微电子器件(2-6)
微电子器件(3-6)
I B rb
rb
1 8
R口B1
圆环形基极结构的 rcb 很小，可以忽略。
双基极条：
rbb
C 2lS b
Sb 6l
R口B3
d 2l
R口B2
Se 12l
1
R口B1
圆环形基极：rbb
dS d B
2 2
4C
1 2
ln
dB Se
R口B2
8
R口B1
rb
2 Se 2
dr
R口B2 2
dB Se
3.6.3 rb’ 与 rcb
在产生电阻 rb’ 与 rcb 的基区内，基极电流是随距离变化的 分布电流 Ib(y)，因此这个区域内的基极电阻是分布参数而不是 集中参数。但是对于了解一些现象的物理机理，以及对于一些 简化的工程计算及电路研究而言，可以采用 等效电阻 的概念。 这里的等效 ，是指 集中电流 IB 在等效电阻上消耗的功率 与 分布电流 Ib(y) 在相应的基区内消耗的实际功率 相等。
3.6 基极电阻
把基极电流 IB 从 基极引线 经 非工作基区 流到 工作基区 所 产生的电压降，当作是由一个电阻产生的，称这个电阻为 基极 电阻，用 rbb’ 表示。由于基区很薄，rbb’ 的截面积很小，使 rbb’
的数值相当可观，对晶体管的特性会产生明显的影响。
以下的分析以 NPN 管为例。
基极电阻 rbb’ 大致由 4 部分串联构成：
双基极条结构的 rb’ 分布电流为 I b ( y ) dy 段上的电阻为dy lI b ( y Nhomakorabea IB 2
IB Se
y，
R口B1 ,
Ib(y) 在 dy 段电阻上的功耗为
电子科技大学《微电子器件》课程重点与难点
重点与难点第1章半导体器件基本方程一般来说要从原始形式的半导体器件基本方程出发来求解析解是极其困难的，通常需要先对方程在一定的具体条件下采用某些假设来加以简化，然后再来求其近似解。
随着半导体器件的尺寸不断缩小，建立新解析模型的工作也越来越困难，一些假设受到了更大的限制并变得更为复杂。
简化的原则是既要使计算变得容易，又要能保证达到足够的精确度。
如果把计算的容易度与精确度的乘积作为优值的话，那么从某种意义上来说，对半导体器件的分析问题，就是不断地寻找具有更高优值的简化方法。
要向学生反复解释，任何方法都是近似的，关键是看其精确程度和难易程度。
此外，有些近似方法在某些条件下能够采用，但在另外的条件下就不能采用，这会在后面的内容中具体体现出来。
第2章PN结第2.1节PN结的平衡状态本节的重点是PN结空间电荷区的形成、内建电势的推导与计算、耗尽区宽度的推导与计算。
本节的难点是对耗尽近似的理解。
要向学生强调多子浓度与少子浓度相差极其巨大，从而有助于理解耗尽近似的概念，即所谓耗尽，是指“耗尽区”中的载流子浓度与平衡多子浓度或掺杂浓度相比可以忽略。
第2.2节PN结的直流电流电压方程本节的重点是对PN结扩散电流的推导。
讲课时应该先作定性介绍，让学生先在大脑中建立起物理图象，然后再作定量的数学推导。
当PN结上无外加电压时，多子的扩散趋势正好被高度为qV b.的势垒所阻挡，电流为零。
外加正向电压时，降低了的势垒无法阻止载流子的扩散，于是构成了流过PN结的正向电流。
正向电流的电荷来源是P区空穴和N区电子，它们都是多子，所以正向电流很大。
外加反向电压时，由于势垒增高，多子的扩散变得更困难。
应当注意，“势垒增高”是对多子而言的，对各区的少子来说，情况恰好相反，它们遇到了更深的势阱，因此反而更容易被拉到对方区域去，从而构成流过PN结的反向电流。
反向电流的电荷来源是少子，所以反向电流很小。
本节的难点是对有外加电压时势垒区两旁载流子的运动方式的理解、以及电子（空穴）电流向空穴（电子）电流的转化。
微电子器件基础PPT全套课件
电子管的发明
1883年，美国发明家爱迪生 （T· A· Edison，1847—1931）发现了 热的灯丝发射电荷的现象，并被称之为 “爱迪生效应”。 1897年，英国物理学家汤姆逊 （J· J· Thomson1856～1940 ）解释了 这种现象，并把带电的粒子称为“电 子”。 1904英国伦敦大学电工学教授弗莱明 （S· J· A· Fleming1849～1945）研制出检测 电波用的第一只真空二极管，从而宣告 人类第一个电子二极管的诞生。
SW uP
MPEG ROM
PCB
ROM ATM ASIC
