半导体低维试题总结
半导体工厂面试题目及答案
半导体工厂面试题目及答案一、选择题1. 半导体材料中,硅的导电性介于导体和绝缘体之间,被称为:A. 导体B. 绝缘体C. 半导体D. 超导体答案:C2. 下列哪个不是半导体制造过程中的关键步骤?A. 晶圆生长B. 光刻C. 封装D. 焊接答案:D二、填空题1. 半导体器件的PN结具有______的特性,是构成二极管和晶体管的基础。
答案:单向导电2. 半导体制造中,用于制造PN结的两种主要掺杂元素是______和______。
答案:硼(Boron);磷(Phosphorus)三、简答题1. 简述半导体工厂中的CMOS工艺是什么?答案:CMOS工艺是一种互补金属氧化物半导体工艺,它使用互补的p型和n型MOSFETs(金属氧化物半导体场效应晶体管)来构建数字逻辑电路,具有低功耗和高集成度的特点。
2. 半导体工厂中,晶圆的清洁过程为什么非常重要?答案:晶圆的清洁过程对于半导体制造至关重要,因为任何微小的污染都可能导致器件性能下降或失效。
清洁过程可以去除晶圆表面的尘埃、金属离子和其他杂质,确保后续工艺步骤的顺利进行。
四、计算题1. 如果一个半导体器件的PN结的正向导通电压为0.7V,当通过PN结的电流为20mA时,求PN结两端的电压。
答案:根据欧姆定律,电压V = 电流I × 电阻R。
由于PN结的正向导通电压为0.7V,可以认为在正向导通状态下,PN结的电阻非常小,可以忽略不计。
因此,PN结两端的电压为0.7V。
五、论述题1. 论述半导体工厂中光刻技术的重要性及其对器件性能的影响。
答案:光刻技术是半导体制造中的关键步骤之一,它涉及到在晶圆表面转移复杂的图案。
光刻技术的质量直接影响到器件的尺寸精度和性能。
高质量的光刻可以确保器件的尺寸一致性,提高器件的性能和可靠性。
同时,随着器件尺寸的不断缩小,光刻技术也在不断发展,以满足更高分辨率和更小尺寸的要求。
六、案例分析题1. 假设你在半导体工厂工作,发现一批晶圆在制造过程中出现了大量缺陷。
半导体制造技术考试答案(考试必看
1、问答题热退火用于消除离子注入造成的损伤,温度要低于杂质热扩散的温度,然而,杂质纵向分布仍会出现高斯展宽与拖尾现象,解释其原因。
2、问答题什么是扩散效应?什么是自掺杂效应?这两个效应使得衬底/外延界面杂质分布有怎样的变化?3、问答题说明SiO2的结构和性质,并简述结晶型SiO2和无定形SiO2的区别。
4、问答题从寄生电阻和电容、电迁移两方面说明后道工艺中(Back-End-Of-Line,BEOL)采用铜(Cu)互连和低介电常数(low-k)材料的必要性。
5、问答题写出菲克第一定律和第二定律的表达式,并解释其含义。
6、问答题说明影响氧化速率的因素。
7、问答题CVD淀积过程中两个主要的限制步骤是什么?它们分别在什么情况下会支配整个淀积速率?8、问答题假设进行一次受固溶度限制的预淀积扩散,从掺杂玻璃源引入的杂质总剂量为Qcm-2。
9、问答题什么是溅射产额,其影响因素有哪些?简述这些因素对溅射产额产生的影响。
10、问答题以P2O2为例说明SiO2的掩蔽过程。
11、问答题简述杂质在SiO2的存在形式及如何调节SiO2的物理性质。
12、问答题什么是离子注入的横向效应?同等能量注入时,As和B哪种横向效应更大?为什么?13、问答题简述BOE(或BHF)刻蚀SiO2的原理。
14、问答题简述在热氧化过程中杂质再分布的四种可能情况。
15、问答题下图为直流等离子放电的I-V曲线,请分别写出a-g 各段的名称。
可用作半导体制造工艺中离子轰击的是其中哪一段?试解释其工作原理。
16、问答题简述电子束光刻的光栅扫描方法和矢量扫描方法有何区别。
17、问答题典型的光刻工艺主要有哪几步?简述各步骤的作用。
18、问答题简述RTP设备的工作原理,相对于传统高温炉管它有什么优势?19、问答题简述RTP在集成电路制造中的常见应用。
20、问答题简述几种典型真空泵的工作原理。
21、问答题影响外延薄膜的生长速度的因素有哪些?22、问答题下图是硅烷反应淀积多晶硅的过程,写出发生反应的方程式,并简述其中1~5各步的含义。
半导体试卷(经典考题)
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学二零一零至二零一一学年第一学期期末考试1.对于大注入下的直接辐射复合,非平衡载流子的寿命与(D )A. 平衡载流子浓度成正比B. 非平衡载流子浓度成正比C. 平衡载流子浓度成反比D. 非平衡载流子浓度成反比2.有3个硅样品,其掺杂情况分别是:甲.含铝1×10-15cm-3乙.含硼和磷各1×10-17cm-3丙.含镓1×10-17cm-3室温下,这些样品的电阻率由高到低的顺序是(C )A.甲乙丙B. 甲丙乙C. 乙甲丙D. 丙甲乙3.题2中样品的电子迁移率由高到低的顺序是( B )4.题2中费米能级由高到低的顺序是( C )5. 欧姆接触是指( D )的金属一半导体接触A. Wms = 0 B. Wms< 0C. Wms> 0 D. 阻值较小且具有对称而线性的伏安特性6.有效复合中心的能级必靠近( A )A.禁带中部B.导带C.价带D.费米能级7.当一种n型半导体的少子寿命由直接辐射复合决定时,其小注入下的少子寿命正比于(C )A.1/n0B.1/△nC.1/p0D.1/△p8.半导体中载流子的扩散系数决定于其中的( A )A.散射机构B. 复合机构C.杂质浓变梯度D.表面复合速度9.MOS 器件绝缘层中的可动电荷是( C )A. 电子B. 空穴C. 钠离子D. 硅离子10.以下4种半导体中最适合于制作高温器件的是( D )A. SiB. GeC. GaAsD. GaN二、解释并区别下列术语的物理意义(30 分,7+7+8+8,共4 题)1. 有效质量、纵向有效质量与横向有效质量(7 分)答:有效质量:由于半导体中载流子既受到外场力作用,又受到半导体内部周期性势场作用。
有效概括了半导体内部周期性势场的作用,使外场力和载流子加速度直接联系起来。
在直接由实验测得的有效质量后,可以很方便的解决电子的运动规律。
半导体物理试卷知识点
一、名词解释(本大题共5题 每题4分,共20分)1. 受主能级:通过受主掺杂在半导体的禁带中形成缺陷能级。
