半导体制造工艺教案5
授课主要内容或板书设计
课堂教学安排
图5-2薄膜的台阶覆盖
图5-3高深宽比通孔填充效果比较
3. 良好的厚度均匀性
4. 高纯度和高密度
5. 高度的结构完整性和低的膜应力
图5-4薄膜中晶粒的成核与生长过程
图5-5膜应力导致硅片衬底发生变形
6. 对衬底材料或下层膜良好的粘附性
5.2化学气相淀积
5.2.1化学气相淀积的概念
图5-6CVD的主要反应过程
图5-8PSG回流后表面平坦化
图5-9气体分子的运动轨迹
图5-10LPCVD
的淀积
淀积
多晶硅淀积
图5-11多晶硅栅自对准工艺示意图4. 典型的LPCVD工艺设备操作
图5-12PECVD的反应腔示意图
图5-14两MOS器件间的隔离
3. 多腔集成CVD设备
图5-15多腔集成
5.4外延
5.4.1外延的概念、作用、原理
外延(EPI)工艺是指在单晶衬底上生长一层跟衬底具有相同晶向的单晶薄膜材料，该单晶薄膜层称为外延层。
其单晶材料、掺杂类型、掺杂浓度和厚度都可以按设计要求与衬底不同。若在硅衬底上生长单晶硅外延层称为同质外延层；
延层称为异质外延层；若在重掺杂衬底上生长轻掺杂外延层称为正外延；
图5-16外延层的用途
外延生长方法
外延生长有两个重要条件:一是必须去除表面的自然氧化层及硅片表面的杂质。如果表面有一层薄的二氧化硅、非晶态层表面或污染物，则会影响外延生长原子的正确定位，结果导致薄膜结构为多晶硅或形成缺陷较多的单晶。二是衬底的表面温度足够高（气相外延时），只有在高温的情淀积在衬底上的硅原子才有足够的动能移动到适当的位置与衬底形
图5-19制作双极型晶体管的工艺流程型硅衬底准备。
外延层的形成。
图5-20SOI
图5-21SOI技术使器件占用芯片的面积减小CVD质量检测
表5-1比色法薄膜颜色表
图5-22椭偏仪测试示意图
图5-23硅片中测试点的选取
半导体物理学第五章习题答案电子版本
半导体物理学第五章 习题答案
第五章习题 1. 在一个n 型半导体样品中，过剩空穴浓度为1013cm -3, 空 穴的寿命为100us 。计算空穴的复合率。 2. 用强光照射n 型样品，假定光被均匀地吸收，产生过剩 载流子，产生率为,空穴寿命为 。 （1）写出光照下过剩载流子所满足的方程； （2）求出光照下达到稳定状态时的过载流子浓度。 3. 有一块n 型硅样品，寿命是1us ，无光照时电阻率是10 cm 。今用光照射该样品，光被半导体均匀的吸 收，电子-空穴对的产生率是1022 cm -3s-1 ,试计算光照下样 品的电阻率，并求电导中少数在流子的贡献占多大比例？ s cm p U s cm p U p 31710 10010 313/10U 100,/10613 ==?= ====?-??-τ τμτ得：解：根据？求：已知：τ τ τ ττ g p g p dt p d g Ae t p g p dt p d L L t L =?∴=+?-∴=?+=?+?-=?∴-. 00 )2()(达到稳定状态时，方程的通解：梯度，无飘移。 解：均匀吸收，无浓度g p L 0 .=+?-τ 光照达到稳定态后
4. 一块半导体材料的寿命=10us ，光照在材料中会产生 非平衡载流子，试求光照突然停止20us 后，其中非平衡载流子将衰减到原来的百分之几？ 5. n 型硅中，掺杂浓度N D =1016 cm -3 , 光注入的非平衡载流子浓度 n=p=1014cm -3 。计算无光照和有光照的电导率。 % 2606 .38 .006.3500106.1109.,.. 32.0119161 0' '==???=?∴?>?Ω==-σσ ρp u p p p p cm 的贡献主要是所以少子对电导的贡献献 少数载流子对电导的贡 。 后，减为原来的光照停止%5.1320%5.13) 0() 20()0()(1020 s e p p e p t p t μτ ==???=?-- cm s q n qu p q n p p p n n n cm p cm n cm p n cm n K T n p n i /16.21350106.110:,/1025.2,10/10.105.1,30019160000003403160314310=???=≈+=?+=?+=?===?=??==---μμσ无光照则设本征 空穴的迁移率近似等于的半导体中电子、注：掺杂有光照131619140010(/19.20296.016.2)5001350(106.11016.2)(: --=+=+???+≈+?++=+=cm cm s nq q p q n pq nq p n p n p n μμμμμμσ
半导体物理学课后习题第五章第六章答案
可修改 第五章习题 1. 在一个n 型半导体样品中，过剩空穴浓度为1013cm -3, 空穴的寿命为 100us 。计算空穴的复合率。 2. 用强光照射n 型样品，假定光被均匀地吸收，产生过剩载流子，产生率为,空穴寿命为。 （1）写出光照下过剩载流子所满足的方程； （2）求出光照下达到稳定状态时的过载流子浓度。 3. 有一块n 型硅样品，寿命是1us ，无光照时电阻率是10cm 。今用光照 射该样品，光被半导体均匀的吸收，电子-空穴对的产生率是1022cm -3s-1,试 计算光照下样品的电阻率，并求电导中少数在流子的贡献占多大比例？ s cm p U s cm p U p 3171010010313/10U 100,/10613==?=====?-??-τ τμτ得：解：根据？求：已知：τ ττττg p g p dt p d g Ae t p g p dt p d L L t L =?∴=+?-∴=?+=?+?-=?∴-.00)2()(达到稳定状态时，方程的通解：梯度，无飘移。解：均匀吸收，无浓度cm s pq nq q p q n pq np cm q p q n cm g n p g p p n p n p n p n L /06.396.21.0500 106.1101350106.11010.0:101:1010100.1916191600'0003 16622=+=???+???+=?+?++=+=Ω=+==?==?=?=+?-----μμμμμμσμμρττ光照后光照前光照达到稳定态后