SW
FPGA
SW
SW
SRAM ROM
uP Core
MPEG ROM
FPGA A/D Block
ATM Glue Logic
SOC
SoC Example
R O M
D R A M
CPU
DSP
FPGA
SRAM
Flash
Switch
Fabric
Al V Rc Rb in out n SiO2 E n+ p n n+ B
300 Cu Strained Si high-K metal
300 ? Strained Si high-K metal
SiO2 poly Si
SiO2 poly Si
SiO2 poly Si
The limit for oxide -0.8 nm Dielectrics with high k= HfO2, ZrO2… Polysilicon metal
2009 0.045 64G 520 620 2500 8-9 0.6-0.9 300
微电子技术微型电子器件与电路的研究与应用
微电子技术微型电子器件与电路的研究与应用微电子技术是近年来快速发展的一门前沿技术，它涉及微型电子器件和电路的设计、制造、测试和应用等多个领域。
本文将介绍微电子技术在微型电子器件与电路研究和应用方面的一些重要进展和应用案例。
一、微电子器件的研究与应用1. MOSFETMOSFET是微电子器件中的一种关键器件，它是现代集成电路的基础。
通过研究不同工艺参数对MOSFET性能的影响，可以实现器件的优化设计。
同时，MOSFET在数字电路、模拟电路和功率电子等领域都有广泛应用。
2. MEMSMEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）是一种将微机械系统与微电子技术相结合的新颖技术。
通过微纳加工工艺，制造出微小的机械结构，并借助电子技术对其进行控制和感知。
MEMS在加速度计、陀螺仪、微型传感器等领域有广泛应用。
3. NEMSNEMS（Nano-Electro-Mechanical Systems）是MEMS技术的延伸，主要研究纳米尺度的微型机械系统。
NEMS的特点是尺寸更小、力学性能更好，具有更高的灵敏度和更低的功耗。
NEMS在生物传感、纳米机器人等领域有重要应用前景。
二、微型电子电路的研究与应用1. 集成电路集成电路是将数百万甚至上亿个微型电子器件集成在一个芯片上的产物。
通过研究不同的集成电路设计与制造工艺，可以实现电路的小型化、高速化和低功耗化。
集成电路在计算机、通信、消费电子等领域的应用十分广泛。
2. 射频电路射频电路是指在无线通信系统中起中频、射频信号放大与处理的电路。
通过研究射频电路的设计和优化，可以实现无线通信设备的高性能和高可靠性。
射频电路在无线电通信、雷达、卫星通信等领域发挥重要作用。
3. 数模混合电路数模混合电路是指将数字电路和模拟电路相结合的电路。
它能够在数字信号处理的同时实现高精度的模拟信号处理，具有广泛的应用前景。
数模混合电路在音频处理、图像处理、模拟信号采集等领域有重要作用。
微电子器件封装技术的优化与创新
微电子器件封装技术的优化与创新微电子器件是现代电子技术的基础，它的封装技术也是电子制造业中不可或缺的一部分。
随着科技的发展和创新，微电子器件封装技术也在不断地进行优化和创新，以满足日益增长的市场需求。
本文将探讨微电子器件封装技术的优化与创新，以及未来的发展趋势。
一、微电子器件封装技术的发展历程微电子器件封装技术最初出现在20世纪50年代。
当时的封装方式主要是使用外框、连接线、引脚等元器件进行封装。
后来，随着集成电路技术的不断发展，微电子器件的封装技术也在不断地进行更新换代。
目前，微电子器件的封装方式主要分为裸芯片封装和模块化封装两种。
其中，裸芯片封装是指将芯片直接固定在印刷电路板上，并进行导线连接，免去其他部件的使用；而模块化封装则是将芯片、电源、传感器等元器件放置在一起，形成一个整体模块。
二、微电子器件封装技术的优化与创新1. 封装材料的多元化在传统的微电子器件封装技术中，使用的封装材料主要是塑料和陶瓷。
但随着人们对封装材料性能的要求不断提高，越来越多的新型封装材料也被引入使用。
例如，金属基板、硅胶、环氧树脂等材料的应用，可以提高封装材料的耐热性、耐腐蚀性以及抗震动性能，进一步提高了微电子器件的可靠性和性能稳定性。