正常情况下,此能级为空穴所占据,这个被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级。
2. 直接复合:导带中的电子越过禁带直接跃迁到价带,与价带中的空穴复合,这样的复合过程称为直接复合。
3. 空穴:当满带顶附近产生P 0个空态时,其余大量电子在外电场作用下所产生的电流,可等效为P 0个具有正电荷q 和正有效质量m p ,速度为v (k )的准经典粒子所产生的电流,这样的准经典粒子称为空穴。
4. 过剩载流子:在光注入、电注入、高能辐射注入等条件下,半导体材料中会产生高于热平衡时浓度的电子和空穴,超过热平衡浓度的电子△n=n-n 0和空穴△p=p-p 0称为过剩载流子。
5.费米能级与化学势:费米能级表示等系统处于热平衡状态,也不对外做功的情况下,系统中增加一个电子所引起系统自由能的变化,等于系统的化学势。
处于热平衡的系统有统一的化学势。
这时的化学势等于系统的费米能级。
费米能级和温度、材料的导电类型杂质含量、能级零点选取有关。
费米能级标志了电子填充能级水平。
费米能级位置越高,说明较多的能量较高的量子态上有电子。
随之温度升高,电子占据能量小于费米能级的量子态的几率下降,而电子占据能量大于费米能级的量子态的几率增大。
二、选择题(本大题共5题 每题3分,共15分)1.对于大注入下的直接辐射复合,非平衡载流子的寿命与(D )A. 平衡载流子浓度成正比B. 非平衡载流子浓度成正比C. 平衡载流子浓度成反比D. 非平衡载流子浓度成反比2.有3个硅样品,其掺杂情况分别是:含铝1×10-15cm -3 乙.含硼和磷各1×10-17cm -3 丙.含镓1×10-17cm -3室温下,这些样品的电阻率由高到低的顺序是(C ) A.甲乙丙 B. 甲丙乙 C. 乙甲丙 D. 丙甲乙3.有效复合中心的能级必靠近( A ) A.禁带中部 B.导带 C.价带 D.费米能级4.当一种n 型半导体的少子寿命由直接辐射复合决定时,其小注入下的少子寿命正比于(C ).A.1/n0B.1/△nC.1/p0D.1/△p5.以下4种半导体中最适合于制作高温器件的是( D ). A. Si B. Ge C. GaAs D. GaN三、填空:(每空2分,共20分)(1)半导体的晶格结构式多种多样的,常见的Ge 和Si 材料,其原子均通过共价键四面体相互结合,属于 金刚石 结构;与Ge 和Si 晶格结构类似,两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成 闪锌矿 和 纤锌矿 等两种晶格结构。
《半导体集成电路》考试题目及参考答案(DOC)
第一部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路?2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英文缩写?3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪几类?4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪几类?5.什么是特征尺寸?它对集成电路工艺有何影响?6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律?第1章集成电路的基本制造工艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用?2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。
3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤?4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤?5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足?6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进方法。
7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。
8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输入输出端子。
第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略?。
2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应?3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应?4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的方法?6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应?7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应?第3章集成电路中的无源元件1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些?2.集成电路中常用的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。
5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输入短路电流输入漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL与非门(稳态时)各管的工作状态?3. 在四管标准与非门中,那个管子会对瞬态特性影响最大,并分析原因以及带来那些困难。
半导体入厂考试题及答案
