相互通道（单片机应用系统之间的通信接口）的结构设计、

模电基础知识教程

模电基础教程 01单元半导体器件基础 半导体的导电特性 导体、绝缘体和半导体 本征半导体的导电特性 杂质半导体的导电特性 PN结 晶体二极管 二极管的结构与伏安特性 半导体二极管的主要参数 半导体二极管的等效电路与开关特性 稳压二极管 晶体三极管 三极管的结构与分类 三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用 三极管的特性曲线 三极管的主要参数 三极管的开关特性 场效应管 结型场效应管 绝缘栅型场效应管 特殊半导体器件 发光二极管 基本放大电路的工作原理 基本放大电路的组成 直流通路与静态工作点 交流通路与放大原理 放大电路的性能指标

放大电路的图解分析法 放大电路的静态图解分析 放大电路的动态图解分析 输出电压的最大幅度与非线性失真分析 微变等效电路分析法 晶体管的h参数 晶体管的微变等效电路 用微变等效电路法分析放大电路 静态工作点的稳定 温度变化对静态工作点的影响 工作点稳定的电路 场效应管放大电路 场效应管放大电路的静态分析 多级放大电路 多级放大电路的级间耦合方式 多级放大电路的分析方法 放大电路的频率特性 单级阻容耦合放大电路的频率特性 多级阻容耦合放大电路的频率特性 03单元负反馈放大电路反馈的基本概念和分类 反馈的基本概念和一般表达式 反馈放大电路的类型与判断 负反馈放大电路基本类型举例 电压串联负反馈放大电路 电流并联负反馈放大电路 电流串联负反馈放大电路 电压并联负反馈放大电路 负反馈对放大电路性能的影响 降低放大倍数 提高放大倍数的稳定性

展宽通频带 减小非线性失真 改变输入电阻和输出电阻 负反馈放大电路的分析方法 深度负反馈放大电路的近似计算 *方框图法分析负反馈放大电路 04单元功率放大器功率放大电路的基本知识 概述 甲类单管功率放大电路 互补对称功率放大电路 OCL类互补放大电路 OTL甲乙类互补对称电路 复合互补对称电路 05单元直接耦合放大电路 概述 直接耦合放大电路中的零点漂移 基本差动放大电路的分析 基本差动放大电路 基本差动放大电路抑制零点漂移的原理 基本差动放大电路的静态分析 基本差动放大电路的动态分析 差动放大电路的改进 06单元集成运算放大器集成电路基础知识 集成电路的特点 集成电路恒流源 有源负载的基本概念 集成运放的典型电路及参数 典型集成运放F007电路简介 集成运放的主要技术参数

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。

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:

信息论论文

信息科学技术概论课程报告 姓名: 葛坤 专业: 11级电子信息工程A班 学号: 1115102016 日期2013年3月1日—2013年4月26日

一、研究内容 信息科学 信息科学是以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，以计算机等技术为主要研究工具，以扩展人类的信息功能为主要目标的一门新兴的综合性学科。 信息科学由信息论、控制论、计算机科学、仿生学、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相结合而形成的。 信息科学技术主要研究信息的产生、获取、存储、传输、处理及其应用。其中以微电子、计算机、软件、通信讯技术为主导，微电子是基础，计算机及通信设施是载体，而软件是核心，是计算机的灵魂。 信息，既是信息科学的出发点，也是它的归宿。具体来说，信息科学的出发点是认识信息的本质和它的运动规律；它的归宿则是利用信息来达到某种具体的目的。 信息概念 信息是人类对自然世界的了解的物化形式，信息的概念可以在两个层次上定义： 1、本体论意义的信息是事物运动的状态和状态变化的方式，即事物内部结构和外部联系的状态和方式。 2、认识论意义的信息是认识主体所感知、表达的相应事物的运动状态及其变化方式，包括状态及其变化方式的形式、含义和效用。 信息并非事物本身，而是表征事物之间联系的消息、情报、指令、数据或信号。 信息的主要特征有：可量度、可识别、可转换、可存储、可处理传递、可再生、可压缩、可利用、可共享、主客体二重性等。 信息的产生、存在和流通，依赖于物质和能量，没有物质和能量就没有能动作用。信息可以控制和支配物质与能量的流动。 数据、信息、知识和智慧 数据是未加工过的“信息”； 信息通过将事实和给定的语境关联而导出； 知识将某语境中的信息和在不同语境中得到的信息相关联； 智慧是从完全不同的知识导出的一般性原理。 信息论概念 信息论是研究信息的产生、获取、变换、传输、存贮、处理识别及利用的学科。信息论还研究信道的容量、消息的编码与调制的问题以及噪声与滤波的理论等方面的内容。信息论还研究语义信息、有效信息和模糊信息等方面的问题。 信息论有狭义和广义之分。狭义信息论即申农早期的研究成果，它以编码理论为中心，主要研究信息系统模型、信息的度量、信息容量、编码理论及噪声理论等。广义信息论又称信息科学，主要研究以计算机处理为中心的信息处理的基本理论，包括评议、文字的处理、图像识别、学习理论及其各种应用。广义信息论则把信息定义为物质在相互作用中表征外部情况的一种普遍属性，