2. 封装工艺的精细化封装工艺的精细化是微电子器件封装技术创新的另一个方向。
目前，很多公司都在研究和使用微纳米技术，将封装工艺做的更加细致化。
例如，采用微纳米技术可以实现微纳米级别的电子线路制作和微型结构制造，使得微电子器件封装更加精细化。
3. 三维封装技术三维封装技术是指将芯片垂直堆叠，以达到空间利用效率的最大化。
与传统封装技术相比，三维封装技术具有更小的体积、更高的集成度和更快的传输速度等优点。
这种技术的应用已经广泛进入到手机、电脑、平板等产品中，有望成为未来微电子器件封装技术的发展趋势。
三、未来的发展趋势1. 大规模集成未来的微电子器件封装技术将实现更高的功率密度、更多的信号处理功能、更快的运算速度和更低的功耗水平。
微电子器件(2-1)
Emax
s
qN0
Emax
（2-8）
式中，N0
NA ND NA ND
称为 约化浓度。
4、内建电势
对内建电场作积分可得 内建电势（也称为 扩散电势）Vbi
Vbi
xn E(x) dx
xp
1 2
xn xp
Emax
s
2qN0
E2 max
1
或
Emax
2qN0
2
1
xn
s
qND
Emax
2
q
s
ND
NA (NA
ND )
Vbi
2
1
xp
s
qNA
Emax
2s
q
NA
ND (NA
ND
)
Vbi
2
1
xd xn xp
2Vbi Emax
2 s
qN0
Vbi
2
5、单边突变结的情形 对于 P+N 单边突变结，
3、耗尽区宽度
在 x = 0 处，内建电场达到最大值，
q
q
E(0)
Emax
s
xn ND s
xp NA
由上式可求出 N 区与 P 区的耗尽区宽度 及 总的耗尽区宽度，
xn
s
qND
Emax
xp
s
qNA
Emax
（2-6） （2-7）
xd
xn
微电子器件 (附答案) (第三版)
kT ln ND= NA
q
ni2
=q 1.6 ×10−19 C,= εS 1.045×10−12 F cm ,
代入 | Emax |中，得：| Em= ax | 1.52 ×104 V cm
shanren
0.757 V,
8、(1)
N
I
P
−xi1 − xn −xi1 0 xi2
xi2 + xp
在 N型区，= dE1 dx
shanren
6、
ND2
ND1
由平衡时多子电流为零
Jn
=
qDn
dn dx
+
qµn nE
=
0
得： E =− Dn ⋅ 1 ⋅ dn =− kT ⋅ 1 ⋅ dn =− kT ⋅ d ln n
µn n dx
q n dx
q dx
∫ Vbi
= − ND1 Edx ND2
= kT ln n | q
ND1 ND2
− Emax
+
E
(
x)
= q N
εs
D
x
当 x = xn 时，E(x) = 0，因此
Emax
=
−q
εs
ND xn ，于是得：
E ( x=)
q
εs)
ND
(0 ≤ x ≤ xn )
shanren
（2-5a）
3、
(1)
Vbi
= kT ln N q
A ND ni2
= 0.026× ln
5 ×1032 2.25 ×1020
2
=
3.40×10−5 cm
shanren
4、
微电子器件(2-1)
qψ ( x) n0 ( x) = nn 0 exp kT
qVbi + qψ ( x) = p0 ( x) pp0 exp − kT qVbi 2 = n0 ( x) ⋅ p0 ( x) nn0 pp0 exp − = n i kT
就可进一步求出电子和空穴的浓度分布。 PN 结能带图中的导带底 EC、价带顶 EV 与本征费米能级 Ei 均与 [ −qψ ( x) ] 有相同的形状，而平衡状态下的费米能级 EF 则是 水平的。由此可画出平衡 PN 结的能带图如下图所示。
− E ( x)
P N
EC P区
N区
− xp
x Ei
0
xn
1 2
1 2
1 2
Emax
2qN 0 = Vbi εs
1 2
5、单边突变结的情形 对于 P+N 单边突变结，
N A >> N D
N0 ≈ ND
则以上各式可简化为
1 2
P+
0
N
E
2ε s xn ≈ xd ≈ Vbi qN D
xn
xp ≈ 0
Emax
2qN D ≈ Vbi εs
在线性缓变结中，杂质分布为 ND - NA = ax ， 耗尽近似下的泊松方程为 ND − NA