半导体入厂考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 半导体材料中,硅(Si)和锗(Ge)属于哪一类半导体?A. 本征半导体B. 元素半导体C. 复合半导体D. 绝缘体答案:B2. 在半导体工艺中,光刻技术主要用于实现以下哪个步骤?A. 氧化B. 扩散C. 刻蚀D. 离子注入答案:C3. 下列哪个参数是衡量半导体材料导电能力的重要指标?A. 载流子浓度B. 禁带宽度C. 电子亲和力D. 晶格常数答案:A4. PN结在正向偏置时,下列哪个现象会发生?A. 耗尽区变宽B. 耗尽区变窄C. 电流增加D. 电流减少答案:B5. 半导体器件中的MOSFET是哪种类型的晶体管?A. 双极型晶体管B. 金属氧化物半导体场效应晶体管C. 结型场效应晶体管D. 绝缘栅双极晶体管答案:B6. 在半导体制造过程中,CMP(化学机械抛光)技术的主要作用是什么?A. 提高表面平整度B. 增加材料的导电性C. 减少材料的电阻率D. 提高材料的机械强度答案:A7. 半导体器件中的二极管在反向偏置时,其导电特性如何?A. 导电性增强B. 导电性减弱C. 几乎不导电D. 导电性不变答案:C8. 下列哪个因素会影响半导体器件的热稳定性?A. 材料的热导率B. 器件的封装C. 环境温度D. 所有以上选项答案:D9. 在半导体工艺中,湿法刻蚀和干法刻蚀的主要区别是什么?A. 刻蚀速率B. 刻蚀方向性C. 使用的刻蚀介质D. 刻蚀后的表面粗糙度答案:C10. 半导体器件中的晶体管在饱和区工作时,其漏电流如何变化?A. 随栅极电压变化B. 随漏极电压变化C. 几乎不变D. 随源极电压变化答案:C二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 半导体材料的掺杂可以是以下哪些类型的杂质?A. N型掺杂B. P型掺杂C. 同质掺杂D. 异质掺杂答案:A, B2. 半导体器件中的MOSFET在以下哪些区域工作时,其漏电流会显著增加?A. 饱和区B. 线性区C. 截止区D. 亚阈值区答案:A, B3. 下列哪些因素会影响半导体器件的电学特性?A. 掺杂浓度B. 温度C. 光照D. 湿度答案:A, B, C, D4. 半导体工艺中的氧化过程可以产生以下哪些类型的氧化物?A. 二氧化硅B. 三氧化二铝C. 氧化铟D. 氧化锌答案:A5. 在半导体器件设计中,以下哪些参数需要考虑以优化器件性能?A. 阈值电压B. 载流子迁移率C. 漏电流D. 击穿电压答案:A, B, C, D三、判断题(每题1分,共10分)1. 半导体材料的禁带宽度越小,其导电性越好。
半导体工艺试卷及答案
XX电子科技大学研究生考试卷〔B卷〕考试课程《半导体工艺与技术》考试日期年月日成绩学院电子信息学院学号X X1、什么是CMOS器件的闩锁效应?描述三种阻止闩锁效应的制造技术。
〔12分〕2、为什么要用区熔法生长硅晶体?比较FZ和CZ优缺点。
〔10分〕3、什么是LOCOS和STI?为什么在高级IC工艺中,STI取代了LOCOS?〔12分〕4、描述双大马士革铜布线〔图示〕。
〔12分〕5、列举光刻工艺流程。
〔12分〕6、列出并阐述刻蚀多晶硅的三个步骤。
〔10分〕7、列举离子注入和扩散的优缺点。
〔10分〕8、什么是CMP?列举CMP的优缺点。
〔10分〕9、列举并阐述三种以上未来32nm CMOS制造新工艺?〔12分〕共页第页1、什么是CMOS器件的闩锁效应?描述三种阻止闩锁效应的制造技术。
〔12分〕答:闩锁效应就是指CMOS器件所固有的寄生双极晶体管〔又称寄生可控硅,简称SCR〕被触发导通,在电源和地之间形成低阻抗大电流的通路,导致器件无法正常工作,甚至烧毁器件的现象。
这种寄生双极晶体管存在CMOS器件内的各个部分,包括输入端、输出端、内部反相器等。
当外来干扰噪声使某个寄生晶体管被触发导通时,就可能诱发闩锁,这种外来干扰噪声常常是随机的,如电源的浪涌脉冲、静电放电、辐射等。
闩锁效应往往发生在芯片中某一局部区域,有两种情况:一种是闩锁只发生在外围与输入、输出有关的地方,另一种是闩锁可能发生在芯片的任何地方,在使用中前一种情况遇到较多。
2、为什么要用区熔法生长硅晶体?比较FZ和CZ优缺点。
〔10分〕答:〔1〕原因:因为区熔法可以得到低至1011cm-1的载流子浓度。
区熔生长技术的基本特点是样品的熔化部分是完全由固体部分支撑的,不需要坩埚。
柱状的高纯多晶材料固定于卡盘,一个金属线圈沿多晶长度方向缓慢移动并通过柱状多晶,在金属线圈中通过高功率的射频电流,射频功率技法的电磁场将在多晶柱中引起涡流,产生焦耳热,通过调整线圈功率,可以使得多晶柱紧邻线圈的部分熔化,线圈移过后,熔料在结晶为为单晶。
半导体制造技术题库答案样本
1.分别简述RVD和GILD原理,它们优缺陷及应用方向。
迅速气相掺杂(RVD,Rapid Vapor-phase Doping) 运用迅速热解决过程(RTP)将处在掺杂剂氛围中硅片迅速均匀地加热至所需要温度,同步掺杂剂发生反映产生杂质原子,杂质原子直接从气态转变为被硅表面吸附固态,然后进行固相扩散,完毕掺杂目。
同普通扩散炉中掺杂不同,迅速气相掺杂在硅片表面上并未形成具有杂质玻璃层;同离子注入相比(特别是在浅结应用上),RVD技术潜在优势是:它并不受注入所带来某些效应影响;对于选取扩散来说,采用迅速气相掺杂工艺仍需要掩膜。
此外,迅速气相掺杂依然要在较高温度下完毕。
杂质分布是非抱负指数形式,类似固态扩散,其峰值处在表面处。
气体浸没激光掺杂(GILD:Gas Immersion Laser Doping) 用准分子激光器(308nm) 产生高能量密度(0.5—2.0J/cm2)短脉冲(20-100ns)激光,照射处在气态源中硅表面;硅表面因吸取能量而变为液体层;同步气态掺杂源由于热解或光解作用产生杂质原子;通过液相扩散,杂质原子进入这个很薄液体层,溶解在液体层中杂质扩散速度比在固体中高八个数量级以上,因而杂质迅速并均匀地扩散到整个熔化层中。
当激光照射停止后,已经掺有杂质液体层通过固相外延转变为固态结晶体。
由液体变为固态结晶体速度非常快。
在结晶同步,杂质也进入激活晶格位置,不需要近一步退火过程,并且掺杂只发生在表面一薄层内。
由于硅表面受高能激光照射时间很短,并且能量又几乎都被表面吸取,硅体内仍处在低温状态,不会发生扩散现象,体内杂质分布没有受到任何扰动。
