西工大电子信息材料答案

1、1.1简述集成电路芯片的制造流程原料提纯一单晶硅锭及硅片制造一光刻与图形转移一掺杂与扩散一薄层沉积一互联与封 装等多道工序完成。1.2简述动态随机存储器与静态随机存储器的异同点不同点：保存在DRAM中的信息随着电容器的漏电而会逐渐消失，一般信息保存时间 为2ms左右，为了保存DRAM中的信息，必须每隔12ms对其刷新一次，才能维系数据 保存，集成度较高，功耗也较低，SRAM的数据则不需要刷新过程，在上电期间，数据 不会丢失，同时在读出时不破坏原来存放的信息，一经写入可多次读出，但集成度较低， 功耗较大。工作速度快1.3试述硅作为衬底材料随器件尺寸的缩小，面临的显著问题如何控制硅单晶片内部以及表

2、面的微缺陷1.4何为信息存储材料，简述其存储机理信息存储材料：用于各种存储器的一些能够用来记录和存储信息的材料存储机理：这类材料在一定强度的外场作用下会发生从某种状态到另一种状态的突变并 能够在变化后的状态保持比较长的时间，而且材料的某些物理性质在状态变化前后有很大差 别，通过测量存储材料状态变化前后的这些物理性质，数字存储系统就能区别材料的这种 状态并用“0”和“1”来表示他们，从而实现存储。1.5常用的衬底材料有哪些，比较其各自的优缺点。常用的衬底材料：Si SOI GeSi GaNSi:优点：来源广泛，较宽的能带间隙，本身无毒性。制造成本低缺点：随着晶片尺寸的进一步增大，如何控制硅单晶片

3、内部以及表面的微缺陷是硅 单晶发展面临的难题GeSi优点：载流子迁移率高，能带和禁带宽度可调，与硅工艺兼容性好。缺点：SOI优点:通过绝缘埋层实现了集成电路中器件和衬底的质隔离，彻底消除了体硅CMOS电路中的寄生闩锁效应，同时，采用SOI材料制成的集成电路还有寄生电容小， 集成密度高，速度高，工艺简单，短沟道效应小，特别适合用于低压低功耗电 路。此外SOI材料具有强的抗干扰和抗辐射能力。缺点:SOI技术的发展面临器件结构，设计平台与IP工具支持等方面的限制，同时， 未来SOI材料市场的发展还取决于材料生长技术与降低成本两个因素。GaN优点：很高的电子饱和度和速度，击穿场强大。是一种直接带间隙半

4、导体材料。通过三元合金材料制备，其禁带宽度覆盖了从红光到紫外的全部范围。具 有极高的热稳定性和化学稳定性。缺点：GaN材料单晶制备很难。2.1设计功能器件时，其的原材料选择要求有哪些？应如何设计？2.2介电陶瓷的用途有哪些？目前最具活力的是什么？将来可能的研究热点有哪些？3.1何为压电效应？哪类晶体才可能具有压电效应？图示说明压电效应产生的原因压电效应：某些电介质晶体通过外加机械作用而引起极化，导致介质两端表面上出现 符号相反的束缚电荷。在一定应力范围内，机械力与电荷呈线性可逆关系。 具有压电效应的晶体：具有不对称中心的晶体且是离子性晶体或由离子团组成的分子晶体。 图示说明:P683-13.2

5、热释电效应是什么？热释电晶体与压电晶体有什么异同？热释电效应：当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。热释电晶体与压电晶体的异同：相同点：晶体都不具有对称中心不同点：热释电晶体一定是压电晶体，但压电晶体 不一定是热释电晶体。仅当晶体中存在有与其它极轴都不相同的唯一极轴 时，才可能由热膨胀来引起晶体总电矩的变化，从而表现出热释电效应。3.3什么是铁电性？解释电滞回线的形成过程铁电性：在热释电晶体中，有些晶体不但在某温度范围内具有自发极化，而且其自发 极化强度可以因外场的反向而反向，这种性质称为铁电性。电滞回线的形成过程：p72

6、图3-53.4压电材料的机械品质因数代表了什么？压电材料的机械品质因数代表了压电材料机械振动时，内部能量消耗程度。3.5压电陶瓷与压电晶体相比，有何优点？介绍其应用情况优点：制造容易，可做成各种形状可以任意选择极化轴方向易于调控陶瓷的 组分而得到各种性能的材料成本低，适于大量生产应用情况：制造超声、水声、电声换能器，陶瓷滤波器、陶瓷变压器以及点火引发 装置，制作表面滤波器件、电光器件和热释电探测器等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半导体气敏传感器有哪几种类型？其各自特点是什么？半导体气敏传感器:电阻型半导体气敏传感器（烧结型气敏元件;薄膜型气

7、敏元件； 厚膜型气敏元件），特点：烧结型气敏元件制作方法简单，器件寿命长，但机械强度不高，电极材料较 贵重、电性能一致性较差。薄膜型气敏元件制作方法简便，气敏特性好，但半导体薄膜为物理性附着， 器件间性能差异较大。厚膜型气敏元件元件离散度小，机械强度高，适合大批量生产。非电阻型气敏元件:制造工艺成熟，便与器件集成化，性能稳定且价格便宜。4.2简述气敏元件的工作原理，为什么大多数气敏元件都附有加热器？气敏元件的工作原理：声表面波器件之波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体 的气敏薄膜，当该气敏薄膜与待测气体相互作用，使得气敏薄膜的膜层质 量和导电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移；气体浓 度不同，膜层质量和导电率变化程度亦不同，即引起声表面波频率的变化 也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反应气体浓度的 变化值。加热器:将附着在敏感元件表面上的尘埃、油污等烧掉，加速气体的吸附，从而提高 器件的灵敏度和响应速度4.3如何提高半导体气敏传感器对气体的选择性和气体检验灵敏度？提高传感器气敏选择性的最有效、最常用的