xd − 2
dE q q ax = = ( ND − NA ) dx ε s εs
边界条件为
0
xd 2
x
xd xd E (− = ) E( = ) 0 2 2
积分并应用边界条件后得电场分布为
2 2x aqxd 1 − = Emax E ( x) = 8ε s xd 2
微电子器件(2-6)张庆忠陈星弼
1 ≈1+ jωτ ，得 2
qIF 直流增量电导， ，为 PN 结的 直流增量电导， 式中， 式中， gD = kT
qIFτ gDτ CD = = 扩散电容。 ，就是 PN 结的 扩散电容。 2kT 2
由上式可见， 与正向直流偏流成正比， 由上式可见，CD 与正向直流偏流成正比，即 CD ∝ IF
扩散电容的物理意义 P区
I = IF + i = IF + I1e
jωt
求扩散电容 CD 的思路 对于给定的 V1 ，求出与之相应的 I1 ，可得到 PN 结的交流 小信号导纳 Y = I1 ，Y 的实部为 PN 结小信号电导 gD ，Y 的
V 1
虚部中即包含了 PN 结的扩散电容 CD ，即
Y = gD + jωCD
区中的空穴扩散电流为例， 以 N 区中的空穴扩散电流为例，取 N 区与势垒区的边界为 坐标原点， 坐标原点，由结定律可得边界 ( x = 0 ) 处的少子浓度为
也是取决于低掺杂一侧的杂质浓度。 也是取决于低掺杂一侧的杂质浓度。
比较：势垒电容的物理意义 比较： 的变化时， 当外加电压有 ( - ∆V ) 的变化时，势垒区宽度发生变化 ， 的变化。 使势垒区中的空间电荷也发生相应的 ∆Q 的变化。
− ∆Q − Q
Q
∆Q
P区
N区
∆xp
xp
xn
∆xn
∆Q dQ CT = lim = ∆V →0 ∆ V dV
1 V qV0 q 1 jdp = pn0 exp (1+ jωτ ) 2 e jωt Lp kT kT
qDp
1 q1 V = Jdp0 (1+ jωτ ) 2 e jωt kT
《微电子器件》题集
《微电子器件》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种材料常用于制造微电子器件中的晶体管？A. 硅（Si）B. 铜（Cu）C. 铝（Al）D. 铁（Fe）2.在CMOS逻辑电路中，哪种类型的逻辑门在输入为高电平时导通？A. NAND门B. NOR门C. AND门D. OR门3.以下哪个参数描述的是二极管的电流放大能力？A. 击穿电压B. 反向电流C. 电流放大系数D. 截止频率4.在集成电路制造中，哪种工艺步骤用于定义晶体管和其他元件的几何形状？A. 氧化B. 扩散C. 光刻D. 金属化5.MOSFET器件中，栅极电压对沟道电流的控制是通过什么机制实现的？A. 欧姆定律B. 量子隧穿效应C. 电场效应D. 热电子发射6.下列哪项技术用于减小集成电路中的寄生电容和电阻？A. SOI技术B. BICMOS技术C. CMOS技术D. TTL技术7.在半导体存储器中，DRAM与SRAM相比，主要缺点是什么？A. 成本高B. 速度慢C. 需要定期刷新D. 功耗高8.下列哪种类型的二极管常用于微波电子器件中？A. 肖特基二极管B. 光电二极管C. 变容二极管D. 整流二极管9.集成电路的特征尺寸越小，通常意味着什么？A. 集成度越低B. 性能越差C. 功耗越高D. 制造成本越高10.在半导体工艺中，哪种掺杂技术用于形成P-N结？A. 离子注入B. 扩散C. 外延生长D. 氧化二、填空题（每空2分，共20分）1.在CMOS逻辑电路中，当输入信号为低电平时，PMOS晶体管处于______状态，而NMOS晶体管处于______状态。
2.二极管的正向电压超过一定值时，电流会急剧增加，这个电压值称为二极管的______电压。
3.在集成电路制造中，______步骤用于形成晶体管的栅极、源极和漏极。
4.MOSFET器件的沟道长度减小会导致______效应增强，从而影响器件的性能。
5.DRAM存储单元由一个晶体管和一个______组成。
微电子器件
在 ln I ~V 特性曲线中，当以 Jr 为主时，
I
AJ r
Aqni xd
2
exp
qV 2kT
ln
I
ln
Aqni xd
2
q 2kT
V
斜率 = q/2kT .
