西工大電子信息材料答案

1、1.1簡述集成電路芯片的制造流程原料提純一單晶硅錠及硅片制造一光刻與圖形轉(zhuǎn)移一摻雜與擴(kuò)散一薄層沉積一互聯(lián)與封 裝等多道工序完成。1.2簡述動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器與靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的異同點(diǎn)不同點(diǎn)：保存在DRAM中的信息隨著電容器的漏電而會(huì)逐漸消失，一般信息保存時(shí)間 為2ms左右，為了保存DRAM中的信息，必須每隔12ms對其刷新一次，才能維系數(shù)據(jù) 保存，集成度較高，功耗也較低，SRAM的數(shù)據(jù)則不需要刷新過程，在上電期間，數(shù)據(jù) 不會(huì)丟失，同時(shí)在讀出時(shí)不破壞原來存放的信息，一經(jīng)寫入可多次讀出，但集成度較低， 功耗較大。工作速度快1.3試述硅作為襯底材料隨器件尺寸的縮小，面臨的顯著問題如何控制硅單晶片內(nèi)部以及表

2、面的微缺陷1.4何為信息存儲(chǔ)材料，簡述其存儲(chǔ)機(jī)理信息存儲(chǔ)材料：用于各種存儲(chǔ)器的一些能夠用來記錄和存儲(chǔ)信息的材料存儲(chǔ)機(jī)理：這類材料在一定強(qiáng)度的外場作用下會(huì)發(fā)生從某種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的突變并 能夠在變化后的狀態(tài)保持比較長的時(shí)間，而且材料的某些物理性質(zhì)在狀態(tài)變化前后有很大差 別，通過測量存儲(chǔ)材料狀態(tài)變化前后的這些物理性質(zhì)，數(shù)字存儲(chǔ)系統(tǒng)就能區(qū)別材料的這種 狀態(tài)并用“0”和“1”來表示他們，從而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)。1.5常用的襯底材料有哪些，比較其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。常用的襯底材料：Si SOI GeSi GaNSi:優(yōu)點(diǎn)：來源廣泛，較寬的能帶間隙，本身無毒性。制造成本低缺點(diǎn)：隨著晶片尺寸的進(jìn)一步增大，如何控制硅單晶片

3、內(nèi)部以及表面的微缺陷是硅 單晶發(fā)展面臨的難題GeSi優(yōu)點(diǎn)：載流子遷移率高，能帶和禁帶寬度可調(diào)，與硅工藝兼容性好。缺點(diǎn)：SOI優(yōu)點(diǎn):通過絕緣埋層實(shí)現(xiàn)了集成電路中器件和襯底的質(zhì)隔離，徹底消除了體硅CMOS電路中的寄生閂鎖效應(yīng)，同時(shí)，采用SOI材料制成的集成電路還有寄生電容小， 集成密度高，速度高，工藝簡單，短溝道效應(yīng)小，特別適合用于低壓低功耗電 路。此外SOI材料具有強(qiáng)的抗干擾和抗輻射能力。缺點(diǎn):SOI技術(shù)的發(fā)展面臨器件結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)平臺(tái)與IP工具支持等方面的限制，同時(shí)， 未來SOI材料市場的發(fā)展還取決于材料生長技術(shù)與降低成本兩個(gè)因素。GaN優(yōu)點(diǎn)：很高的電子飽和度和速度，擊穿場強(qiáng)大。是一種直接帶間隙半

4、導(dǎo)體材料。通過三元合金材料制備，其禁帶寬度覆蓋了從紅光到紫外的全部范圍。具 有極高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：GaN材料單晶制備很難。2.1設(shè)計(jì)功能器件時(shí)，其的原材料選擇要求有哪些？應(yīng)如何設(shè)計(jì)？2.2介電陶瓷的用途有哪些？目前最具活力的是什么？將來可能的研究熱點(diǎn)有哪些？3.1何為壓電效應(yīng)？哪類晶體才可能具有壓電效應(yīng)？圖示說明壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原因壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)晶體通過外加機(jī)械作用而引起極化，導(dǎo)致介質(zhì)兩端表面上出現(xiàn) 符號(hào)相反的束縛電荷。在一定應(yīng)力范圍內(nèi)，機(jī)械力與電荷呈線性可逆關(guān)系。 具有壓電效應(yīng)的晶體：具有不對稱中心的晶體且是離子性晶體或由離子團(tuán)組成的分子晶體。 圖示說明:P683-13.2