硅表面溶化层深度由激光束能量和脉冲时间所决定。
因而,可依照需要控制激光能量密度和脉冲时间达到控制掺杂深度目。
2.集成电路制造中有哪几种常用扩散工艺?各有什么优缺陷?扩散工艺分类:按原始杂质源在室温下相态分类,可分为固态源扩散,液态源扩散和气态源扩散。
固态源扩散(1). 开管扩散长处:开管扩散重复性和稳定性都较好。
半导体物理复习要点答案2023年修改整理
一、填充题两种不同半导体接触后, 费米能级较高的半导体界面一侧带 正1.。
电达到热平衡后两者的费米能级相等半导体硅的价带极大值位于k空间第一布里渊区的中央,其导带微小值位于2.倍处,因此属于 间接带隙 方向上距布里渊区边界约0.85】【100半导体。
;间隙原子空位3.晶体中缺陷一般可分为三类:点缺陷,如;面缺陷,如层错和晶粒间界。
位错线缺陷,如间隙原子和空位成对出现的点缺陷称为弗仓克耳缺4.;形成原子空位而无间隙原子的点缺陷称为陷。
肖特基缺陷杂质可显著改变载流子浓度;深能级 5. 浅能级杂质可显著改变非平衡载流子的寿命,是有效的复合中心。
,又能取代施主能级6.硅在砷化镓中既能取代镓而表现为,这种性质称为杂质的双性行受主能级砷而表现为为。
,半导体,在真空中进行脱氧处理,可产生氧空位 7.关于ZnO型 ZnO半导体材料。
从而可获得 n8.在一定温度下,与费米能级持平的量子态上的电子占据概率为 1/2 ,高于费米能级2kT能级处的占据概率为。
1/1+exp(2)9.本征半导体的电阻率随温度增加而单调下降,杂质半导,体的电阻率随温度增加,先下降接着上升至最高点 再单调下降。
.n型半导体的费米能级在极低温(0K)时位于导带底和施主能级之间 中央 10处,随温度升高,费米能级先上升至一极值,接着下降至本征费米能。
级】 11.硅的导带极小值位于k空间布里渊区的 【100方向。
12.受主杂质的能级一般位于价带顶附近。
13.有效质量的意义在于它概括了半导体 内部势场 的作用。
14.间隙原子和空位成对出现的点缺陷称为弗仓克耳缺陷。
15.除了掺杂,引入缺陷也可改变半导体的 导电类型。
16.回旋共振是测量半导体内载流子有效质量的重要技术手段。
17. PN结电容可分为势垒电容和扩散电容两种。
18.PN结击穿的要紧机制有雪崩击穿、隧道击穿和热击穿。
19.PN结的空间电荷区变窄,是由于PN结加的是正向电压 电压。
20.能带中载流子的有效质量反比于能量函数对于波矢k的二阶导数,引入有效质量的意义在于其反映了晶体材料的 内部势场 的作用。
半导体物理试卷解答
物理学院《半导体物理》试卷一、名词解释(3’X10)1空穴:价带顶电子激发到导带底后带顶附近出现的空的量子态称为空穴。
波矢k态未被电子占据时,其它所有价带电子的导电行为,等效于一个带正电荷e,具有正有效质量m p 的准粒子的导电行为。
2间接带隙半导体:导带底与价带顶在不同k方向。
或间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和价带最大值(价带顶)在k空间中不同位置。
3. 施主杂质、施主能级:解:施主杂质:Ⅴ族原子向晶体提供多余不配对电子(电子可动),并同时成为带正电离子(不可动正电中心)的杂质。
或是在硅中掺入V族元素杂质(如磷P,砷As,锑Sb等)后,这些V族杂质替代了一部分硅原子的位置,但由于它们的外层有5个价电子,其中4个与周围硅原子形成共价键,多余的一个价电子便成了可以导电的自由电子,这样一个V族杂质原子可以向半导体硅提供一个自由电子而本身成为带正电的离子,把这种杂质称为施主杂质;若在硅中掺入III族元素杂质,(如硼B,铝Al,镓Ga,铟In等),这些III族杂质原子在晶体中替代了一部分硅原子的位置,由于它们的最外层只有3个价电子,在与硅原子形成共价键时产生一个空穴,这样一个III族杂质原子可以向半导体硅提供一个空穴,而本身接受一个电子成为带负电的离子,把这种杂质称为受主杂质。
4缺陷能级杂质能级解:实际半导体材料晶格中,存在着偏离理想情况的各种现象。
(1) 原子并不是静止在具有严格周期性的晶格的格点位置上,而是在其平衡位置附近振动;(2)半导体材料并不是纯净的,而且含有若干杂质,即在半导体晶格存在着与组成半导体材料的元素不同的其它化学元素的原子;(3)实际的半导体晶格结构并不是完整无缺的,而存在着各种形式的缺陷。
(a)点缺陷,如空位,间隙原子;(b)线缺陷,如位错;(c)面缺陷,如层错,多晶体中的晶粒间界等。
由于杂质和缺陷的存在,会使严格按周期性排列的原于所产生的周期性势场受到破坏,有可能在禁带中引入允许电子具有的能量状态(即能级)--------杂质能级、缺陷能级。
半导体设备故障分析与维修技能考核试卷
8.软件问题不会导致半导体设备出现故障。()
9.维修半导体设备时,防静电措施是非常重要的。(√)
10.半导体设备出现短路故障时,可以通过直接观察设备外观来判断故障位置。()
五、主观题(本题共4小题,每题5分,共20分)
1.请简述在维修半导体设备时,如何进行故障定位?请列举至少三种故障定位方法,并简要说明每种方法的优缺点。
A.使用屏蔽线
B.增强设备的屏蔽效果
C.避免将设备放置在干扰源附近
D.所有上述方法
19.以下哪些故障属于半导体设备的常见硬件故障?()
A.电阻损坏
B.电容漏液
C.二极管反向击穿
D.晶振损坏
20.以下哪些措施是在半导体设备故障分析与维修中必须记录的?()
A.故障现象
B.维修步骤
C.更换的元件
D.所有上述措施
4.为了保护维修人员的安全,维修半导体设备时应佩戴________等个人防护装备。
5.下列哪种工具主要用于检测半导体设备的电路信号:________。
6.在维修过程中,如果发现半导体设备出现间歇性故障,可能是由于________原因造成的。
7.半导体设备的________是导致软故障的常见因素之一。
A.逐一排查法
B.替换法
C.观察法
D.以上都是
5.以下哪些情况可能导致半导体设备出现性能不稳定?()
A.电源波动
B.电路设计不合理
C.外部电磁干扰
D.设备过热
6.在维修半导体设备时,以下哪些操作是正确的?()
A.断电操作
B.带电测量
C.使用符合要求的测试仪器
D.确保工作环境安全
半导体物理习题及解答