当以 Jd 为主时，
I
AJ d
Aqni2 Dp Lp ND
exp
qV kT
斜率 = q/kT .
ln
I
ln
Aqni2 Dp Lp ND
exp
EG kT
EG 越大，则由以 Jg 为主过渡到以 Jd 为主的温度就越高。
2.2.5 正向导通电压
在常用的正向电压和温度范围内，PN 结的正向电流以扩散 电流 Jd 为主。这时正向电流可表示为
I
AJd
AJ0
exp
qV kT
1
I0
exp
qV kT
I (mA)
6
锗硅
4
2
0 0.2 0.4 0.6 0.8
Jd Jr
2Lpni xd ND
exp
qV 2kT
2Lp NC NV xd ND
exp
EG qV 2kT
当 V 比较小时，以 Jr 为主； 当 V 比较大时，以 Jd 为主。 EG 越大，则过渡电压值就越高。
对于硅 PN 结，当 V < 0.3V 时，以 Jr 为主；当 V > 0.45V 时，以 Jd 为主。
P区
EC Ei EF EV
qVbi
N区
EEFC Ei EV
2.2.1 外加电压时载流子的运动情况
外加正向电压 V 后，xd 与 Emax 减小，PN 结的势垒高度由 qVbi 降为 q(Vbi -V ) 。
电子行业微电子器件工艺学
电子行业微电子器件工艺学一、引言电子行业是一个充满发展机遇的领域，微电子器件是电子行业的核心组成部分之一。
微电子器件工艺学是研究微电子器件的制造过程和技术细节的学科。
本文将介绍微电子器件工艺学的基本概念、工艺流程和常见的微电子器件制造技术。
二、微电子器件工艺学基本概念微电子器件工艺学是一门涉及材料科学、物理学和工程学的学科，旨在研究如何制造微小尺寸的电子器件。
微电子器件通常包括晶体管、集成电路、光电子器件等。
微电子器件工艺学关注的主要内容包括材料选择、工艺流程、制造设备以及质量控制等方面。
三、微电子器件工艺流程1. 设计阶段在微电子器件的制造过程中，设计阶段是非常重要的一环。
在这个阶段，工程师根据需求和规格制定器件的结构设计和功能特点。
设计阶段的关键是确定器件的几何结构、材料选择和电路布局等。
2. 掩膜制作掩膜制作是微电子器件制造的关键步骤之一。
通过光刻或电子束曝光等技术，将设计好的掩膜图案转移到光刻胶或感光薄膜上。
这些图案将用于制造电路的导线、晶体管和其他元器件。
3. 材料准备微电子器件的制造需要使用多种材料，包括半导体材料、金属材料、绝缘材料等。
在材料准备阶段，工程师需要确保材料的纯度和质量符合要求。
此外，还需要进行材料处理和清洗，以确保材料表面的纯净度。
4. 制造工艺制造工艺是微电子器件制造的核心环节。
它包括多个步骤，如沉积、刻蚀、薄膜增长和离子注入等。
这些步骤的目的是在硅片上制造出器件的各个层次和结构。
制造工艺的关键是控制每个步骤的参数和条件，以确保设备制造出符合要求的器件。
5. 特征提取在微电子器件制造的过程中，还需要对器件进行特征提取。
这意味着通过测量和检测，确定器件各个层次的尺寸、形状和性能特征是否满足要求。
特征提取包括显微镜观察、探针测试和电学测试等。
6. 封装和测试在微电子器件制造的最后阶段，需要对器件进行封装和测试。
封装是将器件连接到引线和封装材料中，以便在实际应用中使用。
测试是通过电学测试和性能测试等手段，验证器件是否符合设计要求。
微电子器件基础知识单选题100道及答案解析
微电子器件基础知识单选题100道及答案解析1. 微电子器件的核心是（）A. 晶体管B. 电容器C. 电阻器D. 电感器答案：A解析：晶体管是微电子器件的核心。
2. 以下哪种材料常用于半导体制造？（）A. 铜B. 硅C. 铝D. 银答案：B解析：硅是常用于半导体制造的材料。
3. 半导体中的载流子主要包括（）A. 电子和质子B. 电子和空穴C. 正离子和负离子D. 中子和电子答案：B解析：半导体中的载流子主要是电子和空穴。