可修改 4. 一块半导体材料的寿命=10us ，光照在材料中会产生非平衡载流子，试求 光照突然停止20us 后，其中非平衡载流子将衰减到原来的百分之几？ 5. n 型硅中，掺杂浓度N D =1016cm -3, 光注入的非平衡载流子浓度n=p=1014cm -3。计算无光照和有光照的电导率。 %2606.38.006.3500106.1109. ,..32.0119161 0' '==???=?∴?>?Ω==-σσ ρp u p p p p cm 的贡献主要是所以少子对电导的贡献献 少数载流子对电导的贡Θ。后，减为原来的光照停止%5.1320%5.13)0()20()0()(1020s e p p e p t p t μτ==???=?--cm s q n qu p q n p p p n n n cm p cm n cm p n cm n K T n p n i /16.21350106.110:,/1025.2,10/10.105.1,30019160000003403160314310=???=≈+=?+=?+=?===?=??==---μμσ无光照则设半导体的迁移率） 本征空穴的迁移率近似等于的半导体中电子、注：掺杂有光照131619140010(/19.20296.016.2) 5001350(106.11016.2) (:--=+=+???+≈+?++=+=cm cm s nq q p q n pq nq p n p n p n μμμμμμσ
机械制造工艺基础教案
福建省莆田市技工学校课时授课计划 （2007－2008学年度第1学期） 课程名称：机械制造工艺基础任课教师：方建忠 福建省劳动和社会保障厅制
绪论 一、机械制造工艺基础 机械制造工艺是是各种机械的制造方法和过程的总称。它是一门研究机械制造工艺方法和工艺过程的技术学科，涉及将原材料转变为成品的各种劳动，主要有：生产技术准备、毛坯制造、零件加工、装配和试验以及产品检测等。 二、课程的性质和任务 机械制造工艺基础是机械类通用工种的专业基础课，主要讲授机械制造工艺的基础知识，内容包括：毛坯制造工艺、切削加工工艺和机械加工工艺规程制订等三部分。 本课程学习的基本要求是： （1）以机械制造工艺过程为主线，了解毛坯制造、零件切削加工的各主要工种的工作内容、工艺特点、工艺装 备和应用范围等基础知识； （2）一般了解各工种主要设备（包括附件、工具）的基本工作原理和使用范围； （3）初步掌握选择毛坯和零件加工方法的基本知识； （4）初步掌握确定常见典型零件加工工艺过程的基本知识； （5）了解装配的基本知识和典型机械、部件的装配方法。 三、生产过程概述 机械制造工艺过程一般是： 铸造、锻压或焊接切削加工和热处理装配和试验 金属材料毛坯零件机械 1、生产过程与工艺过程 （1）生产过程：指将原材料转变为成品的全过程。不仅包括直接作用到生产对象上去的工作，还包括生产准备工作和生产辅助工作。 （2）工艺过程：指改变生产对象的形状、尺寸及相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。包括毛坯制造、零件加工、热
处理，以及产品的装配和试验等。 （3）生产过程与工艺过程的关系如下： 工艺规程编制及材料定额的制定 生产准备过程夹、刀、量具设计制造或购置 机床设备的设计制造或购置 焊接工艺过程 生产过程工艺过程机械加工工艺过程 热处理、表面处理工艺过程 工具的修磨和修理 生产辅助过程机床设备的维修及保管 成本核算及统计 销售与服务 2、工艺规程 （1）工艺文件与工艺规程：指导工人操作和用于生产、工艺管理等的各种技术文件称为工艺文凭。 工艺规程是规定产品或零冶叶倡条制造工艺过程和操作方法等的工艺文凭。 （2）工艺规程的重要性：在正常条件下，必须按照工艺规程组织生产，以建立和保持正常的生产秩序。工艺规程是各项生产组织和管理工作的基本依据，是全体有关生产人员必须认真贯彻和严格执行的纪律性文件。
半导体物理学第五章习题答案
第五章习题 1. 在一个n 型半导体样品中，过剩空穴浓度为1013cm -3, 空穴的寿命为100us 。计算空穴的复合率。 2. 用强光照射n 型样品，假定光被均匀地吸收，产生过剩载流子，产生率为,空 穴寿命为。 （1）写出光照下过剩载流子所满足的方程； （2）求出光照下达到稳定状态时的过载流子浓度。 3. 有一块n 型硅样品，寿命是1us ，无光照时电阻率是10??cm 。今用光照射该样品，光被半导体均匀的吸收，电子-空穴对的产生率是1022cm -3s-1,试计算光照下样品的电阻率，并求电导中少数在流子的贡献占多大比例 s cm p U s cm p U p 31710 10010 313/10U 100,/10613 ==?= ====?-??-τ τμτ得：解：根据？求：已知：τ τ τ ττ g p g p dt p d g Ae t p g p dt p d L L t L =?∴=+?-∴=?+=?+?-=?∴-. 00 )2()(达到稳定状态时，方程的通解：梯度，无飘移。 解：均匀吸收，无浓度cm s pq nq q p q n pq np cm q p q n cm g n p g p p n p n p n p n L /06.396.21.0500106.1101350106.11010.0:101 :1010100 .19 16191600'000316622=+=???+???+=?+?++=+=Ω=+==?==?=?=+?-----μμμμμμσμμρττ光照后光照前光照达到稳定态后
