IC工艺课的10个问题总结-I
情况说明参考教材半导体制造技术导论(第二版)——萧宏，课程半导体材料及IC工艺原理。 该总结是课程期末作业的一部分，边复习边总结。 Chapter1-51. 为什么目前市场上主流的最大晶圆的大小均为12英寸，为什么没有13、14英寸的wafer投入生产？解答:若假设晶圆的缺陷密度一样，那么越大的晶圆面积则会拥有更多的缺陷，进而会导致更低的成品率。 \begin{align} Y \propto \frac{1}{ (1+DA)^{n}...
利用传输门做二选一选择器的CMOS电路分析
祝老师教师节快乐！暨利用传输门做二选一选择器的CMOS电路分析祝天下的老师们教师节快乐！祝老师工作顺利，万事如意！利用传输门做二选一选择器的CMOS电路分析灵感来源于今天的数字逻辑课程，因为对学数电时的传输门的印象不清了，然后分析传输门的CMOS电路时绕晕了，故做此记录。 注：分析传输门的CMOS电路时，不需要关注MOS管是否工作在饱和区，只需关注导电沟道是否产生即可。 如图1所示为传输门的CMOS电路示意图 当 $C=1$ 时，下面对MOS管的导通情况进行分析: NMOS导通情况 \begin{align*} \because &C=1\\ \therefore &V_{GN} = V_{DD} \\ \because &V_{BN} = 0V\\ \end{align*} \begin{align*} \therefore &V_{GSN} = V_{GBN} -V_{SBN} = V_{DD} - V_{i} \end{align*}PMOS导通情况 \begin{align*} \because...
氢原子模型和类氢原子模型
氢原子模型和类氢原子模型灵感来自半导体物理课程的课后题，发现推不出来表达式，上网查阅资料后做此记录，与大家分享。 氢原子模型 基于量子力学的理论，我们根据玻尔三大假设书写方程。 定态假设：原子系统只能处于一系列不连续的分立的能量状态 $E_{1}$ 、 $E_{2}$ 、 $E_{3}$ ……，在这些状态下，电子虽做加速运动，但不向外辐射能量，称这样的状态为定态。 跃迁假设：电子从 $E_{m}$ 能级跃迁到 $E_{n}$ 能级所需的能量满足 $h\nu=E_{n}-E_{m}$ 。 轨道角动量量子化假设：在氢原子中，电子轨道需满足 $2\pi r\cdot m_{e} v = n h$ ，即电子只能在轨道角动量等于约化普朗克常数 $\hbar$ 的整数倍的轨道上运动。 故根据轨道角动量量子化假设和圆周运动的向心力等于库仑力列写如下方程： \begin{align*} &m v r = n \frac{h}{2\pi} \\ &m\frac{v^{2}}{r} = \frac{1}{4\pi\epsilon_{0}} \cdot...
关于势垒及衍生问题的一些思考
什么是势垒呢？pn结在pn结中记n区、p区的导带 $E_{C}$ 之差为势垒。在形成pn结之前，n区的费米能级 $E_{F}$ 靠近导带 $E_{C}$ ；p区的费米能级靠近价带 $E_{V}$ ，形成pn结后形成统一的费米能级，在能带图中即体现为一条水平线。 Q1:为什么pn结会形成统一的费米能级 A1:从能带角度理解：首先能级越低，该能级上的电子能量越高，该能级上的空穴能量越低。故形成pn结时电子从 $E_{F}$ 高的n区流向 $E_{F}$ 低的p区，相应的空穴从 $E_{F}$ 低的p区流向 $E_{F}$ 高的n区，也可以说n区电子占据导带的概率降低；同时考虑费米能级是标志载流子分布的能级，或者从下式分析: \begin{equation} \left\{ \begin{aligned} n_{0} & = N_{c} \exp(\frac{E_{F}-E_{C}}{k_{0}T}) \\ p_{0} & = N_{v} \exp(\frac{E_{V}-E_{F}}{k_{0}T}) ...
简并or退化？本征or掺杂？
简并or退化？本征or掺杂？ 问题来源于在看半导体物理教材时的疑惑，经查找资料后清楚了些，故作此纪录与诸君分享。 degeneration:退化(在物理学中常译为简并) 故 a degenerate semiconductor指的是重掺杂的半导体，杂质能级形成了 impurity band，把带隙给填满了，因此材料的电导率等性质就更像金属了，即由半导体退化成金属了，故$\mathscr{MeiShao}$认为，将degenerate semiconductor 翻译为退化半导体更容易理解。 其中费米狄拉克分布函数为: \begin{align*} f(E) = \frac{1}{1+\mathrm{exp}(\frac{E-E_{F}}{k_{0}T})} \end{align*}由于费米狄拉克分布函数积分时较为困难，因此常将其在某些情况下进行简化，即玻尔兹曼分布函数： \begin{align*} f(E) =...