4. PN 结的主要特性是（）A. 单向导电性B. 双向导电性C. 电阻不变性D. 电容不变性答案：A解析：PN 结的主要特性是单向导电性。
5. 场效应管是（）控制型器件。
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案：B解析：场效应管是电压控制型器件。
6. 双极型晶体管是（）控制型器件。
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案：A解析：双极型晶体管是电流控制型器件。
7. 集成电路的集成度主要取决于（）A. 芯片面积B. 晶体管数量C. 制造工艺D. 封装技术答案：B解析：集成电路的集成度主要取决于晶体管数量。
8. 以下哪种工艺常用于芯片制造？（）A. 蚀刻B. 锻造C. 铸造D. 车削答案：A解析：蚀刻工艺常用于芯片制造。
9. 微电子器件的性能参数不包括（）A. 电流放大倍数B. 输入电阻C. 输出电阻D. 重量答案：D解析：重量不是微电子器件的性能参数。
10. 增强型MOS 管的阈值电压（）A. 大于0B. 小于0C. 等于0D. 不确定答案：A解析：增强型MOS 管的阈值电压大于0 。
11. 耗尽型MOS 管的阈值电压（）A. 大于0B. 小于0C. 等于0D. 不确定答案：B解析：耗尽型MOS 管的阈值电压小于0 。
12. 半导体中的施主杂质提供（）A. 电子B. 空穴C. 质子D. 中子答案：A解析：半导体中的施主杂质提供电子。
13. 半导体中的受主杂质提供（）A. 电子B. 空穴C. 质子D. 中子答案：B解析：半导体中的受主杂质提供空穴。
微电子知识点总结
微电子知识点总结微电子是一门关于微型电路和器件设计、制造和应用的学科，它涵盖了半导体器件、集成电路、微系统、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）等领域。
微电子技术的发展对电子行业和科学研究产生了深远的影响，为现代科技的发展做出了巨大贡献。
本文将对微电子的相关知识点进行总结，帮助读者对微电子有一个更深入的了解。
1. 半导体基础知识半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料，它具有在一定条件下可用作电子或空穴传导的特性。
半导体材料主要包括硅（Si）、锗（Ge）等。
半导体器件是利用半导体材料制成的电子器件，包括二极管、晶体管、场效应管等。
2. PN结与二极管PN结是半导体器件中常见的结构，它是由P型半导体和N型半导体连接而成的结构。
PN 结具有单向导电特性，可以用于制作二极管。
二极管是一种最简单的半导体器件，具有导通和截止两种状态，广泛应用于电子电路中的整流、稳压等功能。
3. 晶体管与场效应管晶体管是一种利用PN结的放大原理制成的电子器件，包括三极管和场效应晶体管。
三极管是一种控制电流放大的器件，场效应管是一种受控电压放大的器件。
晶体管的发明和应用推动了电子技术的飞速发展，被广泛应用于放大、开关、振荡等电路中。
4. 集成电路与半导体工艺集成电路是将数百万甚至数十亿个晶体管、电阻、电容等元件集成在一个芯片上的器件，分为大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）和超大规模集成电路（ULSI）等级。
半导体工艺是制作集成电路的关键技术，包括光刻、蚀刻、离子注入、金属化等工艺步骤。
5. MEMS技术与微系统MEMS是Micro Electro Mechanical Systems的缩写，是一种将微机械系统与微电子技术相结合的技术。
它利用微加工技术制作微米级或纳米级的机械结构，广泛应用于传感器、执行器、生物医学器件等领域。