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

高等学校“半导体器件物理”的全英文课程建设

高等学校“半导体器件物理”的全英文课程建设 随着我国高等教育的发展，课程建设的开放性和国际化成为我国高校教育改革的重要课题和发展方向。本文着重介绍了“半导体器件物理”全英文课程建设的必要性和可行性，并以上海工程技术大学电子封装技术专业近期开展的“半导体器件物理”全英文课程建设为实例，阐述了师资队伍建设、教材建设方面的情况。 标签：全英文教学；半导体器件物理；课程建设 一、背景介绍 近年来，随着中国经济的飞速发展，文化、科技、教育等诸多领域的国际交流与合作也日益频繁。借鉴国外著名大学的办学理念和管理模式，利用世界优质教育资源，提升教育水平，造就具有国际竞争能力的复合型创新人才，正成为我国教育改革与发展的新方向。而具有国际竞争能力的高级人才的培养就直接决定了专业课程实施全英文教学的重要性和必然性。[1]为推动国际化办学进程，提升国际化教学水平，构建国际教育课程体系，促进优秀人才培养，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中更是明确提出了开展全英语教学课程建设。[2] “半导体器件物理”是微电子及其相关从业人员所必须了解和掌握的一门课程，是相关材料学、电子学、光学等学科的学科基础必修课。在全国各高校的本科生教育中，该课程目前普遍采用中文教材，中文授课。大学生普遍所用教材则是施敏（Simon M·Sze）所著的Physics of Semiconductor Devices的中文译本，其中很多术语都与国际同类专业教育、大型半导体企业生产脱节，尤其与以欧美为主导的半导体企业教材大相径庭。 二、课程建设 1.教师能力的建设 全英文教学不是纯粹的英语教学，而是借助英语这个平台向学生传授专业知识。授课教师不仅要具有较强的英语听说读写能力，还必须掌握专业知识。甚至全英文教学对教师在专业知识方面的要求要超过母语，所以，全英文教学要求授课老师拥有更宽广、更扎实、更过硬的专业知识结构和能力。 2.教材建设 在“半导体器件物理”的全英文课程建设中，教材的建设相对简单，施敏所著的Physics of Semiconductor Devices是国内外高校公认的经典教材。 我们考虑到学生英语知识水平有高有低的问题，参考书采用中文书籍和英文书籍相结合的方式，主要采用由Pierret所著的北京电子工业出版社于2004年出

