外延 (晶体)
磊晶（），是指一種用於半導體器件製造過程中，在原有晶片上長出新結晶以製成新半導體層的技術。此技術又稱外延成長（Epitaxial Growth），或指以外延技術成長出的結晶，有時可能也概指以外延技術製作的晶粒。 外延技術可用以製造矽電晶體到CMOS積體電路等各種元件，尤其在製作化合物半導體例如砷化鎵時，外延尤其重要。 外延成長技術的種類 化學氣相沉積 分子束外延技術：在高度真空下在表面沉積新的半導體結晶層的磊晶技術，相關可見真空蒸鍍技術…
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溅射
-{zh-hans:溅射; zh-hant:濺射}-（sputtering），也称溅镀（sputter deposition/coating），是一种物理气相沉积技术，指固體靶"target"（或源"source"）中的原子被高能量離子（通常來自等離子體）撞擊而離開固體進入氣體的物理过程。 溅射一般是在充有惰性气体的真空系统中，通过高压电场的作用，使得氩气电离，产生氩离子流，轰击靶阴极，被溅出的靶材料原子或分子沉淀积累在半导体晶片或玻璃…
半导体器件制造
]]半导体器件制造是用于制造半導體元件的过程，又稱半導體製-{}-程，通常指製造集成电路（IC），如计算机处理器、微控制器和存储芯片（如NAND闪存和DRAM）的過程。半導體製程涵蓋數百道加工步驟，包括微影、蝕刻、沉積、摻雜與平坦化等物理化学过程，分為「前段製程」及「後段製程」。在此过程中，电子电路逐渐在晶圓上创建，晶圆通常由纯单晶半导体材料制成，硅爲常見之原料，但各种化合物半导体亦被用于专业应用。诸如刻蚀和光刻等步骤也可以用来制造其他…
失效物理学
失效物理学是可靠性工程设计实践中的一种技术，该技术利用导致失效的过程和机制的知识与理解，以预测可靠性并提高产品性能。 其他对失效物理学的定义包括： 一种基于科学的可靠性方法，使用建模和仿真来设计可靠性。它有助于理解系统性能并在设计阶段及设备投入使用后降低决策风险。该方法建模失效的根本原因，例如材料疲劳、斷裂、磨损和腐蚀。 一种基于对根本失效机制的认识，以预防失效的可靠产品设计与开发方法。失效物理学（PoF）概念基于对需求与产品物理特性及…
能带结构
在固体物理學中，固体的能带结构 （又称电子能带结构）描述了禁止或允许电子所带有的能量，这是周期性晶格中的量子动力学电子波衍射引起的。材料的能带结构决定了多种特性，特别是它的电学、光学和热学性质。 为何有能带 单獨原子的电子占据了原子轨道，形成一个分立的能级结构。如果几个原子集合成分子，他们的原子轨道发生类似于耦合振荡的分离。这会产生与原子数目成比例的分子轨道。当数目非常巨大（数量级为10^{20}或更多）的原子集合成固体时，轨道数目急剧…
电迁移
电迁移（）是由于通电导体内的电子运动，把它们的动能传递给导体的金属离子，使离子朝电场反方向运动而逐渐迁移，导致导体的原子扩散、损失的一种现象。这一问题在20世纪60年代末封装IC首次出现时才引起实际关注。最早商业化的IC在使用仅三周后即因电迁移失控而失效，促使业界展开了大规模的改进工作。I. Blech首次在薄膜中观察到电迁移现象。在半导体行业初创阶段，多位研究人员在该领域开展了开创性研究。其中最重要的工程研究之一由摩托罗拉的Jim B…
半导体产业