微系统是由微型传感器、执行器、微处理器等组成的一个整体，具有微小、多功能、低功耗等特点。
微电子器件第六章JFET
当VDS=VDsat时，h2=a，代入非饱和区电流-电压方程(6-9)，得
I Dsat
2 2a 3W n q 2 N D 3h12 2h13 [1 2 3 ] 6 0 L a a
V VGS V VGS 3 2 I DSS [1 3( D ) 2( D ) ] V p0 V p0 I DSS V p0
G
P+
h1
S
x
n In(y)
y a
x0
2 0 [VD VGS V ( y)] h( y ) qN D
2
h2
D
ID
V ( y ) y V ( y ) I n ( y )dy 2Wq n N D [a h( y )] dxn xn I n ( y ) 2Wq n N D [a h( y )]
将肖特基栅场效应晶体管--金属-半导体场效应晶体管(缩写MESFET)
划归此类； (2)绝缘栅场效应晶体管(缩写IGFET)
(3)薄膜场效应晶体管(缩写TFT)
结型栅场效应晶体管，其栅极的控制作用是通过反向偏置pn结或 肖特基结来实现的。其导电过程发生在半导体材料的体内，故JFET属 于“体内场效应器件”。绝缘栅场效应晶体管和薄膜场效应晶体管的 导电过程均发生在半导体表面薄层内。故从导电机构的角度看，它们 均属于“表面场效应器件”。无论是“体内的”，还是“表面的”， 它们都具有场效应半导体器件的共同特点：
5. 四极管特性
9. 温度对直流特性的影响
第六章 结型场效应晶体管
6.3 JFET的交流特性
1. 交流小信号等效电路 2. JFET和MESFET中的电容 3. JFET的频率参数
微电子电路
微电子电路1. 简介微电子电路是指由微米或纳米尺度的电子器件组成的电路系统。
微电子电路是现代电子技术的重要组成部分，应用广泛，包括计算机芯片、通信设备、嵌入式系统等。
2. 微电子器件微电子电路的基础是微电子器件，也称为集成电路器件。
微电子器件包括传统的二极管、晶体管，以及更先进的MOSFET、CMOS等器件。
微电子器件的尺寸通常在几微米或纳米级别，由于尺寸小和制造工艺复杂，使得微电子器件具有高集成度、低功耗和高稳定性的特点。
2.1 传统器件传统的微电子器件包括二极管和晶体管。
二极管是一种具有两个电极的器件，其主要功能是控制电流的方向。
晶体管是一种三极管，其主要功能是放大电流或控制电流的大小。
2.2 先进器件MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和CMOS（互补金属氧化物半导体）是目前最常用的微电子器件。
MOSFET 是一种三极管，具有非常好的开关特性和性能稳定性。
CMOS 是一种集成了N型MOS和P型MOS的器件结构，具有低功耗和高集成度的优势。
3. 微电子电路设计微电子电路设计是指根据特定的需求，使用微电子器件来设计和实现电路系统。
微电子电路设计包括电路结构设计、电路布局设计、电路仿真和验证等步骤。
3.1 电路结构设计电路结构设计是指确定电路的整体结构和功能。
在电路结构设计中，需要考虑电路所需功能，以及各个组成部分之间的连接方式和功耗。
3.2 电路布局设计电路布局设计是指将电路结构中的器件和线路进行布局，以满足电路的性能和尺寸要求。
电路布局设计需要考虑到各个器件之间的电容和电阻等参数，以及噪声和功耗的影响。
3.3 电路仿真和验证电路仿真和验证是确定设计的电路是否符合预期性能的重要步骤。
通过使用电路仿真工具，可以模拟电路的工作情况，验证设计的正确性。
如果有需要，可以进行多次仿真和优化，直到满足要求。
4. 微电子电路制造工艺微电子电路的制造工艺是指将设计好的电路转化为实际的物理器件的过程。
微电子电路的制造工艺通常包括晶圆加工、制造、封装和测试等步骤。