5、熱釋電效應(yīng)是什么？熱釋電晶體與壓電晶體有什么異同？熱釋電效應(yīng)：當(dāng)一些晶體受熱時(shí)，在晶體兩端將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷。這種由于熱變化而產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。熱釋電晶體與壓電晶體的異同：相同點(diǎn)：晶體都不具有對稱中心不同點(diǎn)：熱釋電晶體一定是壓電晶體，但壓電晶體 不一定是熱釋電晶體。僅當(dāng)晶體中存在有與其它極軸都不相同的唯一極軸 時(shí)，才可能由熱膨脹來引起晶體總電矩的變化，從而表現(xiàn)出熱釋電效應(yīng)。3.3什么是鐵電性？解釋電滯回線的形成過程鐵電性：在熱釋電晶體中，有些晶體不但在某溫度范圍內(nèi)具有自發(fā)極化，而且其自發(fā) 極化強(qiáng)度可以因外場的反向而反向，這種性質(zhì)稱為鐵電性。電滯回線的形成過程：p72

6、圖3-53.4壓電材料的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)代表了什么？壓電材料的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)代表了壓電材料機(jī)械振動(dòng)時(shí)，內(nèi)部能量消耗程度。3.5壓電陶瓷與壓電晶體相比，有何優(yōu)點(diǎn)？介紹其應(yīng)用情況優(yōu)點(diǎn)：制造容易，可做成各種形狀可以任意選擇極化軸方向易于調(diào)控陶瓷的 組分而得到各種性能的材料成本低，適于大量生產(chǎn)應(yīng)用情況：制造超聲、水聲、電聲換能器，陶瓷濾波器、陶瓷變壓器以及點(diǎn)火引發(fā) 裝置，制作表面濾波器件、電光器件和熱釋電探測器等3.6PZT陶瓷的改性方法有哪些？并述不同改性方法的效果改性方法：P84-854.1半導(dǎo)體氣敏傳感器有哪幾種類型？其各自特點(diǎn)是什么？半導(dǎo)體氣敏傳感器:電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器（燒結(jié)型氣敏元件;薄膜型氣

7、敏元件； 厚膜型氣敏元件），特點(diǎn)：燒結(jié)型氣敏元件制作方法簡單，器件壽命長，但機(jī)械強(qiáng)度不高，電極材料較 貴重、電性能一致性較差。薄膜型氣敏元件制作方法簡便，氣敏特性好，但半導(dǎo)體薄膜為物理性附著， 器件間性能差異較大。厚膜型氣敏元件元件離散度小，機(jī)械強(qiáng)度高，適合大批量生產(chǎn)。非電阻型氣敏元件:制造工藝成熟，便與器件集成化，性能穩(wěn)定且價(jià)格便宜。4.2簡述氣敏元件的工作原理，為什么大多數(shù)氣敏元件都附有加熱器？氣敏元件的工作原理：聲表面波器件之波速和頻率會(huì)隨外界環(huán)境的變化而發(fā)生漂移。氣敏傳感器就是利用這種性能在壓電晶體表面涂覆一層選擇性吸附某氣體 的氣敏薄膜，當(dāng)該氣敏薄膜與待測氣體相互作用，使得氣敏薄膜的膜層質(zhì) 量和導(dǎo)電率發(fā)生變化時(shí)，引起壓電晶體的聲表面波頻率發(fā)生漂移；氣體濃 度不同，膜層質(zhì)量和導(dǎo)電率變化程度亦不同，即引起聲表面波頻率的變化 也不同。通過測量聲表面波頻率的變化就可以獲得準(zhǔn)確的反應(yīng)氣體濃度的 變化值。加熱器:將附著在敏感元件表面上的塵埃、油污等燒掉，加速氣體的吸附，從而提高 器件的靈敏度和響應(yīng)速度4.3如何提高半導(dǎo)體氣敏傳感器對氣體的選擇性和氣體檢驗(yàn)靈敏度？提高傳感器氣敏選擇性的最有效、最常用的