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1、實習報告工程部***2010.11.19一.半導體基礎知識51.半導體性質51.1緒論51.2半導體影響因素52.本征半導體和雜質半導體62.1本征半導體和本征激發62.2N型半導體72.3P型半導體73PN結83.1PN結的形成83.2外加順向偏壓93.3外加逆向電壓93.4PN結的伏安特性曲線103.5二極體的擊穿特性103.6二極體的主要參數114.能帶理論124.1能帶結構124.2施主能級和受主能級144.3雜質的補償作用14二.產品制程161.產品種類162.產品外觀183.焊接站193.1焊接原理193.2潤濕作用203.3焊接流程2
2、13.4焊接爐各區長度及分佈情況214酸洗站234.1蝕刻的目的234.2蝕刻原理234.3影響蝕刻的因素244.4蝕刻量大小對材料電性的影響244.5蝕刻流程255上膠站255.1上膠目的255.2上膠流程255.3影響上膠品質的因素265.4矽膠的特點266.壓模站266.1.壓模的目的266.2.壓模流程276.3.環氧樹脂277.測試站317.1測試目的和原理317.2.基本電性參數317.3.常見波形328.信賴性學習329.失效分析349.1失效分析流程349.2主要分析設備及儀器3410.SPC3510.1SPC的目的3510.2技術
3、原理3610.3術語和名詞解釋3610.4極差與標準差3610.5變差3710.6過程能力與過程能力指數3811.MSA3811.1測量系統與測量系統分析3811.2MSA基本概念3912.PPAP3912.1PPAP規定3912.2提供PPAP的情況4012.3PPAP的內容4212.4品質指數4213.APQP4313.1APQP定義與目的4313.2術語4313.3APQP階段流程44一.半導體基礎知識1.半導體性質1.1緒論物質有氣態、液態、固態和等離子體態等幾種形態。如果按照固體的導電能力(用電阻率ρ或電導率σ描述)不同,可以區分為導體、
4、半導體和絕緣體,如表1.1所示。表1.1導體、半導體和絕緣體的電阻率範圍材料導體半導體絕緣體電阻ρ(Ωcm)<10-310-3~109>1091.2半導體影響因素A.溫度升高使半導體導電能力增強,電阻率下降。如室溫附近的純矽(Si),溫度每增加8℃,電阻率ρ相應地降低50%左右。B.微量雜質含量可以顯著改變半導體的導電能力。以純矽中每100萬個矽原子摻進一個Ⅴ族雜質(比如磷)為例,這時矽的純度仍高達99.9999%,但電阻率ρ在室溫下卻由大約214,000Ωcm降至0.2Ωcm以下。C.適當波長的光照可以改變半導體的導電能力。如在絕緣襯底上製備的硫
5、化鎘(CdS)薄膜,無光照時的暗電阻為幾十MΩ,當受光照後電阻值可以下降為幾十KΩ。D.半導體的導電能力還隨電場、磁場等的作用而改變。2.本征半導體和雜質半導體2.1本征半導體和本征激發本征半導體:純淨的、不含任何雜質和缺陷的半導體稱為本征半導體。在絕對溫度T=0K時,所有的價電子都被共價鍵緊緊束縛在共價鍵中,不會成為自由電子,因此本征半導體的導電能力很弱,接近絕緣體。圖1為本征半導體的共價鍵結構。圖1本征半導體共價鍵結構本征激發:價電子因熱運動獲得能量,爭脫共價鍵的束縛,成為自由電子,同時在共價鍵上留下空位,這一現象成為本征激發。溫度越高,本征激
6、發越強,產生的自由電子和空穴越多。如圖2所示。圖2本征激發本征激發的特點:A.成對的產生導帶電子和價帶空穴,導帶中的電子濃度n0等於價帶中的空穴濃度p0,即n0=p0.B.溫度對本征半導體中載流子濃度有重要影響,隨著溫度的升高,本征半導體載流子濃度迅速的增加。2.2N型半導體若純半導體中摻入五價元素,由於價電子間會互相結合形成共價鍵,而五價的雜質與四價的矽每形成一共價鍵便多出一自由電子,此半導體稱之為N型半導體。由於摻入丕價元素後電子數全增加,故五價元素稱為施體。在N型半導體中,自由電子佔大多數,故稱多數載子。相對的,因受熱而破壞共價鍵產生的電子電
7、洞對是少數,所以電洞在N型半導體中稱為少數載子。因摻入五價雜質,自由電子數加,以致半導體的導電率提高,而電阻值下降。如圖3所示。圖3N型半導體2.3P型半導體相對於N型半導體,當在純矽中摻入三價元素的雜質,使得每個矽原子與三價雜質結合產生共價鍵時,便缺少一電子,也就是多一個電洞,如此半導體稱之為P型半導體。由於加入三元素,半導體原子中空位增多,故稱三價元素為受體。在P型半導體中,多數載子為電洞,少數載子電子。P型半導體也因多數載子比純半導體多,以致導電率提高,而電阻值下降如圖4所示。圖4P型半導體3PN結3.1PN結的形成P型半導體與N型半導體接合
8、後便成為二極體。在剛接合時,接面處電子與電洞相結合,造成在靠近接面處的N型半導體失去電子後變成正離子,而P型半導體失去電洞
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