第一篇：半導體材料測試技術

常規材料測試技術

一、適用客戶：

半導體，建筑業，輕金屬業，新材料，包裝業，模具業，科研機構，高校，電鍍，化工，能源，生物制藥，光電子，顯示器。

二、金相實驗室

? Leica DM/RM 光學顯微鏡

主要特性：用于金相顯微分析，可直觀檢測金屬材料的微觀組織，如原材料缺陷、偏析、初生碳化物、脫碳層、氮化層及焊接、冷加工、鑄造、鍛造、熱處理等等不同狀態下的組織組成，從而判斷材質優劣。須進行樣品制備工作，最大放大倍數約1400倍。

? Leica 體視顯微鏡

主要特性：

1、用于觀察材料的表面低倍形貌，初步判斷材質缺陷；

2、觀察斷口的宏觀斷裂形貌，初步判斷裂紋起源。

? 熱振光模擬顯微鏡

? 圖象分析儀

? 萊卡DM/RM 顯微鏡附 CCD數碼 照相裝置

三、電子顯微鏡實驗室

? 掃描電子顯微鏡(附電子探針)(JEOL JSM5200，JOEL JSM820，JEOL JSM6335)

主要特性：

1、用于斷裂分析、斷口的高倍顯微形貌分析，如解理斷裂、疲勞斷裂（疲勞輝紋）、晶間斷裂（氫脆、應力腐蝕、蠕變、高溫回火脆性、起源于晶界的脆性物、析出物等）、侵蝕形貌、侵蝕產物分析及焊縫分析。

2、附帶能譜，用于微區成分分析及較小樣品的成分分析、晶體學分析，測量點陣參數/合金相、夾雜物分析、濃度梯度測定等。

3、用于金屬、半導體、電子陶瓷、電容器的失效分析及材質檢驗、放大倍率：10X—300,000X；樣品尺寸：0.1mm—10cm；分辯率:1—50nm。

? 透射電子顯微鏡（菲利蒲 CM-20,CM-200）

主要特性：

1、需進行試樣制備為金屬薄膜，試樣厚度須<200nm。用于薄膜表面科學分析，帶能譜，可進行化學成分分析。

2、有三種衍射花樣：斑點花樣、菊池線花樣、會聚束花樣。斑點花樣用于確定第二相、孿晶、有序化、調幅結構、取向關系、成象衍射條件。菊池線花樣用于襯度分析、結構分析、相變分析以及晶體精確取向、布拉格位移矢量、電子波長測定。會聚束花樣用于測定晶體試樣厚度、強度分布、取向、點群

? XRD-Siemens500—X射線衍射儀

主要特性：

1、專用于測定粉末樣品的晶體結構（如密排六方，體心立方，面心立方等），晶型，點陣類型，晶面指數，衍射角，布拉格位移矢量，已及用于各組成相的含量及類型的測定。測試時間約需1小時。

2、可升溫（加熱）使用。

? XRD-Philips X’Pert MRD—X射線衍射儀

主要特性：

1、分辨率衍射儀，主要用于材料科學的研究工作，如半導體材料等，其重現性精度達萬分之一度。

2、具備物相分析（定性、定量、物相晶粒度測定；點陣參數測定），殘余應力及織構的測定；薄膜物相鑒定、薄膜厚度、粗糙度測定；非平整樣品物相分析、小角度散射分析等功能。

3、用于快速定性定量測定各類材料（包括金屬、陶瓷、半導體材料）的化學成分組成及元素含量。如：Si、P、S、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等，精確度為0.1%。

4、同時可觀察樣品的顯微形貌，進行顯微選區成分分析。

5、可測尺寸由φ 10 × 10mm至φ280×120mm；最大探測深度：10μm

? XRD-Bruker—X射線衍射儀

主要特點 ：

1、有二維探測系統，用于快速測定金屬及粉末樣品的晶體結構（如密排六方、體心立方、面心立方等）、晶型、點陣類型、晶面指數、衍射角、布拉格位移矢量。

2、用于表面的殘余應力測定、相變分析、晶體織構及各組成相的含量及類型的測定。

3、測試樣品的最大尺寸為100×100×10(mm)。

? 能量散射X-射線熒光光譜儀(EDXRF)主要特點：

1、用于快速定性定量測定各類材料（包括金屬、陶瓷、半導體材料）的化學成分組成及元素含量。如：Si、P、S、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等。