电子技术基础课的专业能力培养

电子技术基础课的专业能力培养 摘要：“以能力为本位”是职业教育课程改革的基本理念。电子技术基础课应培养学生的专业能力，包括电子元件的识别、判断能力，读图、记图能力，查阅资料、使用仪器仪表的能力和知识迁移的能力。实施“实践先导法”、采用“理(理论) 实(实践)一体”教学模式是培养专业能力的有效途径和方法。 关键词：电子技术基础课；能力目标；教学内容；培养模式 职业教育的目标是培养掌握本专业必备的基础理论和专业知识，具有从事本专业实际工作需要的全面素质和综合职业能力的技能型人才。而技能的形成要经过一个由简单到复杂、由低级到高级循序渐进的发展过程，这就要求教学要先从基础技能的训练抓起，把对学生技能的培养贯穿于整个专业教学过程的始终。本文拟对电子电器应用与维修专业在电子技术基础课中怎样培养学生的专业技能问题作初步探讨 一、明确能力目标 通过职业分析所构建的专业能力体系中与电子技术基础课相关的专业能力如下图所示： 在上述专业能力体系中，重点谈一谈以下几个方面的专业能力的培养问题。 1．电子元件的识别、判断能力。每台电子设备都是由许多电子元件组成的，每一个电子元件在电子设备中都起着非常重要的作用。因此，学生必须具有对元器件的鉴别能力。元器件的鉴别主要包括两部分内容：一是常用元器件识别，二是元器件质量的判断。元器件质量的鉴别主要是训练学生使用万用表鉴别元器件质量的方法与技巧。 2．读图、记图能力。任何复杂的家电整机电路都是由一个个简单的基本的电路单元组合而成的。掌握这些基本电路单元最简捷的方法就是熟记基本单元电路图，这也是了解整机原理的主要方法。掌握了各种基本电路单元就像积累了大量的建筑材料，可以盖起各式各样的楼房。若基本电路单元不熟，就不可能了解整机，当然修理也就无从下手。 3．查阅资料、使用仪器仪表的能力。修理过程中要涉及大量元器件，这些元器件的性能不可能一一熟记。要训练学生正确使用工具书、手册、图表的能力。维修过程一般可分为检查和处理两项，检查的手段多为测量。因此,要训练学生正确使用常用仪表的能力。在高一阶段应着重教会学生使用万用表、示波器、信号发生器等仪器仪表。

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

半导体器件工艺课程设计

2016年半导体器件与工艺课程设计 设计报告 项目名称 SRAM读写特性设计 参与者姜云飞黄思贤牛永文 所在学院电子科学与应用物理学院 专业年级电子科学与技术13-1班 指导教师宣晓峰 报告人牛永文 时间 2016.6

一、课程设计的内容与题目要求 1、内容 设计一个SRAM与非门，分析其读写特性。 SRAM结构 2、题目要求 的NMOS，在MDRAW下对器件1）MDRAW工具分别设计一个栅长为0.18m 必要的位置进行网格加密； 2）先通过dessis模拟确定NMOS的转移特性，确定器件结构、掺杂及阈值电压等无错误。 3）再根据设计目标，确定SRAM的网表，其负载电容取3e-13F（模拟在位线负载电容等）； 4）编制dessis模拟程序，在模拟程序中设定SRAM中各组件的连接，分析此器件的读写特性； 5）应用INSPECT工具对比输入信号、输出信号和电流信号，查看其性能； 6）调节电路设计以及NMOS的结构（栅宽、栅氧厚度、掺杂等），优化其读写速度。 二、课程设计的工艺流程 1、器件构建

的NMOS管(如图1.1) 运用MDRAW工具设计一个栅长为0.18m 图 1.1 2、器件掺杂 运用MDRAW对设计好的NMOS进行掺杂（如图1.2和图.3） 图 1.2

图1.3 3、网络生成 掺杂完成后，点击Mesh—Build Mesh，构建网络（如图1.4） 图1.4

三、课程设计的仿真结果 1、dessis模拟NMOS管的特性 1）dessis程序的编写 File{ Grid=”Nmos2_mdr.grd” Doping=”Nmos2_mdr.dat” Plot=”nmos_des.dat” Current=”nmos_des.plt” Output=”nmos_des.log” } Electrode{ {Name=”source”Voltage=0.0} {Name=”drain”Voltage=0.1} {Name=”gate”Voltage=0.0 Barrier=-0.55} {Name=”s”Voltage=0.0} } Plot{ eDensityhDensityeCurrenthCurrent Potential SpaceChargeElectricField eMobilityhMobilityeVelocityhVelocity Doping DonorConcebtration AcceptorConcentration } Physics{ Mobility (DopingDepHighFieldSatEnormal) EffectivelntrinsicDensity(BandGapNarrowing (OldSlotboom)) } Math{ Extrapolate RelErrControl } Solve{ Poisson Coupled{Poisson Electron} Quasistatioonary (Maxstep=0.05 Goal{name=”gate” voltage=2.0}) {Coupled{Poisson Electron}}