4. 一块半导体材料的寿命=10us ，光照在材料中会产生非平衡载流子，试求光照突然停止20us 后，其中非平衡载流子将衰减到原来的百分之几 5. n 型硅中，掺杂浓度N D =1016cm -3, 光注入的非平衡载流子浓度n=p=1014cm -3。计算无光照和有光照的电导率。 6. 画出p 型半导体在光照（小注入）前后的能带图，标出原来的的费米能级和光照时的准费米能级。 % 2606.38.006.3500106.1109. ,.. 32.0119 161 0' '==???=?∴?>?Ω==-σσ ρp u p p p p cm 的贡献主要是所以少子对电导的贡献献 少数载流子对电导的贡Θ。 后，减为原来的光照停止%5.1320%5.13) 0() 20()0()(1020 s e p p e p t p t μτ ==???=?--cm s q n qu p q n p p p n n n cm p cm n cm p n cm n K T n p n i /16.21350106.110:,/1025.2,10/10.105.1,30019160000003403160314310=???=≈+=?+=?+=?===?=??==---μμσ无光照则设半导体的迁移率） 本征 空穴的迁移率近似等于的半导体中电子、 注：掺杂有光照131619140010(/19.20296.016.2)5001350(106.11016.2)(: --=+=+???+≈+?++=+=cm cm s nq q p q n pq nq p n p n p n μμμμμμσ
集成电路制造工艺流程之详细解答
集成电路制造工艺流程之详细解答 1.晶圆制造( 晶体生长-切片-边缘研磨-抛光-包裹-运输 ) 晶体生长(Crystal Growth) 晶体生长需要高精度的自动化拉晶系统。 将石英矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达0.99999999999。 采用精炼石英矿而获得的多晶硅，加入少量的电活性“掺杂剂”，如砷、硼、磷或锑，一同放入位于高温炉中融解。 多晶硅块及掺杂剂融化以后，用一根长晶线缆作为籽晶，插入到融化的多晶硅中直至底部。然后，旋转线缆并慢慢拉出，最后，再将其冷却结晶，就形成圆柱状的单晶硅晶棒，即硅棒。 此过程称为“长晶”。 硅棒一般长3英尺，直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。 硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后，即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。 切片(Slicing) /边缘研磨(Edge Grinding)/抛光(Surface Polishing) 切片是利用特殊的内圆刀片，将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。 然后，对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗，将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形，去除粗糙的划痕和杂质，就获得近乎完美的硅晶圆。 包裹(Wrapping)/运输(Shipping) 晶圆制造完成以后，还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。 晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放，并提高生产力。 2.沉积 外延沉积 Epitaxial Deposition 在晶圆使用过程中，外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。 现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长硅薄膜。外延层由超纯硅形成，是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。 过去一般是双极工艺需要使用外延层，CMOS技术不使用。 由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用，所以今后可能会在300mm晶圆上更多
半导体物理第五章习题答案
第五篇 题解-非平衡载流子 刘诺 编 5-1、何谓非平衡载流子？非平衡状态与平衡状态的差异何在？ 解：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。通常所指的非平衡载流子是指非平衡少子。 热平衡状态下半导体的载流子浓度是一定的，产生与复合处于动态平衡状态 ，跃迁引起的产生、复合不会产生宏观效应。在非平衡状态下，额外的产生、复合效应会在宏观现象中体现出来。 5-2、漂移运动和扩散运动有什么不同？ 解：漂移运动是载流子在外电场的作用下发生的定向运动，而扩散运动是由于浓度分布不均匀导致载流子从浓度高的地方向浓度底的方向的定向运动。前者的推动力是外电场，后者的推动力则是载流子的分布引起的。 5-3、漂移运动与扩散运动之间有什么联系？非简并半导体的迁移率与扩散系数之间有什么联系？ 解：漂移运动与扩散运动之间通过迁移率与扩散系数相联系。而非简并半导体的迁移率与扩散系数则通过爱因斯坦关系相联系，二者的比值与温度成反比关系。即 T k q D 0= μ 5-4、平均自由程与扩散长度有何不同？平均自由时间与非平衡载流子的寿命又有何不同？ 答：平均自由程是在连续两次散射之间载流子自由运动的平均路程。而扩散长度则是非平衡载流子深入样品的平均距离。它们的不同之处在于平均自由程由散射决定，而扩散长度由扩散系数和材料的寿命来决定。 平均自由时间是载流子连续两次散射平均所需的自由时间，非平衡载流子的寿命是指非平衡载流子的平均生存时间。前者与散射有关，散射越弱，平均自由时间越长；后者由复合几率决定，它与复合几率成反比关系。 5-5、证明非平衡载流子的寿命满足()τ t e p t p -?=?0，并说明式中各项的物理意义。 证明： ()[]p p dt t p d τ?=?- =非平衡载流子数 而在单位时间内复合的 子的减少数单位时间内非平衡载流 时刻撤除光照 如果在0=t
机械制造工艺基础第六版教案9-4
