微电子材料期末备考

微电子器件期末试题知识分享

一、填空题1.PN 结中P 区和N 区的掺杂浓度分别为A N 和D N ,本征载流子浓度为i n ，则PN 结内建电势bi V 的表达式2ln iD A bi n N N q kT V =。

2.对于单边突变结N P +结，耗尽区主要分布在N 区，该区浓度越低，则耗尽区宽度值越大，内建电场的最大值越小；随着正向偏压的增加，耗尽区宽度值降低，耗尽区内的电场降低，扩散电流提高；为了提高N P +结二极管的雪崩击穿电压，应降低N 区的浓度，这将提高反向饱和电流S I 。

)()(I ])()ln(2[)2(||||12||)(21||1||)11(||||||||2212210max 2max 0max max 0max max max max max A n n D p p i p n n n p p S D A s i D A D A s bi s p n x x bi s A D s A s Ds d A s p Ds n N L D N L D qn n L qD p L qD N N n N N N kTN V qN E E N q E x x Edx V E N q E N N q qN E qN E x qN E x qN E x n p +=+=+===+=-==+=+===⎰-反向饱和电流崩击穿电压。

使势垒区拉宽来提高雪的掺杂浓度，过适当降低轻掺杂一侧对于单边突变结，可通解析：εεεεεεεεε3.在设计和制造晶体管时，为提高晶体管的电流放大系数，应当增加发射区和基区的掺杂浓度的比值BE N N ，降低基区宽度。

解析：)1)(1()1]()(211[2*BE B b E E B B B E B B R R N W D N W D L W 口口--=--==ττγβα 4.对于硅PN 结，当V<0.3V 时，电流密度J 满足关系式kT V J 2q ln ∝，此时以势垒区复合电流为主；当V>0.45V 时，电流密度J 满足关系式kTV J q ln ∝，此时以正向扩散电流为主；在室温下，反向电流以势垒区产生电流为主，该电流与i n 存在i n ∝关系。

微电子学概论复习题及答案(详细版)

微电子学概论复习题及答案（详细版）第一章绪论1．画出集成电路设计与制造的主要流程框架。

2．集成电路分类情况如何？双极型PMOSMOS型单片集成电NMOS路CMOS按结构分类BiMOSBiMOS型BiCMOS厚膜混合集成电路混合集成电路薄膜混合集成电路SSIMSI集成电路LSI按规模分类VLSIULSIGSI组合逻辑电路数字电路时序逻辑电路线性电路按功能分类模拟电路非线性电路数字模拟混合电路按应用领域分类第二章集成电路设计1．层次化、结构化设计概念，集成电路设计域和设计层次分层分级设计和模块化设计．将一个复杂的集成电路系统的设计问题分解为复杂性较低的设计级别，这个级别可以再分解到复杂性更低的设计级别；这样的分解一直继续到使最终的设计级别的复杂性足够低，也就是说，能相当容易地由这一级设计出的单元逐级组织起复杂的系统。

从层次和域表示分层分级设计思想域：行为域：集成电路的功能结构域：集成电路的逻辑和电路组成物理域：集成电路掩膜版的几何特性和物理特性的具体实现层次：系统级、算法级、寄存器传输级(也称RTL级)、逻辑级与电路级2．什么是集成电路设计？根据电路功能和性能的要求，在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下，尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周期，以保证全局优化，设计出满足要求的集成电路。

3．集成电路设计流程，三个设计步骤系统功能设计逻辑和电路设计版图设计4．模拟电路和数字电路设计各自的特点和流程A.数字电路：RTL级描述逻辑综合(Synopy,Ambit)逻辑网表逻辑模拟与验证，时序分析和优化难以综合的：人工设计后进行原理图输入，再进行逻辑模拟电路实现(包括满足电路性能要求的电路结构和元件参数)：调用单元库完成；没有单元库支持：对各单元进行电路设计，通过电路模拟与分析，预测电路的直流、交流、瞬态等特性，之后再根据模拟结果反复修改器件参数，直到获得满意的结果。

由此可形成用户自己的单元库；单元库：一组单元电路的集合；经过优化设计、并通过设计规则检查和反复工艺验证，能正确反映所需的逻辑和电路功能以及性能，适合于工艺制备，可达到最大的成品率。

微电子复习资料全

集成电路的分类：1.按器件结构类型分类，共有三种类型，它们分别为双极集成电路，MOS集成电路和双极－MOS混合型集成电路。

（1）双极集成电路:这种电路采用的有源器件是双极晶体管，在双极集成电路中，又可以根据双极晶体管的类型的不同，而将它们细分为NPN型和PNP型双极集成电路。

双极集成电路的特点是速度高，驱动能力强，缺点是功耗较大，集成度相对较低。

（2）金属－氧化物－半导体（MOS）集成电路：这种电路中所用的晶体管为MOS晶体管，根据MOS晶体管类型的不同，MOS集成电路又可以分为NMOS，PMOS和CMOS集成电路。