2、同時可觀察樣品的顯微形貌，進行顯微選區成分分析。

3、最大可測尺寸為：φ280×120mm

四、光子/激光光譜實驗室

? 傅里葉轉換紅外光譜儀(Perkin Elmer 1600)主要特點：

1、通過不同的紅外光譜來區分不同塑膠等聚合物材料的種類。

2、用于古董的鑒別，譬如：可以分辨翡翠等玉器的真偽。

3、樣品的尺寸范圍：φ25mm – φ0.1mm

? 紫外可見光譜儀(UV-VIS)主要特性：

1、測試物質對光線的敏感性。譬如：薄膜、電子晶片、透明塑料、化工涂料的透光性或吸光性。

2、測試液體的濃度。波長范圍：190nm—1100nm ? 拉曼光譜儀(Spex Rama Log 1403)

? 拉曼顯微鏡光譜儀(T64000)

? 布里淵光譜儀(Sanderock 前后干涉計)

五、表面科學實驗室

? 原子發射光譜儀, 俄歇能譜儀(PHI Model 5802)? 原子力顯微鏡，掃描隧道顯微鏡(Park 科技)? 高分辨率電子能量損耗能譜儀(LK技術)

? 低能量電子衍射, 原子發射光譜&紫外電子能譜儀(Micron)? 熒光光譜儀

? XPS+AES 電子表面能譜儀

主要特點：

用于表面科學10-12材料跡量，樣品表面層的化學成分分析（1μm）以內，超輕元素分析，所測成分是原子數的百分比（He及H除外）；并可分析晶界富集有害雜質原子引起的脆斷。

六、熱學分析實驗室

? 示差掃描熱量計（DSC）（Perkin Elmer DSC7,TA MDSC2910）

主要特點：

1、將樣品及標樣升高相同的溫度，通過測試熱量（吸熱及放熱）的變化，來尋找樣品相變開始及結束的溫度。

2、用于形狀記憶合金及多組分材料Tg的測量。

? 差熱分析儀DTA/DSC（Setaram Setsys DSC16/ DTA18）

主要特性：

用于熱重量分析，利用熱效應分析材料及合金的組織、狀態轉變；可用于研究合金及聚合物的熔化及凝固溫度、多型性轉變、固溶體分解、晶態與非晶態轉變、聚合物的各組份含量分析。

? 動態機械分析儀（DMA）/熱機械分析儀（TMA）

主要特點：

1、用于低溫合金和低熔點合金材料的熱力學及熱機械性能分析。

2、用于測定材料的熱膨脹系數（包括體膨脹系數和線膨脹系數）、內耗、彈性模量。材料的熱膨脹系數受到材料的化學成分，冷加工變形量，熱處理工藝等因素的影響。

七、薄膜加工實驗室

（一）物理氣相沉積(PVD)設備 ? 射頻和直流源磁控濺射系統。? 離子束沉積系統

? 電子槍沉積系統 ? 熱蒸發沉積系統 ? 脈沖激光沉積系統

? 閉合磁場非平衡磁控濺射離子鍍

主要特性：

制備高品質的表面涂層，賦予產品新的性能(譬如：提高表面硬度，抗磨損性及抗刮擦質量，減低摩擦系數等)。在苛刻的工作環境中提高產品的使用壽命，并且改善產品的外觀。例如在工業生產涂層的種類：

1、氮化鈦膜(TiN)：常用于大多數工具的涂層，包括模具、鉆頭、沖頭、切割刀片等。

2、類金剛石涂層(DLC)---Ti+DLC涂層具有良好硬度及低摩擦系數，適用于耐磨性表面、鑄模、沖模、沖頭及電機原件；Cr+DLC涂層為不含氫的固體潤滑濺射涂層，適用于汽車部件、紡織工業、訊息儲存及潮濕環境。