1、检查学生出勤情况和学习用具准备情况。 2、安定课堂秩序，集中学生注意力。 齿轮的齿廓（齿形曲线）有渐开线、摆线、圆弧等。最常用的是渐开线齿廓。齿轮的加工可分为齿坯加工和齿面加工两个阶段。齿面加工则分为成形法和展成法两类。 §9-4齿面的切削加工 一、齿面的加工方法 1．齿面的成形法加工 成形法——利用成形刀具对工件进行加工的方法。 ●铣齿 ●成形插齿 ●拉齿 ●成形磨齿 成形法制造的齿轮精度较低，只能用于低速传动。 铣齿——用成形齿轮铣刀（盘状或指状模数铣刀）在铣床上直接切制一、组织教学（约2分钟） 二、复习导入（约10分钟） 以提问的形式检查学生上次课学习效果。 三、讲授新课 （约70分钟） 重点内容多媒体演示铣床，直观生动激发学生学习兴趣。
轮齿的方法。 铣齿的加工特点：●加工方便，生产成本低。 ●铣齿生产率低。 多媒体演示铣床，直观生动激发学生学习兴趣。
●铣齿的精度较低，一般铣制齿轮的精度只为10～9级。 2．齿面的展成法加工 （1）展成原理 展成法——利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。 原理：利用齿轮副的啮合运动实现齿廓的切削。将齿轮副中的一个齿轮制成具有切削能力的齿轮刀具，另一个齿轮换成待加工的齿坯，由专用的齿轮加工机床提供并实现齿轮副的啮合运动。 齿条刀具与齿坯的啮合运动，即齿条刀具沿着齿坯滚动（在分度圆上作无相对滑移的纯滚动），随着齿条刀具的切削刃不断变更位置而逐层切除齿坯金属，在齿坯上生成齿廓。 （ 2）齿面的展成加工方法●滚齿 ●插齿 ●剃齿 ●珩磨齿或剃齿 ●磨齿 多媒体演示铣床，直观生动激发学生学习兴趣。
集成电路制造工艺流程
集成电路制造工艺流程 1.晶圆制造( 晶体生长-切片-边缘研磨-抛光-包裹-运输 ) 晶体生长(Crystal Growth) 晶体生长需要高精度的自动化拉晶系统。 将石英矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达0.。 采用精炼石英矿而获得的多晶硅，加入少量的电活性“掺杂剂”，如砷、硼、磷或锑，一同放入位于高温炉中融解。 多晶硅块及掺杂剂融化以后，用一根长晶线缆作为籽晶，插入到融化的多晶硅中直至底部。然后，旋转线缆并慢慢拉出，最后，再将其冷却结晶，就形成圆柱状的单晶硅晶棒，即硅棒。 此过程称为“长晶”。 硅棒一般长3英尺，直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。 硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后，即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。 切片(Slicing) /边缘研磨(Edge Grinding)/抛光(Surface Polishing) 切片是利用特殊的内圆刀片，将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。 然后，对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗，将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形，去除粗糙的划痕和杂质，就获得近乎完美的硅晶圆。 包裹(Wrapping)/运输(Shipping) 晶圆制造完成以后，还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。 晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放，并提高生产力。 2.沉积 外延沉积 Epitaxial Deposition 在晶圆使用过程中，外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。 现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长硅薄膜。外延层由超纯硅形成，是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。 过去一般是双极工艺需要使用外延层，CMOS技术不使用。 由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用，所以今后可能会在300mm晶圆上更多
机械制造工艺基础(第五版)教案
绪论 一、机械制造工艺基础 机械制造工艺是是各种机械的制造方法和过程的总称。它是一门研究机械制造工艺方法和工艺过程的技术学科，涉及将原材料转变为成品的各种劳动，主要有：生产技术准备、毛坯制造、零件加工、装配和试验以及产品检测等。
二、课程的性质和任务 机械制造工艺基础是机械类通用工种的专业基础课，主要讲授机械制造工艺的基础知识，内容包括：毛坯制造工艺、切削加工工艺和机械加工工艺规程制订和装配四部分。 本课程学习的基本要求是： （1）以机械制造工艺过程为主线，了解毛坯制造、 零件切削加工的各主要工种的工作内容、工艺 特点、工艺装备和应用范围等基础知识； （2）一般了解各工种主要设备（包括附件、工具） 的基本工作原理和使用范围； （3）初步掌握选择毛坯和零件加工方法的基本知 识； （4）初步掌握确定常见典型零件加工工艺过程的 基本知识； （5）了解装配的基本知识和典型机械、部件的装配 方法。 三、生产过程概述 机械制造工艺过程一般是： 铸造、锻压或焊接切削加工和热处理装配和试验 金属材料毛坯零件机械 1、生产过程与工艺过程 （1）生产过程：指将原材料转变为成品的全过程。不仅包括直接作用到生产对象上去的工作，还包括生产准备工作和生产辅助工作。 （2）工艺过程：指改变生产对象的形状、尺寸及相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。包括毛坯制造、零件加工、热处理，以及产品的装配和试验等。