第一篇习题 半导体中的电子状态1-1、 什么叫本征激发?温度越高,本征激发的载流子越多,为什么?试定性说明之。
1-2、 试定性说明Ge 、Si 的禁带宽度具有负温度系数的原因。
1-3、 试指出空穴的主要特征。
1-4、简述Ge 、Si 和GaAS 的能带结构的主要特征。
1-5、某一维晶体的电子能带为[])sin(3.0)cos(1.01)(0ka ka E k E --=其中E 0=3eV ,晶格常数a=5х10-11m 。
求:(1) 能带宽度;(2) 能带底和能带顶的有效质量。
第一篇题解 半导体中的电子状态 刘诺 编1-1、 解:在一定温度下,价带电子获得足够的能量(≥E g )被激发到导带成为导电电子的过程就是本征激发。
其结果是在半导体中出现成对的电子-空穴对。
如果温度升高,则禁带宽度变窄,跃迁所需的能量变小,将会有更多的电子被激发到导带中。
1-2、 解:电子的共有化运动导致孤立原子的能级形成能带,即允带和禁带。
温度升高,则电子的共有化运动加剧,导致允带进一步分裂、变宽;允带变宽,则导致允带与允带之间的禁带相对变窄。
反之,温度降低,将导致禁带变宽。
因此,Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数。
1-3、解:空穴是未被电子占据的空量子态,被用来描述半满带中的大量电子的集体运动状态,是准粒子。
主要特征如下:A、荷正电:+q;B、空穴浓度表示为p(电子浓度表示为n);C、E P=-E nD、m P*=-m n*。
1-4、解:(1)Ge、Si:a)Eg (Si:0K) = 1.21eV;Eg (Ge:0K) = 1.170eV;b)间接能隙结构c)禁带宽度E g随温度增加而减小;(2)GaAs:a)E g(300K)第二篇习题-半导体中的杂质和缺陷能级刘诺编2-1、什么叫浅能级杂质?它们电离后有何特点?2-2、什么叫施主?什么叫施主电离?施主电离前后有何特征?试举例说明之,并用能带图表征出n型半导体。
2-3、什么叫受主?什么叫受主电离?受主电离前后有何特征?试举例说明之,并用能带图表征出p型半导体。
半导体面试题目(3篇)
第1篇一、基础知识部分1. 请简述半导体材料的基本概念及其分类。
2. 解释什么是本征半导体、n型半导体和p型半导体,并说明它们之间的区别。
3. 什么是掺杂?为什么掺杂对于半导体的应用至关重要?4. 什么是载流子?请分别说明电子和空穴载流子的性质。
5. 什么是能带?简述价带、导带和禁带的概念。
6. 什么是能级?请解释能级与能带之间的关系。
7. 什么是施主和受主?它们在半导体中的作用是什么?8. 请解释半导体中的电导率是如何受到温度影响的。
9. 什么是霍尔效应?它在半导体中的应用有哪些?10. 什么是PN结?简述PN结的形成过程、特性和应用。
二、器件原理部分1. 请简述晶体管的工作原理,包括NPN和PNP晶体管。
2. 什么是场效应晶体管(FET)?请解释其工作原理和特性。
3. 什么是MOSFET?请说明其结构、工作原理和优缺点。
4. 什么是二极管?请解释二极管的基本特性和应用。
5. 什么是三极管?请说明三极管的基本特性和应用。
6. 什么是整流器?请列举几种常见的整流器类型及其工作原理。
7. 什么是稳压器?请说明稳压器的工作原理和应用。
8. 什么是放大器?请解释放大器的基本特性和应用。
9. 什么是滤波器?请列举几种常见的滤波器类型及其工作原理。
10. 什么是振荡器?请解释振荡器的基本特性和应用。
三、电路设计部分1. 请简述半导体电路设计的基本流程。
2. 什么是模拟电路和数字电路?请分别说明它们的特点。
3. 什么是电路仿真?请列举几种常见的电路仿真软件。
4. 什么是版图设计?请说明版图设计的基本流程和注意事项。
5. 什么是集成电路封装?请列举几种常见的集成电路封装类型。
6. 什么是测试与验证?请说明测试与验证在半导体电路设计中的重要性。
7. 什么是电路优化?请列举几种常见的电路优化方法。
8. 什么是电源设计?请说明电源设计的基本原则和注意事项。
9. 什么是信号完整性?请解释信号完整性对电路设计的影响。
10. 什么是电磁兼容性?请说明电磁兼容性在电路设计中的重要性。
半导体或芯片岗位招聘笔试题及解答(某大型国企)
招聘半导体或芯片岗位笔试题及解答(某大型国企)一、单项选择题(本大题有10小题,每小题2分,共20分)1、下列哪种材料最适合用于制造半导体器件?A. 铜B. 硅C. 金D. 银答案:B解析:在这些选项中,硅是最常用的半导体材料。
铜、金和银都是良好的导体,而非半导体,因此不适合用来制造半导体器件。
2、在P型半导体中,多数载流子是什么?A. 自由电子B. 空穴C. 质子D. 中子答案:B解析: P型半导体是通过向纯半导体(如硅)中掺入三价元素(如硼)来形成的。
这种掺杂会创造出额外的空穴,这些空穴成为多数载流子。
自由电子则成为少数载流子。
质子和中子不是半导体中的载流子。
3、在半导体工艺中,以下哪种材料常用于制造N型半导体?A. 硼(B)B. 磷(P)C. 镓(Ga)D. 硅(Si)但未经掺杂答案:B解析:N型半导体是指在半导体材料中掺入少量五价元素(如磷P)后形成的半导体。
这些五价元素替代了半导体中的某些四价元素(如硅Si或锗Ge中的原子),从而产生了多余的自由电子,使得半导体导电性增强,并呈现出带负电的特性,即N型半导体。
硼(B)是三价元素,常用于制造P型半导体;镓(Ga)和硅(Si)本身并不直接决定半导体的类型,而是需要通过掺杂其他元素来改变其导电性。
4、在CMOS(互补金属氧化物半导体)技术中,以下哪个组件通常用于实现逻辑非(NOT)门的功能?A. NMOS晶体管B. PMOS晶体管C. NMOS和PMOS晶体管组合D. 电阻和电容组合答案:C解析:在CMOS技术中,逻辑非(NOT)门通常由一对互补的MOS晶体管(即NMOS 和PMOS晶体管)组合而成。
这种配置利用了NMOS晶体管在逻辑高(接近电源电压)时导通、PMOS晶体管在逻辑低(接近地电位)时导通的特性。
当输入为高电平时,NMOS 晶体管导通,将输出拉至低电平;当输入为低电平时,PMOS晶体管导通,将输出拉至高电平。
这样,就实现了逻辑非的功能。