３、含MoS2的金屬復合固體潤滑涂層—適用于銑刀、鉆頭、軸承、及極低磨擦需求的環境、如航空及航天科技的應用

（二）化學氣相沉積(CVD)設備 ? 熱絲化學氣相沉積系統

? 射頻和直流源化學氣相沉積系統 ? 金屬有機分解及熔解凝固沉積系統

? 電子回旋共振-微波等離子化學氣相沉積系統

1、等離子體化學氣相沉積是一種新型的等離子體輔助沉積技術。在一定壓力、溫度（大于500℃）及脈沖電壓作用下，在產品表面形成各種硬質膜如TiN,TiC,TiCN,(Ti、Si)CN及多層復合膜，顯微硬度高達HV2000-2500。

2、PCVD技術可實現離子滲氮、滲碳和鍍膜依次滲透復合，可提高產品表面的耐磨損、耐腐蝕及抗熱疲勞等性能。適用于鈦合金，硬質合金，不銹鋼，高速鋼及一些模具材料的表面涂層處理。

（三）PIII等離子實驗室

1、PIII等離子實驗室由一個半導體等離子注入裝置和一個多源球形等離子浸沒離子注入裝置組成，通過將高速等離子體注入工件表面，改變表面層的結構及性能，提高產品的硬度，耐蝕性，減少磨擦力以達到表面強化，延長產品的使用壽命及靈敏度的目的。

2、PIII球形等離子注入技術廣泛應用于半導體、生物、材料、航空航天關鍵組件等各個領域，是一種綜合技術，用于合成薄膜及修正強化材料的表面性能。與傳統的平面線性等離子注入技術相比，PIII技術可從內壁注入作表面強化處理，極適用于體積龐大而形狀不規則的工業產品。

八、材料加工實驗室

（一）金屬及合金加工實驗室 ? 行星球磨機

? 激光粒度分析儀(Coulter LS100)

? 比表面積分析儀(NOVA1000)? 滾動磨床 ? 水銀孔隙率計 ? 交流磁化率計 ? 振動磁力計

（二）聚合物加工實驗室

? 加工成型設備（注塑模、比利時塑料擠出機、壓塑模、擠壓機）

? 性能測試設備(霍普金森壓力系統、FTIR、掃描電鏡、透射電鏡、光學顯微鏡及所有來自熱學實驗室的儀器)

（三）高級陶瓷實驗室 ? 陶瓷加工成形設備

? 微平衡系統、球磨機與等靜壓系統(ABB QIH-3)? 電子陶瓷性能測試儀器

標準精度鐵電測試系統(鐳射技術)，MTI2000 鍵盤薄膜傳感器，壓電尺，精密電阻分析儀(HP4294A)，Pico-Amp Meter，直流電壓環境。

? 超聲波測試系統

先進電子陶瓷--標準化電性能測試系統Signatone Model S106R 用于測試先進電子陶瓷材料（包括片狀樣品和薄膜樣品）的鐵電和壓電及熱釋電性能。測試不同溫度下電容、電阻的變化曲線及頻譜曲線。

