2024年工艺实验报告.doc

贵州大学

实验报告

課程

課程微电子工艺

院系理学院

专业班级微电子学与固体电子学

学生姓名刘晓志

学生学号020935

指导教师杨发顺老师

微电子工艺试验汇报

试验課程名称：微电子工艺

试验曰期：7月14曰——17曰

姓名：刘晓志学号：020959同组人：李嘉辉，徐舒晓

院系：理学院专业：微电子学与固体电子学

指导老师：杨发顺老师试验地点：微电子工艺试验室

一、试验项目名称：硅二极管

二、试验目的：

根据所学习的半导体物理与器件的知识，可以制作出晶体硅二极管，并对测量的反向特性和正向特性进行分析。

三、试验重要仪器设备、器材、药物

序号

重要设备、药物名称

序号

重要设备、药物名称

1

N衬底硅片

11

氧化炉

2

扩散炉

12

石英烧杯

3

匀胶机

13

量筒

4

光刻机

14

显影液，定影液

5

烘箱

15

过氧化氢

6

三探针测试台

16

氨水

7

晶体管特性测试仪

17

盐酸

8

显微镜

18

氢氟酸

9

去离子水制备系统

19

氟化氨

10

聚四氟乙烯烧杯

20

负胶去胶剂

四、试验原理：

晶体\o二极管二极管為一种由p型半导体和n型半导体形成的p-n結，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加\o电压电压時，由于p-n結两边载流子浓度差引起的扩散\o电流电流和自建电场引起的漂移电流相等而处在\o电平电平衡状态。

?当外界有正向\o电压电压偏置時，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散\o电流电流增長引起了正向电流。当外界有反向\o电压电压偏置時，外界电场和自建电场深入加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和\o电流电流I0。当外加的反向\o电压电压高到一定程度時，p-n結空间电荷层中的电场强度到达临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向\o击穿击穿\o电流电流，称為\o二极管二极管的击穿現象。

二极管的参数用来表达二极管的性能好坏和合用范围的技术指标。

最大整流电流：指二极管長期持续工作時容許通过的最大正向电流值。

最高反向工作电压：加在二极管两端的反向电压高到一定值時，会将管子击穿，失去单向导电能力。為了保证使用安全，规定最高反向工作电压值。

反向电流：反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。反向电流越小，管子的单方向导电性能越好。

二极管的伏安特性曲线如上图所示，由于二极管加正向电压和反向电压時展現出不一样的状态，因此分正向伏安特性和反向伏安特性来阐明。

正向伏安特性曲线指纵轴右侧的部分，它可以提成三段。

OS段：电压為零時电流也是零，电压从零开始增長時，电流不随之增長，电压增至0.6V左右的，二报管内才出現微弱的电流。这段曲线所对应的电压区域，叫做二极管的死区或不导通区，S点所对应的电压值叫死区电压，用Us表达．在室温下，硅材料的三极管Us在0.6V左右，锗材料的二极管Us在0.2V左右．这段曲线告诉我們，在給二极管加不不小于死区电压Us的正向电压時，二极管处在不导通状态，其内部电流几乎為零．

SA段：电压增長時，电流随之明显增長，但电流与电压不成线性关系，曲线是弯曲的。例如，电压从0.6V变化至0.7V時，电流由40uA变化至80mA；当电压从0．7V变化至o．8V時，电流由80mA变化至160mA，既相似的电压变化量所引起的电流变化量是不一样的，前者小后者大。这段曲线所对应的电压区域叫二极管的非线性区，处在这个区域的二极督已进入正向导通状态。

AC段：这段曲线很直，电流随电压增長按线性关系迅速上升。AC段所对应的电压区域称為二极管的线性区，处在这个区域的二极管不仅已完全导通，并且具有电流随电压变化而急剧变化的特点。

2．反向伏安特性曲线

反向伏安特性可以提成两段：0B段：该段曲线与横轴重叠，阐明电压的绝对值增大時，电流一直维持在零。这段曲线所对应的电压区域叫二极管的截止区，B点所对应的电压值叫击穿电压，用Ub表达，不一样材料和类型的管子Ub值是不一样样的。BE段：该段曲线很陡，阐明电压的微小变化会引起电流的很大变化，此時我們称二极管进入了反向击穿状态。

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