（3）生产过程与工艺过程的关系如下： 产品设计 工艺规程编制及材料定额的制定 生产准备过程夹、刀、量具设计制造或购置 机床设备的设计制造或购置 生产计划的制定 铸造工艺过程 焊接工艺过程 生产过程工艺过程机械加工工艺过程 热处理、表面处理工艺过程 装配、试车工艺过程 原材料购置及保管 工具的修磨和修理 生产辅助过程机床设备的维修及保管 成本核算及统计 销售与服务 2、工艺规程 （1）工艺文件与工艺规程：指导工人操作和用于生产、工艺管理等的各种技术文件称为工艺文凭。 工艺规程是规定产品或零冶叶倡条制造工艺过程和操作方法等的工艺文凭。 （2）工艺规程的重要性：在正常条件下，必须按照工艺规程组织生产，以建立和保持正常的生产秩序。工艺规程是各项生产组织和管理工作的基本依据，是全体有关生产人员必须认真贯彻和严格执行的纪律性文件。
最新机械制造工艺基础教案3
江苏省技工院校 教案首页 课题：§1-2 砂型铸造（二） 教学目的要求： 1. 如何造芯；2. 如何设置浇注系统和冒口、完成合型 3.了解几种特种铸造的工艺特点述。 教学重点、难点：如何设置浇注系统和冒口、完成合型 授课方法：讲授法、研讨法、视听法 教学参考及教具（含多媒体教学设备）：参考：《工程材料与机械制造基础》齐乐华主编；教具：多媒体 授课执行情况及分析： 板书设计或授课提纲
组织教学 点名考勤、稳定学生情绪、宣布上课。 复习旧课 1．铸造定义： 答案：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，称为铸造。 2. 砂型铸造的工艺过程 答案：砂型铸造工艺过程：制造模样、制备造型材料、造型、造芯、合型、金属熔炼、浇注、冷却、落砂、清理及铸件检验等组成。 导入新课 通过上次课的学习，砂型制作过程中只是刚刚开始，后续工作还有哪些呢？今天我们继续学习。 讲授新课 §1-2砂型铸造（二） 3、造型 1、定义：用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。 2、分类：分为手工造型、机器造型和自动化造型。 3、手工造型： ⑴定义：全部用手工或手动工具完成的造型工序。 ⑵特点：手工造型操作灵活、适应性广、工艺装备简单、成本低，但其铸件质量不稳定、生产率低、劳动强度大、操作技艺要求高。 ⑶造型方法及特点P8-9
教师活动内容学生活动内容时间4、机器造型： ⑴机器造型定义：指用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。 ⑵紧砂定义：提高砂箱内的型砂和芯盒内的芯砂紧实度的操作。 ⑶紧砂常用的方法：压实法、震实法、抛砂法。 5、自动化造型： ⑴自动化造型定义：P111 ⑵自动化造型特点（优点、缺点）： ⑶适用范围：适用于大批量生产和流水线生产。 4、造芯 1、造芯及其分类： ⑴定义：制造型芯的过程。 ⑵作用/目的：是为了获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的安放在型腔内部的铸型组元。 ⑶分类：手工造芯和机器造芯。 ⑷手工造芯的方法：为芯盒造芯。 a）芯盒的装配 b）取芯 ⑸机器造芯利用造芯机来完成填砂、紧砂和取芯的。 2、烘干与刷涂料 ⑴烘芯定义： ⑵烘芯目的：提高………，减少………。 5、合型 1、定义：将铸型的各个组元如上型、下型、型芯、浇口盆等组合成一个完整铸型的操作过程（又称合箱）。 2、合型过程： ⑴合型前： ⑵合型时： ⑶合型后：根据教师引导，列 举事例分析。 根据教师引导，结 合日常生活，列举 事例分析。如：橡 皮泥。 运用生产实例，再 加老师讲解，同学 仔细听讲、观看。 主要目的是增长 学生的见识以及 对造芯的了解。 观看多媒体视频。 观看多媒体浇注 系统模型，可以很 直观的了解浇注 系统的组成结构 及其各部分作用。 5分 5分 5分 5分 5分
CMOS集成电路制造工艺流程
C M O S集成电路制造工艺 流程 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
陕西国防工业职业技术学院课程报告 课程微电子产品开发与应用 论文题目CMOS集成电路制造工艺流程 班级电子3141 姓名及学号王京（24#） 任课教师张喜凤 目录
CMOS集成电路制造工艺流程 摘要：本文介绍了CMOS集成电路的制造工艺流程，主要制造工艺及各工艺步骤中的核心要素，及CMOS器件的应用。 引言：集成电路的设计与测试是当代计算机技术研究的主要问题之一。硅双极工艺面世后约3年时间，于1962年又开发出硅平面MOS工艺技术，并制成了MOS集成电路。与双极集成电路相比，MOS集成电路的功耗低、结构简单、集成度和成品率高，但工作速度较慢。由于它们各具优劣势，且各自有适合的应用场合，双极集成工艺和MOS集成工艺便齐头平行发展。 关键词：工艺技术，CMOS制造工艺流程 1.CMOS器件 CMOS器件，是NMOS和PMOS晶体管形成的互补结构，电流小，功耗低，早期的CMOS电路速度较慢，后来不断得到改进，现已大大提高了速度。 分类 CMOS器件也有不同的结构，如铝栅和硅栅CMOS、以及p阱、n阱和双阱CMOS。铝栅CMOS和硅栅CMOS的主要差别，是器件的栅极结构所用材料的不同。P阱CMOS，则是在n型硅衬底上制造p沟管，在p阱中制造n沟管，其阱可采用外延法、扩散法或离子注入方法形成。该工艺应用得最早，也是应用得最广的工艺，适用于标准CMOS电路及CMOS与双极npn兼容的电路。N阱CMOS，是在p型硅衬底上制造n沟晶体管，在n阱中制造p沟晶体管，其阱一般采用离子注入方法形成。该工艺可使NMOS晶体管的性能最优化，适用于制造以NMOS为主的CMOS以及E/D－NMOS和p沟MOS兼容的CMOS电路。双阱CMOS，是在低阻n＋衬底上再外延一层中高阻n――硅层，然后在外延层中制造n 阱和p阱，并分别在n、p阱中制造p沟和n沟晶体管，从而使PMOS和NMOS晶体管都在高阻、低浓度的阱中形成，有利于降低寄生电容，增加跨导，增强p沟和n沟晶体管的平衡性，适用于高性能电路的制造。
机械制造工艺基础第六版教案