与双极集成电路相比，MOS集成电路的主要优点是：输入阻抗高，抗干扰能力强，功耗小，集成度高（适合大规模集成），因此，进入超大规模集成电路时代以后，MOS，特别是CMOS集成电路已经成为集成电路的主流。

（3）双极－MOS集成电路：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为双极－MOS集成电路，双极－MOS 集成电路综合了双极和MOS器件两者的优点，但这种电路具有制作工艺复杂的缺点。

随着CMOS集成电路中器件特征尺寸的减小，CMOS集成电路的速度越来越高，已经接近双极集成电路，因此，目前集成电路的主流技术仍然是CMOS技术。

2.按集成电路规模分类：每块集成电路芯片中包含的元器件数目叫做集成度，根据集成电路规模的大小，通常将集成电路分为小规模集成电路,中规模集成电路，大规模集成电路，超大规模集成电路，特大规模集成电路和巨大规模集成电路.3.按结构形式的分类：按照集成电路的结构形式可以将它分为半导体单片集成电路及混合集成电路。

(1)单片集成电路：它是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路。

(2)混合集成电路：是指将多个半导体集成电路芯片或半导体集成电路芯片与各种分立元器件通过一定的工艺进行二次集成，构成一个完整的，更复杂的功能器件，该功能器件最后被封装在一个管壳中，作为一个整体使用，在混合集成电路中，主要由片式无源元件，半导体芯片，带有互连金属化层的绝缘基板以及封装管壳组成。

微电子学复习题

微电子学复习题一、基本概念1、硅片制备的基本工艺步骤（1）从砂中提炼硅（2）经适当工艺产生适当直径的硅锭（如拉单晶）（3）将硅锭切割成薄硅片（4）对硅片进行倒角、刻蚀和抛光（5）以硅片作为籽晶在其上生长一层外延硅层。

2、硅片外延生长（CVD）采用主要SI源材料Si源气体：SiH4(硅烷),，SiH2Cl2(二氯硅烷),，SiHCl3(三氯硅烷)， SiCl4(四氯硅烷) 掺杂剂：N型掺杂剂-PH3, AsH3，P型掺杂剂-B2H63、硅片表面热氧化的主要原气体，热氧化时加入HCL气体的主要作用? 干燥氧气? 水汽（鼓泡器）? 氢气和氧气，H2+O2→H2O? 氯源，降低可动离子(Na+ 栅氧化层) －无水HCl－三氯乙烯Trichloroethylene (TCE) 氧化速率与HCl掺杂氧化? HCl is used to reduce mobile ion contamination ? Widely used for gate oxidation process? Growth rate can increase from 1 to 5 percent4、二氧化硅的主要作用? 掺杂阻挡层 ? 表面钝化(保护)�C Screen oxide, pad oxide, barrier oxide? 隔离层�C Field oxide and LOCOS? 栅氧化层名称自然氧化层屏蔽氧化层(保护) 掺杂阻挡层场氧化层和LOCOS 衬垫氧化层(保护) 牺牲氧化层(保护) 栅氧化层阻挡氧化层(保护) 应用不希望的注入隔离，减小损伤掺杂掩蔽器件隔离为Si3N4提供应力减小去除缺陷用作MOS管栅介质防止STI工艺中的污染厚度 15-20A ~200A 400-1200A 3000-5000A 100-200A <1000A 30-120A 100-200A 说明热生长选择性扩散湿氧氧化热生长很薄热氧化干氧氧化5、湿氧氧化与干氧氧化的化学方程式、区别及其应用湿氧氧化：? Si + 2H2O → SiO2 + 2H2? At high temperature H2O is dissociated to H and H-O ? H-O diffuses faster in SiO2 than O2? Wet oxidation has higher growth rate than dry oxidation 干氧氧化：? Si+O2→SiO2? O来源于提供的氧气 ? Si来源于衬底硅圆片? O通过表面已有的氧化层向内扩散并与Si反应生长SiO2 ? 氧化薄膜越厚，生长速率越低区别与应用：? 干氧氧化，薄氧化层－栅氧化层－衬垫氧化层，屏蔽氧化层，牺牲氧化层，等等? 湿氧氧化，厚氧化层－场氧化层－扩散掩膜氧化层6、硅片表面热氧化速率与温度的关系，及其物理机理? 氧化速率对温度很敏感，指数规律 ? 温度升高会引起更大的氧化速率升高? 物理机理：温度越高，O与Si的化学反应速率越高；温度越高，O在SiO2中的扩散速率越高。

微电子学概论复习题及答案(详细版).