(完整版)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/cm3电荷的电量q= 1.6×10-19C µn=1350 cm2/V ⋅s µp=500 cm2/V ⋅sε0=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-SiO2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。
半导体集成电路考试题目与参考答案
半导体集成电路考试题⽬与参考答案第⼀部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路?2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英⽂缩写?3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪⼏类?4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪⼏类?5.什么是特征尺⼨?它对集成电路⼯艺有何影响?6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律?第1章集成电路的基本制造⼯艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作⽤?2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。
3.简单叙述⼀下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤?4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤?5.以p阱CMOS⼯艺为基础的BiCMOS的有哪些不⾜?6.以N阱CMOS⼯艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进⽅法。
7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。
8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输⼊输出端⼦。
第2章集成电路中的晶体管及其寄⽣效应1.简述集成双极晶体管的有源寄⽣效应在其各⼯作区能否忽略?。
2.什么是集成双极晶体管的⽆源寄⽣效应?3. 什么是MOS晶体管的有源寄⽣效应?4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的⽅法?6.如何解决MOS器件的场区寄⽣MOSFET效应?7. 如何解决MOS器件中的寄⽣双极晶体管效应?第3章集成电路中的⽆源元件1.双极性集成电路中最常⽤的电阻器和MOS集成电路中常⽤的电阻都有哪些?2.集成电路中常⽤的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的⼯艺中要⽤铜布线取代铝布线。
5. 运⽤基区扩散电阻,设计⼀个⽅块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输⼊短路电流输⼊漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL 与⾮门(稳态时)各管的⼯作状态?3. 在四管标准与⾮门中,那个管⼦会对瞬态特性影响最⼤,并分析原因以及带来那些困难。
半导体复习参考试题
一、填空题1. 自由电子的能量与波数的关系式为(0222)(m k h k E =),孤立原子中的电子能量(大小为2220408n h q m E n ε-=的分立能级),晶体中的电子能量为(电子共有化运动)所形成的(准连续)的能带。
2. 温度一定时,对于一定的晶体,体积大的能带中的能级间隔(小),对于同一块晶体,当原子间距变大时,禁带宽度(变小)。
3. 玻尔兹曼分布适用于(非简并)半导体,对于能量为E 的一个量子态被电子占据的概率为()ex p()ex p()(00T k E T k E E f F B -⋅=),费米分布适用于(简并)半导体,对于能量为E 的一个量子态被电子占据的概率为()ex p(11)(0T k E E E f F -+=),当EF 满足(T k E E T k E E V F F C 0022≤-≤-或)时,必须考虑该分布。
4. 半导体材料中的(能带结构(直接复合))、(杂质和缺陷等复合中心(间接复合))、(样品形状和表面状态(表面复合))等会影响非平衡载流子的寿命,寿命值的大小反映了材料晶格的(完整性),是衡量材料的一个重要指标。
5. Si 属于(间接)带隙半导体。
导带极小值位于布里渊区的(<100>方向)上由布里渊区中心点Г到边界X 点的(0.85倍)处,导带极值附近的等能面是(长轴沿<100>方向的旋转椭球面),在简约布里渊区,共有(6)个这样的等能面。
6. Ge 属于(间接)带隙半导体。
导带极小值位于布里渊区的(<111>方向)上由布里渊区边界L 点处,导带极值附近的等能面是(长轴沿<111>方向的旋转椭球面),在简约布里渊区,共有(4)个这样的等能面。
7. GaAs 属于(直接)带隙半导体。
导带极小值位于布里渊区中心点Г处,极值附近的等能面是(球面),在简约布里渊区,共有(1)个这样的等能面。
在布里渊区的(<111>方向)边界L 点处,存在高于能谷值0.29eV 的次低能谷,简约布里渊区一共有(8)个这样的能谷。
“半导体制造技术”题库详解
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23 题361.分别简述RVD和GILD的原理,它们的优缺点及应用方向。
答:快速气相掺杂(RVD, Rapid Vapor-phase Doping)是一种掺杂剂从气相直接向硅中扩散、并能形成超浅结的快速掺杂工艺。
原理是利用快速热处理过程(RTP)将处在掺杂剂气氛中的硅片快速均匀地加热至所需要的温度,同时掺杂剂发生反应产生杂质院子,杂质原子直接从气态转变为被硅表面吸附的固态,然后进行固相扩散,完成掺杂目的。