一、组织教学（约2分钟） 二、复习导入（约10分钟）以提问的形式检查学生上次课学习效果。 三、讲授新课（约70分钟） 重点内容 多媒体演示气焊的加工视频配合教师详细讲解，直观生动激发学生学习兴趣。 1、检查学生出勤情况和学习用具准备情况。 2、安定课堂秩序，集中学生注意力。 一、电弧引燃两种方式? 引弧的操作方法有直击法和划擦法两种。 二、运条的三种运动方式？ 1、焊条送进运动 2、焊条沿焊接方向移动 3、焊条横向摆动 §3-4气焊与气割 一、气焊 气焊——利用气体火焰作热源的一种熔焊方法。 气焊的原理 1．气焊的设施 气焊常用的可燃气体是乙炔气（C2H2）。 使用的助燃气体是氧气（O2）。
（1）氧气和氧气瓶 1）氧气。氧气是助燃剂，与乙炔混合燃烧时，能产生大量的热量。 2）氧气瓶。氧气瓶是储存高压氧气的圆柱形容器，外表漆成天蓝色作为标志，最高压力为14.7MPa，容积约40L，储气量约6m3。 （2）乙炔和溶解乙炔气瓶 1）乙炔。乙炔是可燃气体，无色，氧乙炔焰是气焊最常用的热源。 2）溶解乙炔气瓶。溶解乙炔气瓶是储存及运输乙炔的专用容器，外表漆成白色，并用红漆在瓶体标注“乙炔”字样。乙炔瓶的最高压力为1.47MPa。 （3）减压器 减压器——是将高压气体降为低压气体的调节装置，其作用是将气瓶中流出的高压气体的压力降低到需要的工作压力，并保持压力的稳定。
重点内容 难点内容 多媒体视频，及其图片演示气焊操作，降低学生理解难度。 （4）焊炬 焊炬——气焊时用于控制火焰并进行焊接的工具。 其作用是使氧气与可燃气体按一定比例混合，再将混合气体喷出燃烧，形成稳定的火焰。 2．氧乙炔焰 1）中性焰 2）碳化焰 3）氧化焰 3．气焊操作工艺 （1）焊前准备 气焊前，应彻底清除焊件接头处的锈蚀、油污、油漆和水分等。 （2）选择焊丝 焊丝在气焊时与熔化的焊件混合形成焊缝金属。常用的气焊焊丝有碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝和铸铁焊丝等。 （3）气焊熔剂 是气焊时的助熔剂，其作用是与熔池内的金属氧化物或非金属夹
半导体物理第五章5
§5.5 电流连续性方程及其应用 一、电流连续性方程 如果电流在进出一个具有单位截面积的微小体积元?x 时发生电流密度的变化，则该体积元内必有载流子密度随时间的变化；如果再考虑到体积元内额外载流子的产生和复合，则电流所经之处x 的载流子密度随时间的变化率（单位时间载流子密度的改变），对n 型半导体中的空穴可表示为 p p p p p p g p x J q g p x x x J x J q t p +?-??-=+?-??+-=??ττ1)()(1 (5-127) 式中右边第一项表示单位时间内电流进出该体积元引起的空穴积累，第二项表示单位时间内因复合而减少的空穴数目，g p 表示其他产生复合因素引起的单位时间单位体积中空穴的变化。若?p /τp 表示净复合率，则g p 可略去。 式中，空穴电流由扩散电流和漂移电流两部分组成，即 dx p d qD E qp J J J p p pD pS p ?-=+=μ 因此， x E p q x p qD x p E q x J p p p p ??+???-??=??μμ22 (5-128) 代入式（5－127）即得漂移和扩散同时存在并考虑产生与复合对载流子密度的改变时，少数载流子所遵守的瞬态方程，即电流连续性方程： p p p p g p x E p x p E x p D t p +?-??-??-???=??τ μμ22 (5-129) 二、稳态连续性方程及其解 在上述情况下，若额外载流子的注入恒定不变，且g p =0，则p 不随时间变化，即?p /?t ＝0。这时的连续性方程称为稳态连续性方程。为了简化讨论，假定材料是均匀的，因而平衡空穴密度p 0与x 无关；电场是均匀的，因而?│E │/?x ＝0。则式(5-129)变为 02 2=?-??-?p p p p x p d E dx p d D τμ (5-130) 令)(E E p p p =τμ，将该微分方程改写为 0)(2 22 =?-?-?p dx p d E dx p d L p p 其普遍解为 x x Be Ae p 21λλ+=? (5-131) 其中λ1和λ2是算子方程
超大规模集成电路及其生产工艺流程
超大规模集成电路及其生产工艺流程 现今世界上超大规模集成电路厂（Integrated Circuit, 简称IC，台湾称之为晶圆厂）主要集中分布于美国、日本、西欧、新加坡及台湾等少数发达国家和地区，其中台湾地区占有举足轻重的地位。但由于近年来台湾地区历经地震、金融危机、政府更迭等一系列事件影响，使得本来就存在资源匮乏、市场狭小、人心浮动的台湾岛更加动荡不安，于是就引发了一场晶圆厂外迁的风潮。而具有幅员辽阔、资源充足、巨大潜在市场、充沛的人力资源供给等方面优势的祖国大陆当然顺理成章地成为了其首选的迁往地。 晶圆厂所生产的产品实际上包括两大部分：晶圆切片（也简称为晶圆）和超大规模集成电路芯片（可简称为芯片）。前者只是一片像镜子一样的光滑圆形薄片，从严格的意义上来讲，并没有什么实际应用价值，只不过是供其后芯片生产工序深加工的原材料。而后者才是直接应用在应在计算机、电子、通讯等许多行业上的最终产品，它可以包括CPU、内存单元和其它各种专业应用芯片。 一、晶圆 所谓晶圆实际上就是我国以往习惯上所称的单晶硅，在六、七十年代我国就已研制出了单晶硅，并被列为当年的十天新闻之一。但由于其后续的集成电路制造工序繁多（从原料开始融炼到最终产品包装大约需400多道工序）、工艺复杂且技术难度非常高，以后多年我国一直末能完全掌握其一系列关键技术。所以至今仅能很小规模地生产其部分产品，不能形成规模经济生产，在质量和数量上与一些已形成完整晶圆制造业的发达国家和地区相比存在着巨大的差距。 