芯片（Chip, Die）：没有封装的单个集成电路。硅片（Wafer）：包含许多芯片的大圆硅片。
双极逻辑门电路类型（几种主要的）：
电阻耦合型---电阻-晶体管逻辑 (RTL)：
二极管耦合----二极管-晶体管逻辑 (DTL)
晶体管耦合----晶体管-晶体管逻辑 (TTL)
合并晶体管----集成注入逻辑 (I2L)
6.双极晶体管工作原理，基本结构，直流特性（课件）
工作原理：基本结构：由两个相距很近的 PN 结组成直流特性: 1. 共发射极的直流特性曲线
2 . 共基极的直流特性曲线
7.MOS 晶体管基本结构、工作原理、I-V 方程、三个工作区的特性（课件）
基本结构：属于四端器件，有四个电极。由于结构对称，在不加偏压时，无法区分器件的源和漏。源漏之间加偏压后，电位低的一端称为源，电位高的一端称为漏。工作原理：施加正电荷作用使半导体表面的空穴被排走，少子（电子）被吸引过来。继续增大正电压，负空间电荷区加宽，同时被吸引到表面的电子也增加。形成耗尽层。电压超过一定值 Vt，吸引到表面的电子浓度迅速增大，在表面形成一个电子导电层，反型层。 I-V 方程：电流-电压表达式：线性区：Isd=βp (|Vgs|-|Vtp|-|Vds|/2) |Vds| 饱和区：Isd=(βp/2)(|Vgs|-|Vtp|)² 三个工作区的特性：线性区(Linear region) ：
综上所述：
Vi<Vg-Vt 时，MOS 管无损地传输信号； Vi≥Vg-Vt 时，Vo=Vg-Vt 信号传输有损失，称为阈值损失，对于高电平’1’， NMOS 开关输出端损失一个 Vt；
为了解决 NMOS 管在传输’1’电平、PMOS 在传输’0’电平时的信号损失，通常采用 CMOS 传输门作为开关使用。它是由一个 N 管和一个 P 管构成。工作时，NMOS 管的衬底接地，PMOS 管的衬底接电源，且 NMOS 管栅压 Vgn 与 PMOS 管的栅压 Vgp 极性相反。

微电子器件期末复习题含答案

52、在高频下，基区渡越时间 b 对晶体管有三个作用，它们是：
（复合损失使小于 1β0*
小于 1）、
（时间延迟使相位滞后）和（渡越时间的分散使|βω*|减小）
。
53、基区渡越时间 b 是指（从发射结渡越到集电结所需要的平均时间）
。当基区宽度加
倍时，基区渡越时间增大到原来的（2）倍。
54、晶体管的共基极电流放大系数随频率的（增加）而下降。当晶体管的下
比例增大，使注入效率下降。
微电子器件（第三版）陈星弼
电子科技大学中山学院/——4
陈卉/题目王嘉达/答案
答案为个人整理，如有错误请仔细甄别！厚德博学求是创新
34、发射区重掺杂效应是指当发射区掺杂浓度太高时，不但不能提高（注入效率）
，反
而会使其（下降）
。造成发射区重掺杂效应的原因是（发射区禁带变窄）和（俄歇
（提高）基区掺
杂浓度。[P90]
47、比较各击穿电压的大小时可知，BVCBO（大于）BVCEO ，BVCBO（远大于）BVEBO。
48、要降低基极电阻 rbb ，应当（提高）基区掺杂浓度，
（提高）基区宽度。
49、无源基区重掺杂的目的是（为了降低体电阻）
。
微电子器件（第三版）陈星弼
电子科技大学中山学院/——5
降到（
0
）时的频率，称为的截止频率，记为（
2
f
）。
55、晶体管的共发射极电流放大系数随频率的（增加）而下降。当晶体管的下
降到
1
0 时的频率，称为的（截止频率），记为（ f ）。

2
56、当 f f 时，频率每加倍，晶体管的降到原来的（½）

微电子技术概论期末试题

《微电子技术概论》期末复习题试卷结构：填空题40分，40个空，每空1分，选择题30分，15道题，每题2分，问答题30分，5道题，每题6分填空题1.微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的。