九、機械性能測試實驗室

? 單一拉伸實驗機（型號為Instron 4206和5567）

主要特性：

1、拉伸試驗是最常規的塑性材料準靜載試驗。

2、用于測量各類材料（包括Cu,Al,鋼鐵，聚合物等）的屈服強度，抗拉（壓）強度，剪切強度，斷面收縮率，屈服點及制定應力—應變曲線。

3負荷由30KN—1KN。

? 金屬疲勞強度測試儀（型號為Instron 8801）? 沖擊性能測試機：

（懸臂梁式沖擊測試儀（Ceast），落錘式重力沖擊測試儀（Ceast））

主要特性：

1、用于測定塑膠及電子材料的沖擊韌性σk、應力應變曲線，對材料品質、宏觀缺陷、顯微組織十分敏感，故常成為材質優劣的度量。

2、最大負荷為19KN，溫度變化范圍為-50℃—150 ℃，能測出百萬分之一秒內時間與力的變化。

? 蠕變測試儀（Creep Testers ESH）

主要特性：

1、用于測定高溫和持續載荷作用下金屬產生隨時間發展的塑性變形量及金屬材料在高溫下發生蠕變的強度極限。

2、試驗使用溫度與合金熔點的比值大于0.5，能精確測定微小變形量，試驗時間在幾萬小時以內。

? 維氏顯微硬度測試儀Vickers FV-700 主要特性：

1、用于測量顯微組織硬度，不同相的硬度，滲層（如氮化層，滲碳層，脫碳層等）及鍍層的硬度分布和厚度。

2、硬度—材料對外部物體給予的變形所表現出的抵抗能力的度量，與強度成正比。

第二篇：半導體制造技術總結

第一章

2、列出20世紀上半葉對半導體產業發展做出貢獻的4種不同產業。P2 答：真空管電子學、無線電通信、機械制表機及固體物理。答：高速、耐久性、功率控制能力。缺陷：功耗高。19.場效應晶體管（FET）有什么優點？P49 答：利于提高集成度和節省電能。22.FET的最大優勢是什么？P49

3、什么時間、什么地點、由誰發明了固體晶體管？P3 答：1947年12月16日在貝爾電話實驗室由威廉·肖克利、約翰·巴丁和沃爾特·布拉頓發明了固體晶體管。

5、列出5個集成時代，指出每個時代的時間段，并給出每個時代每個芯片上的元件數。P46、什么是硅片？什么是襯底？什么是芯片？

答：芯片也稱為管芯（單數和復數芯片或集成電路），硅圓片通常被稱為襯底

8、列出集成電路制造的5個重要步驟，簡要描述每個步驟。P410、列出提高微芯片制造技術相關的三個重要趨勢，簡要描述每個趨勢。P811、什么是芯片的關鍵尺寸？這種尺寸為何重要？P9

13、什么是摩爾定律？它預測了什么？這個定律正確嗎？P1014、自1947年以來靠什么因素使芯片價格降低？給出這種變化的兩個原因。

16、描述硅片技師和設備技師的職責。P16

第三章

11.解釋pn結反偏時發生的情況。P45

答：導致通過二極管的電流很小，甚至沒有電流。12.解釋pn結正偏時發生的情況。P45

答：將一正偏施加于pn結，電路中n區電子從偏壓電源負極被排斥。多余的電子從負極注入到充滿空穴的p區，使n區中留下電子的空穴。同時，p區的空穴從偏壓電源正極被排斥。由偏壓電源正極提供的空穴中和由偏壓電源負極提供的電子。空穴和電子在結區復合以及克服勢壘電壓大大的減小了阻止電流的行為。只要偏壓對二極管能維持一個固定的空穴和電子注入，電流就將持續的通過電路。

13.雙極晶體管有多少個電極、結和類型？電極的名稱分別是什么？類型名稱分別是什么？P46

答：有三電極和兩個pn結、兩種類型。電極名稱：發射極、基極、集電極。類型名稱：pnp、npn.16．BJT是什么類型的放大器器件？它是怎么根據能量要求影響它的應用的？P47

答：驅動電流的電流放大器件。發射極和集電極都是n型的重摻雜，比如砷或磷。基極是p型雜質硼的輕摻雜。基極載流子減少，基極吸引的電流將明顯地比集電極吸引的電流小。這種差別說明了晶體管從輸入到輸出電流的增益。晶體管能線性地將小的輸入信號放大幾百倍來驅動輸出器件。

18.雙極技術有什么顯著特征？雙極技術的最大缺陷是什么？P48

答：低電壓和低功耗。

25.FET的兩種基本類型是什么？他們之間的主要區別是什么？P50

答：結型（JFET）和金屬-氧化物型（MOSFET）半導體。區別是：MOSFET作為場效應晶體管輸入端的柵極由一層薄介質與晶體管的其他兩極絕緣。JFET的柵極實際上同晶體管其他電極形成物理的pn結。