二、晶圆的生产工艺流程： 从大的方面来讲，晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两面大步骤，它又可细分为以下几道主要工序（其中晶棒制造只包括下面的第一道工序，其余的全部属晶片制造，所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序）： 多晶硅——单晶硅——晶棒成长——晶棒裁切与检测——外径研磨——切片——圆边——表层研磨——蚀刻——去疵——抛光—（外延——蚀刻——去疵）—清洗——检验——包装 1、晶棒成长工序：它又可细分为： 1）、融化（Melt Down）：将块状的高纯度多晶硅置石英坩锅内，加热到其熔点1420℃以上，使其完全融化。2）、颈部成长（Neck Growth）：待硅融浆的温度稳定之后，将，〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中，接着将晶种慢慢往上提升，使其直径缩小到一定尺寸（一般约6mm左右），维持此真径并拉长100---200mm，以消除晶种内的晶粒排列取向差异。 3）、晶冠成长（Crown Growth）：颈部成长完成后，慢慢降低提升速度和温度，使颈直径逐渐加响应到所需尺寸（如5、6、8、12时等）。 4）、晶体成长（Body Growth）：不断调整提升速度和融炼温度，维持固定的晶棒直径，只到晶棒长度达到预定值。 5、）尾部成长（Tail Growth）：当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度，使晶棒直径逐渐变小，以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生，最终使晶棒与液面完全分离。到此即得到一根完整的晶棒。 2、晶棒裁切与检测（Cutting & Inspection）：将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分，并对尺寸进行检测，以决定下步加工的工艺参数。 3、外径研磨（Surface Grinding & Shaping）：由于在晶棒成长过程中，其外径尺寸和圆度均有一定偏差，其外园柱面也凹凸不平，所以必须对外径进行修整、研磨，使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。 4、切片（Wire Saw Slicing）：由于硅的硬度非常大，所以在本序里，采用环状、其内径边缘嵌有钻石颗粒的薄锯片将晶棒切割成一片片薄片。 5、圆边（Edge profiling）：由于刚切下来的晶片外边缘很锋利，单晶硅又是脆性材料，为避免边角崩裂影响晶片强度、破坏晶片表面光洁和对后工序带来污染颗粒，必须用专用的电脑控制设备自动修整晶片边缘形状和外径尺寸。 6、研磨（Lapping）：研磨的目的在于去掉切割时在晶片表面产生的锯痕和破损，使晶片表面达到所要求的光洁度。
(工艺技术)集成电路的基本制造工艺
第1章 集成电路的基本制造工艺 1.6 一般TTL 集成电路与集成运算放大器电路在选择外延层电阻率上有何区别?为什么? 答：集成运算放大器电路的外延层电阻率比一般TTL 集成电路的外延层电阻率高。 第2章 集成电路中的晶体管及其寄生效应 复 习 思 考 题 2.2 利用截锥体电阻公式，计算TTL “与非”门输出管的CS r ，其图形如图题2.2 所示。 提示：先求截锥体的高度 up BL epi mc jc epi T x x T T -----= 然后利用公式： b a a b WL T r c -? = /ln 1ρ ， 2 1 2?? =--BL C E BL S C W L R r b a a b WL T r c -? = /ln 3ρ 321C C C CS r r r r ++= 注意：在计算W 、L 时, 应考虑横向扩散。 2.3 伴随一个横向PNP 器件产生两个寄生的PNP 晶体管，试问当横向PNP 器件在4种可能的偏置情况下，哪一种偏置会使得寄生晶体管的影响最大? 答：当横向PNP 管处于饱和状态时，会使得寄生晶体管的影响最大。 2.8 试设计一个单基极、单发射极和单集电极的输出晶体管，要求其在20mA 的电流负载下 ，OL V ≤0.4V ，请在坐标纸上放大500倍画出其版图。给出设计条件如下： 答： 解题思路 ⑴由0I 、α求有效发射区周长Eeff L ； ⑵由设计条件画图 ①先画发射区引线孔； ②由孔四边各距A D 画出发射区扩散孔； ③由A D 先画出基区扩散孔的三边； ④由B E D -画出基区引线孔； ⑤由A D 画出基区扩散孔的另一边；
第7章-机械制造工艺基础考试复习题电子教案
第7章练习题 一、是非题 1、零件的切削加工工艺性反映的是零件切削加工的难易程度。（√） 2、零件的结构工艺性是衡量零件结构设计优劣的指标之一。（√） 3、在单件小批生产中一般采用机械加工艺过程卡片指导生产。（√） 4、定位基准属于工艺设计过程中所使用的一种基准，因此属于设计基准。（×） 5、粗基准是粗加工所使用的基准，精基准是精加工所使用的基准。（×） 6、经济精度指的是在正常工艺条件下，某种加工方法所能够达到的精度。（√） 7、加工顺序的安排仅指安排切削加工的顺序。（×） 8、单件小批生产中倾向于采用工序集中的原则。（√） 9、退火等热处理工序一般安排在半精加工之后、精加工之前进行。（×） 10、箱体类零件的精基准及定位方式一般采用一面两销。（√） 11、热处理前已加工好的中心孔，热处理后必须研磨，以保证定位精度。（√） 12、粗基准是粗加工所使用的基准，精基准是精加工所使用的基准。（×） 13、变速箱体上的Φ50H7Ra0.8μm轴承孔,采用下列方案:钻—扩—粗磨—精磨。（×） 14、在多品种小批量生产中，一般倾向于使用工序分散的原则。（×） 15、有色金属的精加工适合车削和铣削而不适合磨削。（√） 二、选择题 1、下面关于零件结构工艺性论述不正确的是（D ） A．零件结构工艺性具有合理性 B 零件结构工艺性具有综合性C：零件结构工艺性具有相对性D零件结构工艺性具有正确性 2、零件加工时，粗基准一般选择（A） A 工件的毛坯面B工件的已加工表面 C 工件的过渡表面D工件的待加工表面 3、下面对粗基准论述正确的是（C） A 粗基准是第一道工序所使用的基准B粗基准一般只能使用一次 C 粗基准一定是零件上的不加工表面D粗基准是一种定位基准 4、自为基准是以加工面本身为基准，多用于精加工或光整加工工序，这是由于（C） A 符合基准重合原则B符合基准统一原则 C 保证加工面的余量小而均匀D保证加工面的形状和位置精度 5、工艺设计的原始资料中不包括（D） A零件图及必要的装配图B零件生产纲领 C工厂的生产条件D机械加工工艺规程 6、下面（C ）包括工序简图。 A机械加工工艺过程卡片B机械加工工艺卡片 B机械加工工序卡片D机械加工艺卡片和机械加工工序卡片 7、淬火一般安排在（B）。 A毛坯制造之后B磨削加工之前