2.微电子学中实现的电路和系统又称为集成电路和集成系统，是微小化的。

3.集成电路封装的类型非常多样化。

按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。

4.材料按其导电性能的差异可以分为三类：导体、半导体和绝缘体。

5. 迁移率是载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度。

6.PN 结的最基本性质之一就是其具有单向导电性。

7.根据不同的击穿机理，PN 结击穿主要分为雪崩击穿和隧道击穿这两种电击穿。

8.隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场。

9. PN结电容效应是PN结的一个基本特性。

10.PN结总的电容应该包括势垒电容和扩散电容之和。

11.在正常使用条件下，晶体管的发射结加正向小电压，称为正向偏置，集电结加反向大电压，称为反向偏置。

12.晶体管的直流特性曲线是指晶体管的输入和输出电流-电压关系曲线，13.晶体管的直流特性曲线可以分为三个区域：放大区，饱和区，截止区。

14.晶体管在满足一定条件时，它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。

15.双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用，在电路中得到了大量的应用。

16. 一般情况下开关管的工作电压为 5V ，放大管的工作电压为 20V 。

17. 在N 型半导体中电子是多子，空穴是少子；18. 在P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。

19. 所谓模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。

20. 收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号是模拟信号。

21. 所谓数字信号，指在时间上和幅度上离散取值的信号。

22. 计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。

23. 半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、二极管、晶体管等元器件并具有某种电路功能的集成电路。

微电子期末考试复习题(附答案)

1. 光敏半导体、掺杂半导体、热敏半导体是固体的三种基本类型。

( × ) 2．用来做芯片的高纯硅被称为半导体级硅，有时也被称为分子级硅。

(×)电子3. 硅和锗都是Ⅳ族元素，它们具有正方体结构。

( × ) 金刚石结构4．硅是地壳外层中含量仅次于氮的元素。

( × ) 氧5．镓是微电子工业中应用最广泛的半导体材料，占整个电子材料的95％左右。

( × ) 硅6．晶圆的英文是wafer，其常用的材料是硅和锡。

( × ) 硅和锗7．非晶、多晶、单晶是固体的三种基本类型。

( √ )8．晶体性质的基本特征之一是具有方向性。

( √ )9．热氧化生长的SiO2属于液态类。

( × ) 非结晶态10．在微电子学中的空间尺寸通常是以μm和mm为单位的。

( × )um和nm 11．微电子学中实现的电路和系统又称为数字集成电路和集成系统，是微小化的。

( × ) 集成电路12．微电子学是以实现数字电路和系统的集成为目的的。

( × ) 电路13．采用硅锭形成发射区接触可以大大改善晶体管的电流增益和缩小器件的纵向尺寸。

( √ )14．集成电路封装的类型非常多样化。

按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。

( √ )15．源极氧化层是MOS器件的核心。

( × ) 栅极16. 一般认为MOS集成电路功耗高、集成度高，不宜用作数字集成电路。

( × ) 功耗低，宜做17. 反映半导体中载流子导电能力的一个重要参数是迁移率。

( √ )18. 双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用。

( √ )19. 在P型半导体中电子是多子，空穴是少子。

( × ) 空穴是多子20. 双极型晶体管其有两种基本结构：PNP型和NPN 型。

( √ )21. 在数字电路中，双极型晶体管是当成开关来使用的。

( √ )22. 双极型晶体管可以用来产生、放大和处理各种模拟电信号。

大学微电子器件期末考试要点归纳总结

大学微电子器件期末考试要点归纳总结微电子器件期末总结1.提高半导体的掺杂浓度，p-n结的势垒高度将会升高，p-n结势垒厚度将会降低2.通过pn结的电子电流小于空穴电流3.与双极型晶体管不同，场效应晶体管是电压控制器件，是多数载流子器件4.p-n结的基本特点是具有单向导电性，pn结正向偏置时导通，反向偏置时截止5.pn结正向导通电压Vf主要与Bg有关，Eg越宽Io 就越小，同种条件下所需Vf则越大6.一般的双极晶体管的发射区基区集电区的杂志浓度大小顺序为发射区>基区>集电区7.pn结点击穿产生机构有两种：雪崩击穿、齐纳击穿8.pn结正向电流的来源是多姿，所以正向电流较大，反向电流来源是勺子，所以反向电流较小，如果给反偏pn结提供大量少子，就能使反向电流9.场效应管三个电极中，D表示漏极，S表示源极，G 表示栅极10.MOSFET的亚阈状态是不出现沟道的一种工作模式，亚阈电流与极电压之间有指数关系1.pn结正向电压呈现出的电容，有扩散电容和势垒电容3.MOSFET的阈值电压随着温度的升高将下降6.晶体管的品种繁多，按其结构可分为双极型晶体管和场效应晶体管7.三极管在电子电路应用中有两种接法：共基极和共射极，标准偏置为发射极正偏集电极反偏8.双极晶体管中少子复合与基区厚薄有关，基区越厚，复合越多，因此基区应做的较薄9.空间电荷区内建电场方向由N型空间电荷区指向P型空间电荷区10.p型区1.pn结两边准费米能级之差等于pn结所加电压大小√2.突变pn结因为是由均匀掺杂的n型半导体和p型半导体构成的，所以势垒区中的电场分布也是均匀的。