RVD技术的优势(与离子注入相比,特别是在浅结的应用上):RVD技术并不受注入所带来的一些效应的影响,如:沟道效应、晶格损伤或使硅片带电。
RVD技术的劣势:对于选择扩散来说,采用RVD工艺仍需要掩膜。
另外,RVD仍然要在较高温度下完成。
杂质分布是非理想的指数形式,类似固态扩散,其峰值处于表面处。
应用方向:主要应用在ULSI工艺中,例如对DRAM中电容的掺杂,深沟侧墙的掺杂,甚至在CMOS 浅源漏结的制造中也采用RVD技术。
气体浸没激光掺杂(GILD:Gas Immersion Laser Doping)的工作原理:使用激光器照射处于气态源中的硅表面,使硅表面因吸收能量而变为液体层,同时气态掺杂源由于热解或光解作用产生杂质原子,杂质原子通过液相扩散进入很薄的硅液体层,当激光照射停止后,掺有杂质的液体层通过固相外延转变为固态结晶体,从而完成掺杂。
GILD的优点:杂质在液体中的扩散速度非常快,使得其分布均匀,因而可以形成陡峭的杂质分布形式。
由于有再结晶过程,所以不需要做进一步的热退火。
掺杂仅限于表面,不会发生向内扩散,体内的杂质分布没有任何扰动。
可以用激光束的能量和脉冲时间决定硅表面融化层的深度。
在一个系统中相继完成掺杂,退火和形成图形,极大简化了工艺,降低系统的工艺设备成本。
GILD的缺点:集成工艺复杂,技术尚不成熟。
GILD的应用:MOS与双极器件的制造,可以制备突变型杂质分布,超浅深度和极低的串联电阻。
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一、纳米材料的分类。
A.从尺度、维度上分:a.零维纳米材料--纳米粒子; b.一维纳米材料--纳米线(纳米管)c.二维纳米材料--纳米膜;d.三维纳米材料--纳米块体材料B.按组成可分为:a.金属纳米材料:纳米银、金;b.半导体纳米材料:ZnO, TiO2, CdS et.al;c.有机和高分子纳米材料: P3HT, MDMO-PPV;d.复合纳米材料:无机粒子与有机高分子复合材料,无机半导体的核壳结构。
C.按材料物性可分为:a.纳米半导体;b.纳米磁性材料;c.纳米非线性光学材料;d.纳米铁电体e.纳米超导材料;f.纳米热电材料。
D.按应用领域可分为:a.纳米电子材料;b.纳米光电子材料;c.纳米生物医药材料;d.纳米敏感材料;e.纳米储能材料E.按化学组分可分为:a.纳米金属;b.纳米晶体;c.纳米陶瓷;d.纳米玻璃;e.纳米高分子;f.纳米复合材料二、纳米材料的效应(特殊性能),说出至少两个的概念。
1.表面效应:是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而大幅度的增加,粒子的表面能及表面张力也随着增加,从而引起纳米粒子物理、化学性质的变化。
2.小尺寸效应3. 量子尺寸效应6.宏观量子隧道效应4. 库伦堵塞:如果两个纳米微粒的尺寸小到一定程度,它们之间的电容也会小到一定程度,以至于电子不能集体传输,只能一个一个单电子传输,这种不能集体传输电子的行为称之为库仑堵塞。
5.量子隧穿效应:在电学里,导电是电子在导体内运动的表现,如果两个纳米颗粒不相连,那么电子从一个微粒运动到另一个微粒就会象穿越隧道一样,若电子的隧道穿越是一个一个发生的,则在电压电流关系图上表出台阶曲线,这就是量子隧穿效应。
三、半导体的能带结构,画出绝缘体、半导体、导体的能带结构图。
☆四、半导体中电子能带分布规则,并能简单阐述。
1.最低能量原理:电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上, 使整个原子系统能量最低。
2. Pauli不相容原理:每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式相反的电子。
3. Hund 规则:在能级简并的轨道上,电子尽可能自旋平行地分占不同的轨道;全充满、半充满、全空的状态比较稳定。
五、本征半导体,说出n型和p型半导体各自的定义、光学性质。
1.本征半导体:完全纯净、结构完整的半导体晶体称为本征半导体。
光学性质:a.直接带间跃迁b.间接带间跃迁(有声子参与)c.无辐射多声子驰豫过程2.n型半导体:在硅或锗的晶体中掺入少量的5价杂质元素(磷.锑.砷等),即构成N型半导体(或称电子型半导体)。
光学性质:a.直接带间跃迁;b.间接带间跃迁(有声子参与);c.无辐射多声子驰豫过程;d.导带电子和杂质能级间的跃迁;e.激子(“e—h”)或束缚激子的复合。
3. p型半导体:在硅或锗的晶体中掺入少量的3价杂质元素(硼.镓.铟等),即构成P型半导体(或称空穴型半导体)。
光学性质:同n型半导体。
六、半导体纳米材料如何按带隙分类,各类材料列举几种具体的名称,能够叙述各类材料的光电性能特点和应用。
1.宽带隙半导体纳米材料,(1)举例:ZnO、TiO2、SnO2、ZnS、ABO3类钙钛矿型半导体:金属钛酸盐、铌酸盐、铁酸盐类:(AO+BO掺杂) 。
(2) 特点及应用:A.带隙较大,透光性好,尤其在可见光区具有较高的透过率---适合做窗口层、透明导电层,氧化物、硫化物。
B.纳米材料发光强度较大,蓝紫光区---LED,氧化物、硫化物。
C.电子迁移率较大---电荷受体:LED, SC,掺杂:磁性(自由电荷+自旋电荷),铁酸盐、掺杂类。
D.有一定的光催化性能---催化剂TiO2、铌酸盐。
2.窄带隙半导体纳米材料,(1)举例:Si/Ge、GaAs、CdS/Se/Te、Cu2S/CuInS/Se(CuInGaSe/CuZnSnS)、Ag2S/FeS/FeS2/PbS/Se、Organic polymer semiconductor。
(2) 特点及应用:a.带隙较小,在可光区具有较高的吸光度---适合做吸光层。
b.纳米材料发光强度较大,位于可见光区---LED。
c.电子迁移率较大---电荷受体:SC。
d.掺杂后有一定的光催化性能与磁性。
七、半导体纳米材料的分类。
1、按材料外观形貌分类:a.零维材料(量子点、纳米颗粒);b.一维结构材料(纳米棒、纳米管、纳米线、纳米带);c.二维结构材料(纳米片、纳米薄膜);d.多维结构材料(纳米分枝体颗粒与结构)2、按材料带隙分类:a.宽带隙半导体纳米材料;b.窄带隙半导体纳米材料。