微电子技术绪论PPT课件
光刻技术包括接触式、接近式、扫描式等几种方式，不 同的方式适用于不同的工艺要求和节点。
未来发展方向包括探索更先进的光刻技术和方法，以提 高分辨率、降低成本和提高可靠性。
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微电子封装与测试
封装技术
芯片贴装技术
集成电路
集成电路的基本概念
集成电路是将多个晶体管和其他电子元件集成在一块衬底上，实 现一定的电路或系统功能。
集成电路的制造工艺
集成电路的制造需要经过多个复杂工艺步骤，包括光刻、掺杂、刻 蚀和镀膜等，以确保电路性能的稳定性和可靠性。
集成电路的应用
集成电路被广泛应用于计算机、通信、消费电子和汽车电子等领域， 对现代科技的发展起着至关重要的作用。
晶体管
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晶体管的基本结构
晶体管由三个电极（集电极、基极和发射极）构 成，其工作原理是通过控制基极电流来调节集电 极和发射极之间的电流。
晶体管的类型
晶体管分为NPN和PNP两种类型，其工作电压和 电流大小各不相同，根据实际需求选择合适的晶 体管类型。
晶体管的应用
晶体管是构成各种电子电路的基本元件，广泛应 用于信号放大、开关控制和逻辑运算等领域。
系统集成创新
系统集成创新
随着微电子器件的集成度不断提高，系统集成创新成为了一个重要的研究方向。通过将不同的器件和电路集成在一个 芯片上，可以实现更复杂的功能和更高的性能。
3D集成技术
3D集成技术是指将多个芯片堆叠在一起，并通过垂直互联实现高速信号传输。这种技术可以显著提高芯片的集成度 和性能，同时降低能耗和成本。
掺杂技术分为非故意掺杂和故意掺杂两种，非故 意掺杂是指在制造过程中不可避免地引入杂质， 而故意掺杂则是为了实现特定的电路功能而人为 地引入杂质。
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(a) 直流正偏电压下叠加了交流电压的pn 结；(b) 空间电荷区边))ˆ(exp(
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v V q p dc no +))ˆ(exp(
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由于静电感应，积累过剩少子的同时在同一区域也必然积累同等数量的过剩多子，以保持扩散区的电中性。
外加电压变化时，靠近耗尽区边界的中性区（扩散区）局部范围内，为维持电中性，电子和空穴的数量都以相同的速率增加或减少。
扩散电容的正负电荷可理解为空间同一位置上价带里的空穴和导带中的电子。
扩散电容来源：中性区非平衡载流子电荷随外加电压的变化
课堂作业
计算pn结二极管的扩散电容
T=300K，I F=1mA，τ＝10-7s
答案：1.93×10-9F
说明：正偏pn结扩散电容比反偏pn结势垒电容大3～4个数量级，在正偏pn结中，扩散电容占主导地位
拓展题
下图是PN结正偏时测得的电容与电压关系曲线，请分析为什么会出现这样的曲线
曹培栋《微电子技术基础》p34，电子工业出版社，2004年
课堂作业
1.结电容的物理起因是什么？
2.扩散导纳（或电容）的物理根源是什么？
PN结交流特性部分小结
1.当pn结二极管反向偏置时，由于随着交流小信号的变化，多数载
流子移进和移出耗尽层，从而导致了反向偏置结电容。
在电路应用中，可将反向偏置的pn结二极管作为电容和可变电容，也可根据电容与反偏电压的关系在器件的表征中用来确定结轻掺杂一侧的杂质分布。
2.当pn结二极管正向偏置时，在临近耗尽层的中性区内出现少子的
积累，随着交流信号的变化，少子电荷的涨落会引起扩散电容。