半导体物理第五章习题答案
第5章 非平衡载流子 1. 一个n 型半导体样品的额外空穴密度为1013cm -3，已知空穴寿命为100μs ，计算空穴的复合率。 解：复合率为单位时间单位体积内因复合而消失的电子-空穴对数，因此 13 17306 101010010 U cm s ρτ--===?? 2. 用强光照射n 型样品，假定光被均匀吸收，产生额外载流子，产生率为g p ， 空穴寿命为τ，请 ①写出光照开始阶段额外载流子密度随时间变化所满足的方程； ②求出光照下达到稳定状态时的额外载流子密度。 解：⑴光照下，额外载流子密度?n =?p ，其值在光照的开始阶段随时间的变化决定于产生和复合两种过程，因此，额外载流子密度随时间变化所满足的方程由产生率g p 和复合率U 的代数和构成，即 ()p d p p g dt τ =- ⑵稳定时额外载流子密度不再随时间变化，即() 0d p dt =，于是由上式得 0p p p p g τ?=-= 3. 有一块n 型硅样品，额外载流子寿命是1μs ，无光照时的电阻率是10Ω?cm 。今用光照射该样品，光被半导体均匀吸收，电子-空穴对的产生率是1022/cm 3?s ，试计算光照下样品的电阻率，并求电导中少数载流子的贡献占多大比例？ 解：光照被均匀吸收后产生的稳定额外载流子密度 226163101010 cm p p n g τ-?=?==?=－ 取21350/()n cm V s μ=?，2 500/()p cm V s μ=?，则额外载流子对电导率的贡献 1619()10 1.610(1350500) 2.96 s/cm n p pq σμμ-=?+=???+= 无光照时00 1 0.1/s cm σρ= =，因而光照下的电导率 0 2.960.1 3.06/s cm σσσ=+=+= 相应的电阻率 1 1 0.333.06 cm ρσ = = =Ω?
集成电路制造工艺
摘要 集成电路广泛应用于生活生产中，对其深入了解很有必要，在此完论文中整的阐述集成电路原理及其制造工艺本报告从集成电路的最初设计制造开始讲起全面讲述了集成电路的整个发展过程制造工艺以及集成电路未来的发展前途。集成电路广泛应用于生活的各个领域，特别是超大规模集成电路应用之后，使我们的生活方式有了翻天覆地的变化。各种电器小型化智能化给我们生活带来了各种方便。所以对于电子专业了解集成电路的是发展及其制造非常有必要的。关键词集成电路半导体晶体管激光蚀刻 集成电路的前世今生 说起集成电路就必须要提到它的组成最小单位晶体管。1947 年在美国的贝尔实验室威廉·邵克雷、约翰·巴顿和沃特·布拉顿成功地制造出第一个晶体管。晶体管的出现使电子元件由原来的电子管慢慢地向晶体管转变，是电器小型化低功耗化成为了可能。20 世纪最初的10 年，通信系统已开始应用半导体材料。开始出现了由半导体材料进行检波的矿石收音机。1945 年贝尔实验室布拉顿、巴丁等人组成的半导体研究小组经过一系列的实验和观察，逐步认识到半导体中电流放大效应产生的原因。布拉顿发现，在锗片的底面接上电极，在另一面插上细针并通上电流，然后让另一根细针尽量靠近它，并通上微弱的电流，这样就会使原来的电流产生很大的变化。微弱电流少量的变化，会对另外的电流产生很大的影响，这就是“放大”作用。第一次在实验室实际验证的半导体的电流放大作用。不久之后他们制造出了能把音频信号放大100 倍的晶体管。晶体管最终被用到了集成电路上面。晶体管相对于电子管着它本身固有的优点： 1.构件没有消耗：无论多么优良的电子管，都将因阴极原子的变化和慢性漏气而逐渐老化。由于技术上的原因，晶体管制作之初也存在同样的问题。随着材料制作上的进步以及多方面的改善，晶体管的寿命一般比电子管长100 到1000 倍。2.消耗电能极少：耗电量仅为电子管的几十分之一。它不像电子管那样需要加热灯丝以产生自由电子。一台晶体管的收音机只要几节干电池就可以半年。 3.不需预热：一开机就工作。用晶体管做的收音机一开就响，晶体管电视机一开就很快出现画面。电子管设备就做不到这一点。4.结实可靠：比电子管可靠100 倍，耐冲击、耐振动，这都是电子管所无法比拟的。晶体管的体积只有电子管的十分之一到百分之一，放热很少，可用于设计小型、复杂、可靠的电路。晶体管的制造工艺虽然精密，但工序简便，有利于提高元器件的安装密度。光有了晶体管还是不够，因为要把晶体管集成到一片半导体硅片上才能便于把电路集成把电子产品小型化。那怎么把晶体管集成呢，这便是后来出现的集成芯片。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性化。集成电路经过30 多年的发展由开始的小规模集成电路到到大规模集成电路再到现在的超大规模乃至巨大规模的集成电路，集成电路有了飞跃式的发展集成度也越来越高，从微米级别到现在的纳米级别。模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。有许多的模拟集成电路，如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。模拟集成电路的主要构成电路有：放大器、滤波器、反馈 电路、基准源电路、开关电容电路等。数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。用来产生、放大和处理各种数字信号（指在时间上和幅度上离散取值的信号）。而集成电路的普及离不开因特尔公司。1968 年：罗伯特·诺