（×）3.单边突变的pn结的势垒区主要是在掺杂浓度较高的p+型一边。

（×）4.对于耗尽型的长沟道场效应晶体管，在栅极电压一定时，提高源-漏电压总可以使沟道夹断。

X5.场效应晶体管沟道区域的掺杂浓度越大，器件的阈值电压就越高。

（√）6.在外电场作用下，半导体中同时出现电子电流和空穴电流。

微电子概论复习资料

微电子概论复习资料1. 微电子的定义：微电子是指电路由微米甚至纳米级别的电子元器件构成的电子学系统。

2. 微电子工艺：微电子工艺是将电子元器件和电子学系统集成在微米或纳米级别上的过程。

微电子工艺主要包括晶体管的制造、集成电路的制造、电子器件的加工和封装等。

3. 微电子制造流程：微电子制造流程分为晶圆制造和集成电路制造两个过程。

晶圆制造包括晶体生长、切割、去除氧化层和晶圆再钝化等步骤；集成电路制造包括光刻、蚀刻、沉积、清洗和封装等步骤。

4. 微电子元器件：微电子元器件包括晶体管、二极管、电容、电阻等，这些元器件被广泛应用于数字电路、模拟电路和混合信号电路。

微电子元器件的特点是体积小、功耗低、速度快、可靠性高和集成度大等。

5. 集成电路：集成电路是指将多个微电子元器件集成在一个芯片上的电子元器件。

集成电路通常包括数字集成电路和模拟集成电路，其中数字集成电路主要用于逻辑运算和控制电路，而模拟集成电路主要用于信号处理和放大电路。

集成电路的特点是功能强、体积小、功耗低和成本低廉等。

6. 微电子在生产中的应用：微电子在生产中的应用包括计算机、通讯设备、医疗设备、汽车电子、娱乐设备、军事装备等。

微电子技术的发展不仅带来了高效、高速、高精度的电子设备，也促进了信息科技和现代化工业的发展。

7. 微电子的未来：随着微电子技术的不断发展，未来的微电子系统将具备更高的性能、更低的功耗和更小的体积。

预计未来微电子系统将广泛应用于物联网、智能城市、生物医学、新能源和机器人等领域。

8. 微电子面临的挑战：尽管微电子技术已经取得了很大的进展，但微电子面临一些挑战，如自动化技术的提高、制造成本的降低、器件尺寸的减小、能量效率的提高和可靠性的提高等。

解决这些挑战需要全球合作和创新思维的推动。

微电子器件复习提纲

微电子器件期末复习提纲（I）考试题型：填空题（20分），PN结大题（20分），双极晶体管大题（36分），MOSFET 大题（24分）。

2、3、4各章分数比例为26:44:30。

（II）第2章PN结部分复习重点1.利用泊松方程推导电场分布函数以及分布图，耗尽区宽度；2.推导自PN结空间电荷区以及自建电场的形成原因；3.建电势的表达式（不止一种方法，自己总结）；4.平衡、正偏和反偏状态下PN结的能带图，准费米能级变化趋势；5.正向电压下PN结的电流成分，电子和空穴扩散电流的表达式；6.反向饱和电流（公式，物理意义，影响因素）；7.正偏和反偏状态下PN结中性区少子分布曲线以及边界条件；8.薄基区二极管的定义，各区少子分布函数以及分布曲线；9.大注入和小注入的含义，大注入自建电场产生的原因；10.PN结的几种击穿方式（击穿条件，物理过程，温度系数），提高击穿电压的方式；11.势垒电容和扩散电容产生的过程以及区别，降低势垒电容方法。

（III）第3章双极晶体管部分复习重点1.双极晶体管的四种工作状态，每一种工作状态的少子分布图以及能带图（均匀基区和缓变基区）；2.晶体管内部各种电流成分及其传输过程；3.晶体管端口电流的组成成分，端口电流的数学关系；4.共基极和共发射极放大系数的定义以及二者的关系；5.发射极注入效率γ、基区输运系数β*以及电流放大系数α的定义，哪些措施可以提高γ、β*和α？6.用电荷控制法推导基区输运系数和基区渡越时间；7.基区输运系数的物理意义；8.缓变基区自建电场的形成过程，自建电场表达式的数学推导；9.小电流时放大系数下降的原因；10.发射区重掺杂效应及其物理原因；11.共基极和共射极的输出特性曲线，利用曲线如何测量放大系数；12.基区宽度调变效应（Early效应）的物理原因，此时的输出特性曲线的几何意义，如何利用输出曲线测量Early电压以及提高Early电压的方法；13.I EBO、I CBO、I CEO、I ES、I CS以及BV CBO、BV CEO的含义；14.负阻特性曲线以及物理解释；15.基区穿通效应的含义，如何提高穿通电压，穿通电压的提高与其他电学参数的矛盾，基区穿通对I CEO-V CE特性的影响；16.基极电阻的组成部分，计算缓变基区的方块电阻；17.倒向晶体管放大系数小于正向晶体管放大系数的原因。