3、按材料应用分类:a.光电转换材料:SC、LED、光催化---一般窄带隙半导体材料; b.磁性材料:磁阻效应、磁存储与记忆---磁性元素掺杂;c.铁电、压电材料:---金属铁酸盐、钛酸盐等等。
八、半导体纳米材料合成方法。
通过两大的途径得到:1.从小到大: 原子→团簇→纳米颗粒;2.从大到小: 固体→微米颗粒→纳米颗粒1.按有无发生反应:a.物理法,衬底上生长半导体纳米材料或结构的方法,有粉碎法和构筑法.B.化学法,合成分散性半导体纳米颗粒的方法,包括气相反应法、液相反应法.2.按物态分类:a.气相法,包括蒸发-冷凝法、化学气相反应法。
B.液相法,包括沉淀法、喷雾法、溶胶凝胶法。
C.固相法,包括机械粉碎法、固态反应法、非晶晶化法。
九、分子束外延法的定义特点。
定义:分子束外延(MBE)是制备极薄的单层或多层单晶薄膜的一种技术,它是在超高真空的条件下,把一定比例的构成晶体的各个组分原子或掺杂原子(分子)以一定的热运动速度喷射到热的衬底表面来进行单原子层外延生长单晶体的技术。
它生长的材料是一种与衬底晶格结构有一定对应关系的单晶层。
这个单晶层称为外延层,而把生长外延层的过程叫做外延生长。
特点:MBE是一个动力学过程,即将入射的中性粒子(原子或分子)一个一个地堆积在衬底上进行生长。
生长速率极慢,大约1um/小时,相当于每秒生长一个单原子层,因此有利于实现精确控制厚度、结构与成分和形成陡峭的异质结构等。
实际上是一种原子级的加工技术,因此MBE特别适于生长超晶格材料。
由于生长是在超高真空中进行的,衬底表面经过处理可成为完全清洁的,在外延过程中可避免沾污,因而能生长出质量极好的外延层。
十、金属有机化学气相沉积(MOCVD)的定义和特点。
定义:金属有机化学气相沉积法 (MOCVD),是在基板上成长半导体薄膜的一种方法。
MOCVD成长薄膜时,主要将载流气体通过有机金属反应源的容器时,将反应源的饱和蒸气带至反应腔中与其它反应气体混合,然后在被加热的基板上面发生化学反应促成薄膜的成长。
特点:1.MOCVD技术有着如下优点:a.反应室中气体流速较快,因此,在需要改变多元化合物的组分和掺杂浓度时,可以迅速进行改变,这有利于获得陡峭的界面,适于进行异质结构和超晶格、量子阱材料的生长。
b.晶体生长是以热解化学反应的方式进行的,是单温区外延生长。
只要控制好反应源气流和温度分布的均匀性,就可以保证外延材料的均匀性。
因此,适于多片和大片的外延生长,便于工业化大批量生产。
c.使用较灵活。
原则上只要能够选择合适的原材料就可以进行包含该元素的材料的MOCVD生长。
而可供选择作为反应源的金属有机化合物种类较多,性质也有一定的差别。
由于对真空度的要求较低,反应室的结构较简单。
2.MOCVD技术的主要缺点:大部分均与其所采用的反应源有关。
首先是所采用的金属有机化合物和氢化物源价格较为昂贵,其次是由于部分源易燃易爆或者有毒,因此有一定的危险性,并且,反应后产物需要进行无害化处理,以避免造成环境污染。
另外,由于所采用的源中包含其他元素(如C,H等),需要对反应过程进行仔细控制以避免引入非故意掺杂的杂质。
十一、零维纳米材料的制备方法。
1.根据制备原料状态分为:固体法.液体法及气体法;2.按反应物状态分为:干法和湿法;3.按研究纳米粒子的学科分类:物理法、化学法和综合法(物理和化学)。
十二、零维纳米材料的表面修饰方法。
(物理、化学)所谓纳米微粒的表面工程就是用物理、化学方法改变纳米微粒表面的结构和状态,实现人们对纳米微粒表面的控制。
1.物理法:通过范德瓦耳斯力等特异质材料吸附在纳米微粒的表面,可防止纳米微粒团聚.一般采用表面活性剂对无机纳米微粒表面的修饰就是属于这一类方法,表面活性剂分子中含有两类性质截然不同的官能团,一是极性集团,具有亲水性,另一个是非极性官能团,具有亲油性.A.表面活性剂,用表面活性剂修饰纳米颗粒之间的相互接触,增大了颗粒之间的距离,避免了架桥羟基和真正化学键的形成。
表面活性剂还可降低表面张力,减少毛细管的吸附力。
加入高分子表面活性剂还可以起到一定的空间位阻作用。
B.表面沉积法,此法是将一种物质沉积到纳米微粒表面,形成与颗粒表面无化学结合的异质包敷层.2.化学法:通过纳米微粒表面与处理剂之间进行化学反应,改变纳米微粒表面结构和状态,达到表面改性的目的称为纳米微粒的表面化学修饰.这种表面修饰方法在纳米微粒表面改性中占有极其重要的地位。
纳米微粒比表面积很大,表面键态,电子态不同于颗粒内部,配位不全导致悬键大量存在,这就为人们用化学反应方法对纳米微粒表面修饰改性提供了有利条件。
A.偶联剂法:当无机纳米粒子与有机物进行复合时,表面修饰变得十分重要,一般无机纳米粒子,如氧化物Al2O3,SiO2等,表面能比较高,与表面能比较低的有机体的亲和性差.两者在相互混合时不能相溶,导致界面上出现空隙.B.酯化反应法:金属氧化物与醇的反应称为酯化反应.利用酯化反应对纳米微粒表面修饰改性最重要的是使原来亲水疏油的表面变成亲油疏水的表面,这种表面功能的改性在实际应用中十分重要.C.表面接枝改性法:通过化学反应将高分子的链接到无机纳米粒子表面上的方法称为表面接枝法.这种方法可分为三种类型:(1)聚合与表面接枝同步进行法.(2)颗粒表面聚合生长接枝法.(3)偶连接枝法.☆十三、一维纳米材料的制备方法,各方法的概念。
☆1.模板合成法:利用基质材料结构中的空隙或外表面作为模板进行合成。
结构基质为多孔玻璃、分子筛、大孔离子交换树脂等。
优点:调控尺寸、形状、分散性、周期性,干预反应体系的动力学过程,决定颗粒结构,尺寸及其分布。
2.自组装法:基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。
特点:有序性:结构比组成部分有序性高;相互作用力弱:氢键、范德华力、静电作用等;组成结构复杂:包含纳米及细观结构。
☆3.电弧法:阳极电极在电弧产生的高温下蒸发,于阴极附近沉积出纳米管。
利用电弧法制备纳米线(管)时,阳极填充物的类型、电弧电流和气氛压强对产物都有较大影响。
特点:简单快速、质量不稳定。
4.化学气相沉积法:气-液-固(VLS) 生长机制;气-固(VS) 生长机制。