26.MOSFET有哪兩種類型？它們怎么區分？P50 答：nMOS(n溝道)和pMOS（p溝道）。每種類型可由各自器件的多數載流子來區分。

第四章

1.列舉得到半導體級硅的三個步驟。半導體級硅有多純？P64

4.描述非晶材料。為什么這種硅不能用于硅片？P65 9.為什么要用單晶進行硅片制造？P67 14.什么是CZ單晶生長法？P68

22.為什么要用區熔法生長硅晶體？P71 23.描述區熔法。P71

25.給出更大直徑硅片的三大好處。P72 26.什么是晶體缺陷？P73

37.在直徑為200mm及以上硅片中切片是怎么進行的？P77

41.為什么要對硅片表面進行化學機械平坦化？P78 43.列舉硅片的7種質量要求。P79

第五章

1.什么是物質的四種形態？試分別描述之。P87

6.描述三種溫標，哪一種是科學工作中最常用的溫標？P89

8.給出真空的定義。什么是最常用的真空單位，它是怎么定義的？P91

9.給出冷凝和蒸發的定義。吸收和吸附之間有什么不同？P91-92

11.給出升華和凝華的定義。P92 13.什么是表面張力？P93

14.給出材料的熱膨脹系數P94。

20.什么是酸？列出在硅片廠中常用的三種酸。P95 21.什么是堿？列出在硅片廠中常用的三種堿。P96 23.什么是溶劑？列出在硅片廠中常用的三種溶劑。P97 24.描述在硅片廠中使用的去離子水的概念。P97 31.什么是處理特殊氣體所面臨的最大挑戰？P99 38.描述三種特殊氣體并分別舉例。P101

第六章

4.說明五類凈化間沾污。P107

6.解釋半導體制造中可以接受的顆粒尺寸的粗略規則。P108

9.什么是MIC?P109

13.解釋自然氧化層。識別由自然氧化層引起的三種問題。27．為什么潮濕是工藝腔的一大問題.P183

28．列出減少設備維修中的沾污的必要步驟。P184

第九章

1．列出芯片廠中6個不同的生產區域并對每一個區域做P110

15.給出在硅片制造中由ESD引起的三種問題。P111 16.列舉硅片制造廠房中7種沾污源。P112 30.列舉并解釋ESD的三種控制方法。P117 34.描述反滲透(RO)過濾。什么是超過濾？P119 39.列舉并討論四類過濾器。P121 42.描述工藝氣體的過濾。P121

49.描述微環境，解釋為何這種環境在凈化間內改善了沾污控制。P125

53.描述RCA清洗工藝。P126

61.列出典型的硅片濕法清洗順序。什么是清洗槽？P127

第七章

1.什么是測量學？集成電路制造中測量學的目的是什么？P140

2.缺陷的定義。硅片缺陷密度是怎樣定義的？P140

6.半導體質量測量的定義。列出在集成電路制造中12種不同的質量測量。陳述使用不同質量測量的工藝。P142 10.解釋四探針法，并給出測方塊電阻四探針法的優點。P144-145

12.解釋等值線圖。P145

13.解釋橢偏儀的基本原理。用橢偏儀測薄膜厚度有哪些優點？P145-146

17.用X射線怎樣測薄膜厚度？XRF是什么的縮寫。什么是全反射XRF?P147

24.什么是亮場探測？什么是暗場探測？P151 28.解釋什么是每步每片上的顆粒數（PWP）。P153 29.哪些是硅片關鍵尺寸的主要測量工具。P154 30.解釋SEM的主要操作。P154

33.什么是套準精度？陳述并解釋測量套準精度的主要技術。P156

36.描述二次離子質譜儀（SMIS）。P160 38.解釋什么是原子加力顯微鏡。P162 41.解釋透射電子能顯微鏡。P163

43.描述聚焦離子束加工并解釋它的好處。P165

第八章

1．什么是工藝腔？它的五項功能是什么？P171 4．半導體制造業中的真空由有什么優點？P173 7．什么是平均自由程？為什么它很重要？P173 12．描述冷凝泵的原理，并解釋其過程。P176