湖南大学期末考试题微电子复习

实现这一传输过程的两个条件是：
（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区
杂质浓度，且基区很薄。
（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反
向偏置。
2.5.1 结型场效应管
2.5.2 绝缘栅型场效应管
2.5.3 场效应管的主要参数
2.5.4 场效应管与晶体管的比较
场效应半导体三极管是仅由一种载流子参与导电的半导体器件，是一种用输入电压控制输出电流的的半导体器件。从参与导电的载流子来划分，它有电子作为载流子的N沟道器件和空穴作为载流子的P沟道器件。从场效应三极管的结构来划分，它有两大类。 1.结型场效应三极管JFET (Junction type Field Effect Transister)
二、 PN结的单向导电性
当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。 PN结加正向电压时：
• 低电阻
• 大的正向扩散电流
iD/mA 1.0
0.5
– 1.0
– 0.5
0
0.5
1.0 D/V
PN 结的伏安特性
1. PN结加正向电压时的导电情况
ni pi K1T
3 / 2 EGO /(2 kT )
e
本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡。本征半导体中载流子浓度一定。自由电子浓度＝空穴浓度。
温度升高，自由电子、空穴增多，导电能力强。温度降低，自由电子、空穴减少，导电能力弱。
杂质半导体
本征半导体缺点： 1、电子浓度=空穴浓度；
2.绝缘栅型场效应三极管IGFET ( Insulated Gate Field Effect Transister) IGFET也称金属氧化物半导体三极管MOSFET （Metal Oxide Semiconductor FET）

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微电子复习资料全集成电路的分类：1.按器件结构类型分类，共有三种类型，它们分别为双极集成电路，MOS集成电路和双极－MOS混合型集成电路。

（1）双极集成电路:这种电路采用的有源器件是双极晶体管，在双极集成电路中，又可以根据双极晶体管的类型的不同，而将它们细分为NPN型和PNP型双极集成电路。

双极集成电路的特点是速度高，驱动能力强，缺点是功耗较大，集成度相对较低。

（2）金属－氧化物－半导体（MOS）集成电路：这种电路中所用的晶体管为MOS晶体管，根据MOS晶体管类型的不同，MOS集成电路又可以分为NMOS，PMOS和CMOS集成电路。

与双极集成电路相比，MOS集成电路的主要优点是：输入阻抗高，抗干扰能力强，功耗小，集成度高（适合大规模集成），因此，进入超大规模集成电路时代以后，MOS，特别是CMOS集成电路已经成为集成电路的主流。

（3）双极－MOS集成电路：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为双极－MOS集成电路，双极－MOS 集成电路综合了双极和MOS器件两者的优点，但这种电路具有制作工艺复杂的缺点。

随着CMOS集成电路中器件特征尺寸的减小，CMOS集成电路的速度越来越高，已经接近双极集成电路，因此，目前集成电路的主流技术仍然是CMOS技术。

2.按集成电路规模分类：每块集成电路芯片中包含的元器件数目叫做集成度，根据集成电路规模的大小，通常将集成电路分为小规模集成电路,中规模集成电路，大规模集成电路，超大规模集成电路，特大规模集成电路和巨大规模集成电路.3.按结构形式的分类：按照集成电路的结构形式可以将它分为半导体单片集成电路及混合集成电路。

(1)单片集成电路：它是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路。

(2)混合集成电路：是指将多个半导体集成电路芯片或半导体集成电路芯片与各种分立元器件通过一定的工艺进行二次集成，构成一个完整的，更复杂的功能器件，该功能器件最后被封装在一个管壳中，作为一个整体使用，在混合集成电路中，主要由片式无源元件，半导体芯片，带有互连金属化层的绝缘基板以及封装管壳组成。