半导体产业（）是从事半导体以及半导体器件设计制造的产业。该产业滥觞于1960年左右，由于科技的发展，半导体器件的制造在当时已经成为来一项可行的业务。截至2018年，半导体行业的年度销售收入已经增长到4810亿美元以上。截至2011年，全球电子产品的年销售额为1350亿英镑（2180亿美元），消费性电子产品的年销售额预计到2020年将达到2.9万亿美元，科技行业的销售额预计在2019年达到5万亿美元，而电子商务的交易总额将于2017年超过…
化学机械平坦化
化学机械平坦化 （），又称化学机械研磨（），是半导体器件制造工艺中的一种技术，使用化學腐蝕及機械力对加工過程中的硅晶圓或其它衬底材料进行平坦化处理。 背景 CMP技术早期主要应用于光学镜片的抛光和晶圆的抛光。 20世纪70年代，多层金属化技术被引入到集成电路制造工艺中，此技术使芯片的垂直空间得到有效的利用，并提高了器件的集成度。但这项技术使得硅片表面不平整度加剧，由此引发的一系列问题（如引起光刻胶厚度不均进而导致光刻受限）严重影响了大规…
價帶
价带（），或稱價電帶，是绝对零度下的固體之中电子所在最高能量的区域，若給價電帶上的電子一個高於能隙的能量，該電子便會跳到傳導帶中。 构成 价带电子被束缚在原子周围，而不像导体、半导体裡导带的电子一样能够脱离原子晶格自由运动。在某种材料的电子能带结构图像中，价带位于导带的下方，在价带和导带的中间绝缘（绝缘体）或由能隙（或称“禁带”）间隔，而在金属中，价带和导带之间没有能隙。 为了理解价带的概念，先考虑金属的原子结构是必要的。例如，锂原子的…
电镀
電鍍（英文:Electroplating）是利用電解的原理將導電體鋪上一層金屬的方法。 除了導電體以外，電鍍亦可用於經過特殊處理的塑膠上。電鍍有分鍍鉻、鍍鋅、鍍銅、鍍鎳等。電鍍的主要用途包括防止金屬氧化（如鏽蝕）以及進行裝飾。不少硬幣的外層亦為電鍍。 概況 最常見的是電鍍是鍍鉻，能於部件表面形成美觀光亮的表層。電鍍鉻的表層為偏藍白的金屬色，在空氣中暴露不易變色、氧化。電鍍鎳的表層為偏紅的金屬色，空氣中暴露時間長久後較易氧化朦霧，會變為偏…
电子等能面
晶体中电子的准经典运动主要取决于E-k关系，为了表示实际晶体的复杂的能带结构，常常使用等能面来反映E-k关系，所谓等能面是指由k空间的能量相同的各点构成的曲面。 对于极值在k=0的，有效质量各向同性的简单能带，等能面显然是球面，有效质量各向异性的能带，等能面是椭球。 参考文献 *摘自：《半导体物理学》，作者：叶良修，高等教育出版社
费米面
费米面是固体物理学中一种抽象的边界或界面，可以用来方便地表征或预测金属、半金属和半导体的热能、电能、磁能和光等的性质。 费米面的存在是泡利不相容原理的直接结论，它允许每个量子态最多有一个电子。 详解 费米面与晶格周期性息息相关，而晶格周期性又成为所有结晶固体的重要特征；其还与结晶固体中占有的电子能带关系紧密。按照能带理论，每个电子都必须处于价带或导带中的某一能级。给定能带内的任意量的中子都等似看作在动量空间中占有一定的体积。动量空间(k…
半导体中的隧道效应
半導體中的隧道效應（又稱穿隧效應，tunneling effect）是指量子穿隧效應體現在半導體元件上的一個例子。這種現象在半導體元件的尺度不斷縮小後愈加明顯。 描述 半導體中的穿隧效應，一般發生於半導體元件因散熱不佳而過熱時，電荷帶有過多的動能，越過量子能障，產生非預定的電流。半導體中的電荷包括電子與電洞，基於等效質量的差異，電子比電洞發生穿隧的機率更高。穿隧效應對MOSFET的影響包括：穿隧過絕緣氧化層，或穿隧過通道。除特殊用途（見…
MIS结构
MIS结构是研究半导体表面电场效应的一种理想化情况，满足以下几个条件： 一、金属与半导体的功函数差为零 二、在绝缘层内没有任何电荷且绝缘层完全不导电 三、绝缘体与半导体界面处不存在任何界面状态