模拟电子技术基础-第1章 常用半导体器件题解

第一章 常用半导体器件 自 测 题 一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。 （1）在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。（ ） （2）因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（ ） （3）PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（ ） （4）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。 （ ） （5）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R G S 大的特点。（ ） （6）若耗尽型N 沟道MOS 管的U G S 大于零，则其输入电阻会明显变小。（ ） 解：（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）× 二、选择正确答案填入空内。 （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. I S e U B. T U U I e S C. )1e (S －T U U I （3）稳压管的稳压区是其工作在 。 A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿 （4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 。 A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏 （5）U G S ＝0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 。 A. 结型管 B. 增强型MOS 管 C. 耗尽型MOS 管 解：（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C

三、写出图T1.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。 图T1.3 解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V， U O6≈－2V。 四、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Z mi n＝5mA。求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。 图T1.4 解：U O1＝6V，U O2＝5V。

《电工基础教学大纲》课程教学大纲

《电工基础》课程教学大纲 （适用于电气自动化控制设备安装与维修专业，初中起点3年制中级工） 一、课程性质与任务 1.课程性质 课程性质：楼宇自动控制设备安装与维修专业的技术基础课程，是研究电工学和电子技术的一门专业基础课。 2.课程任务 通过本课程的学习，学生应获得电工与电子技术的基本理论、基本知识和基本技能，为学习后续课程和专业知识打下理论基础和实践基础，并具有将电工、电子技术应用于本专业和发展本专业的一定能力。 二、参考学时 每周4个学时，14个自然周，共56个学时。 三、课程目标 1.知识目标 1.电工与电子技术中的基本概念和基本原理； 2.常用电子设备和电子器件的特性及应用范围、途径; 3.电的基本规律和电路的分析方法； 4.一般电气设备的使用、维护和安全用电知识； 5.半导体器件基础和模拟、数字电子技术知识； 6.电工电子实验技能和方法所需理论基础 2.技能目标 1.能阅读简单的电路原理图及设备的电路方框图； 2.具有查阅手册等工具书和设备铭牌、产品说明书、产品目录等资料的能力； 3.能理论分析判断电路及电子元件的简单故障； 4.具有收集整理实验数据，绘制特性曲线，完整地写出规范实验报告的能力 3.职业素养目标 1.初步具备辨证思维和逻辑分析的能力； 2.树立理论联系实际的科学观点，培养科学的工作作风，具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识、创新精神； 3.加强职业道德意识。培养学生工程质量意识和工作规范意识以及严谨、认真的工作态度。

四、课程内容和要求

四、教学基本要求 1、使学生学会以下分析和计算方法： 1.1 直流电路的基本分析和计算方法 1.2 交流电路的基本分析和计算方法 1.3 模拟电路的基本分析和计算方法 2、培养学生以下几方面的初步能力： 2.1 认识常用电工、电子元器件，了解其基本用途 2.2 使用常用测试仪器仪表（如：万用表、示波器、信号源等）的能力 2.3 掌握识别和判断电子元器件好坏的能力 2.4 掌握一般电路和基本放大电路的分析方法和应用能力 2.5掌握常见电路故障的分析、判断与排除能力 五、实施建议 1.教材要求 1）《电工基础》作者：邵展图，中国劳动社会保障出版社 2.教学条件 （1）软硬件条件 30人同时操作的电工实训室。 （2）师资条件 具有理论与实践一体化师资 3.教学方法 教学方法主要以以下方法为主： （1）“以语言传递信息为主的方法”，包括讲授法；谈话法；讨论法；读书指导法等。 （2）“以直接感知为主的方法”，包括演示法；参观法等。 （3）“以实际训练为主的方法”，包括练习法；实验法；实习作业法。 4.教学评价 本课程的考核以期末考试的成绩与平时成绩相结合的方法进行，课内实训安排在课程结束时以综合作业形式完成，纳入平时成绩进行考核。 具体评价方法是：平时成绩占20；学习任务完成情况占40；期末考试占40； 5.课程资源的开发和利用 本课程的专业基本必修课程包括：电工基础、工程识图与CAD、机械常识、气液传动、