南京邮电大学微电子导论期末复习PPT资料

解：第一次掺杂：半导体为P型
多子为空穴：
pNA31015cm 3
少子为电子：
nn i2/N A7 .5 1 0 4cm 3
第二次掺杂：半导体由P型变为N型。
多子为电子：少子为空穴：
n N D N A 1 .5 1 0 1 5 c m 3
n n i2/(N D N A ) 1 .5 1 0 5 c m 3
沟道长度：越长，K越小；沟道宽度：越宽，K越大；沟道浓度：影响不大。
第四章重点与难点小结
•图形转换：
–光刻：接触光刻、接近光刻、投影光刻 –刻蚀：干法刻蚀、湿法刻蚀
•掺杂：
–扩散：固态源、液态源、气态源 –离子注入
•制膜：
–氧化：干氧氧化、湿氧氧化等 –CVD：APCVD、LPCVD、PECVD –PVD：蒸发、溅射
VDS<0 漏极
VDS
IDS
P+
P+
N
(1)VT<VGS<0,VDS<0:漏结耗尽区扩展，使得栅极下方耗尽区宽 ID 度从源到漏逐渐增加，晶体管截止，IDS＝0。
3-6
• 3-6试分析P MOSFET的工作机理
。
源极
V栅T <极VGS<0
Vsat < 漏极
VDS<0
VDS
IDS
P+
P+
N
(2)VGS<VT<0, Vsat<VDS<0:栅极下方耗尽区宽度从源到漏逐渐增加ID ，而反型层宽度从源到漏逐渐减小，ID随VDS减小而线性增加。
3-6
• 3-6试分析P MOSFET的工作机理
。
源极
V栅T <极VGS<0

电子科技大学中山学院微电子器件期末复习重点(陈卉版)

《微电子器件》期末复习课课程纪要
第一章
泊松方程（高斯定律的微分形式）∮�� · �� = ∫�� 物理意义：流出一个闭合曲面的电通量等于这个闭合曲面所围成体积内的净自由电荷量。
第二章（重点章节）
漂移，漂移的方向正与以上扩散的方向相反。平衡时，载流子的漂移与扩散相等，自建电场区没有载流子，称之为空间
电荷区。这样，PN 结就形成了。计算平衡多子和平衡少子【P7 公式 2-2（a）（b）】
np0

ni2 pp0

ni2 NA
ni
平衡多子 P 区 pp0 NA ni N 区 nn0 ND ni
平衡少子
P区 N区
pn 0

ni2 nn0

ni2 ND
ni
平衡 PN 结特点空穴扩散 P 区→N 区电子扩散 N 区→P 区扩散电流方向 P 区→N 区
PN 结的结构、类型
突变结：P 区与 N 区杂质浓度都是均匀的杂质浓度在冶金结面（x=0）处发生突变
单边突变结：当一侧的浓度远大于另一侧时（两种：P+N、PN+）
0xd，从idx而发1生雪崩击穿。
雪崩击穿电压与温度的关系：雪崩击穿电压具有正温系数，即温度 T 上升时，VB 增大。
2-5 2-6
势垒电容与扩散电容的比较
CT

A s xd
势垒区中电离杂质电荷随外加电压的变化率；正负电荷在空间上是分离的；与直流偏压成幂函数关系；正偏反偏下均
存在，可作电容器使用；要使 CT↓，应使 A↓，xd↑（N ↓,反偏↑）。

微电子材料与器件复习题（终极版）（1）

微电⼦材料与器件复习题（终极版）（1）《微电⼦材料与器件》复习题1.设计制备NMOSFET的⼯艺，并画出流程图。

概括的说就是先场氧，后栅氧，再淀多晶SI，最后有源区注⼊（1）衬底P-SI；（2）初始氧化；光刻I；场区注硼，注硼是为了提⾼场区的表⾯浓度，以提⾼场开启；场区氧化；去掉有源区的SI3N4和SIO2；预栅氧，为离⼦注⼊作准备；调整阈电压注⼊（注硼），⽬的是改变有源区表⾯的掺杂浓度，获得要求的晶硅；光刻II，刻多晶硅，不去胶；离⼦注⼊，源漏区注砷，热退⽕；去胶，低温淀积SIO2；光刻III刻引线孔；蒸铝；光刻IV刻电极；形成N阱初始氧化淀积氮化硅层光刻1版，定义出N阱反应离⼦刻蚀氮化硅层N阱离⼦注⼊，注磷形成P阱去掉光刻胶在N阱区⽣长厚氧化层，其它区域被氮化硅层保护⽽不会被氧化去掉氮化硅层P阱离⼦注⼊，注硼推阱退⽕驱⼊去掉N阱区的氧化层形成场隔离区⽣长⼀层薄氧化层淀积⼀层氮化硅光刻场隔离区，⾮隔离区被光刻胶保护起来反应离⼦刻蚀氮化硅场区离⼦注⼊热⽣长厚的场氧化层去掉氮化硅层形成多晶硅栅⽣长栅氧化层淀积多晶硅光刻多晶硅栅刻蚀多晶硅栅形成硅化物淀积氧化层反应离⼦刻蚀氧化层，形成侧壁氧化层淀积难熔⾦属Ti或Co等低温退⽕，形成C-47相的TiSi2或CoSi去掉氧化层上的没有发⽣化学反应的Ti或Co⾼温退⽕，形成低阻稳定的TiSi2或CoSi2形成N管源漏区光刻，利⽤光刻胶将PMOS区保护起来离⼦注⼊磷或砷，形成N管源漏区形成P管源漏区光刻，利⽤光刻胶将NMOS区保护起来离⼦注⼊硼，形成P管源漏区形成接触孔化学⽓相淀积磷硅玻璃层退⽕和致密光刻接触孔版反应离⼦刻蚀磷硅玻璃，形成接触孔形成第⼀层⾦属淀积⾦属钨(W)，形成钨塞淀积⾦属层，如Al-Si、Al-Si-Cu合⾦等光刻第⼀层⾦属版，定义出连线图形反应离⼦刻蚀⾦属层，形成互连图形形成穿通接触孔化学⽓相淀积PETEOS通过化学机械抛光进⾏平坦化光刻穿通接触孔版反应离⼦刻蚀绝缘层，形成穿通接触孔形成第⼆层⾦属淀积⾦属层，如Al-Si、Al-Si-Cu合⾦等光刻第⼆层⾦属版，定义出连线图形反应离⼦刻蚀，形成第⼆层⾦属互连图形合⾦形成钝化层在低温条件下(⼩于300℃)淀积氮化硅光刻钝化版刻蚀氮化硅，形成钝化图形测试、封装，完成集成电路的制造⼯艺2.集成电路⼯艺主要分为哪⼏⼤类，每⼀类中包括哪些主要⼯艺，并简述各⼯艺的主要作⽤。

2020—2021学年秋季学期微电子材料与器件专业《电子技术》期末考试题试卷(卷A)

2020—2021学年秋季学期微电子材料与器件专业《电子技术》期末考试题试卷（卷A ）一、单项选择题。

1．在P 型半导体中（）。

A ．只有自由电子； B ．只有空穴； C ．有空穴也有自由电子； D. 以上都不对； 2．空穴和电子数目相等且数量极少的半导体是（）。

A ．纯净半导体； B. 杂质半导体； C. P 型半导体； D. N 型半导体； 3.大功率整流电路应用的二极管类型为( )。

A. 点接触型硅管；B.面接触型硅管；C.点接触型锗管；院（系）班级姓名学号……………………………………………装…………………………订………………………线……………………………………………D. 面接触型锗管；4.PN结的基本特性是( )。

A. 放大；B. 稳压；C. 单向导电性；D. 伏安特性；5.当反向电压增大到一定数值的时候,二极管反向电流突然增大这种现象称为( )。

A. 正向稳压；B. 正向死区；C. 反向截止；D. 反向击穿；6.需要工作在正向电压下的特殊二极管是( )。

A. 稳压二极管；B. 光电二极管；C. 发光二极管；D. 变容二极管；7. 稳压值为6V的稳压二极管，温度升高，稳压值：（）。

A．略有上升；B．略有降低；C．基本不变；D．根据情况而变；8.光电二极管当受到光照时电流将( )。

A. 不变；B. 增大；C. 减小；D. 都有可能；9.变压器次级交流电压有效值为10V ，单相桥式整流时，负载上的平均电压为：（）。

A ．9V ；B ．18V ；C ．20V ；D ．28V ；10.在单相桥式整流电容滤波电路中，若发生负载开路情况时，输出电压为（）；A ．0.45U2；B ．0.9U2 ；C ．22U ；D ．222U ；11.桥式整流电路的输出电压的正极应接二极管的（）；A. 共负极端；B. 共正极端；C. 正负共接端；D. 不确定；12.下列说法错误的是：（）；A．IE ＝ IB ＋ Ic适合各类三极管；B．Ic＝βIB 适合各类三极管；C．所有三极管放大都要满足发射结正偏、集电结反偏；D．所有三极管放大，三极电位都要满足：Uc＞U b＞Ue；13．工作在放大区的某三极管当I B1＝ 40uA时，I c1＝ l mA，当I B2＝ 60μA时，I c2＝2.2mA，则其β值为：（）；A. 50；B．52.5；C．60；D．57.5；14．测得 NPN三极管的三个电极的电压分别是U B＝1.2V，U E ＝0.5V，U C＝3V，该三极管处在（）状态。