16．列出氣流控制中4個基本的對工藝腔的要求。P178 19．質量流量計的原理是什么？P178

23．什么是等離子體？它對工藝腔有什么益處？P181

簡單的描述。P188-189

3．舉出在高溫設備中進行的5步工藝。P189 4．光刻的目的是什么？P189

11．舉出薄膜區用到的4種不同的設備和工藝。P191 13．列出典型的CMOS工藝的14個主要生產步驟。P192 17．離子注入后進行退火工藝的原因是什么？P194 19．什么是淺槽隔離？它取代了什么工藝？P194 25．輕摻雜漏（LDD）注入是如何減少溝道漏電流效應的？P197

26．解釋側墻的目的。P198 29．什么是局部互連？P200

31．什么是通孔？什么是鎢塞？P201

第十章

1．生長氧化層與淀積氧化層間的區別是什么？P210 3．熱預算的定義，解釋為什么其不受歡迎。P211

11．列出熱氧化物在硅片制造的6種用途，并給出各種用途的目的。不懂這題。

14．如果熱生長氧化層厚度為2000A，那么硅消耗多少？0

17．舉出氧化工藝中摻氯的兩個優點。P217 24．解釋晶體晶向對氧化物生長的影響。P218

27．LOCOS是什么，熱氧化中如何使用？鳥嘴效應是什么，為什么它不受歡迎？P220 28．解釋淺槽隔離（STI）。P220 32．什么是熱壁爐？P222

33．列出臥式爐和立式爐的五個性能因素，判斷哪種爐體是最適合的。P223

47．什么是快速熱處理（RTP）？相比于傳統爐其6大優點是什么？P228

第十一章

1． 什么是多層金屬化？它對芯片加工來說為什么是必

需的？P240

3． 解釋ILD層的作用。在芯片中，ILD-1層所在的位置

是哪里？P241

4． 什么是薄膜？列舉并描述可接受的薄膜的8個特征。

P242

5． 什么是深度比？為什么高深度比對ULSI器件很重

要？P243

6． 列舉并描述薄膜生長的三個階段。P244 7． 列舉淀積的5種主要技術。P245 8． 什么是CVD?P246

11．識別并描述CVD反應中的8個步驟。P247

20．為什么LPCVD較APCVD更普遍？描述LPCVD的工藝過程。P253

27．什么是PECVD?PECVD和LPCVD的主要差別是什么？P257

40．什么是外延？解釋自摻雜和外擴散。P267 41．列舉并討論外延的三種方法。P268

第十二章

9． 列出并討論引入銅金屬化的5大優點。P283

17．描述鎢塞填充，并討論它是怎樣被用于多層金屬化的？P289

18．為什么蒸發作為金屬淀積系統被取代？P290 30．在高級IC中，什么是產生鎢填充的典型方法？ 32．解釋銅電鍍的基本過程。P299

35．列出雙大馬士革金屬化過程的10個步驟。P302

第十三章

1． 什么是光刻？P310

2． 描述投影掩膜版和掩膜版的區別。P311 4，定義分辨率。P312

5．什么是套準精度？它對掩膜版的套準容差有什么作用？P313

6．討論工藝寬容度。P314

7．解釋負性和正性光刻的區別。P314 8．描述亮場掩膜版。P315 10．列出光刻的8個步驟，并對每一步做出簡要解釋。P316 14．HMDS是什么？起到什么作用？P317 17．給出硅片制造中光刻膠的兩種目的。P322 28．列出并描述I線光刻膠的4種成分。P325 29．負膠的兩大缺點是什么？P326

34．給出I線正膠具有良好分辨率的原因。P327 35．為什么I線光刻膠不能用在深紫外波長？P328 42．列出并描述旋轉涂膠的4個基本步驟。P330 45．描述邊圈去除。P333

46．陳述軟烘的4個原因。P333

第十四章

3． 步進光刻機的三個基本目標是什么？P342 7．列出并解釋兩種形式的光波干涉。什么是濾波器？P344 8．什么是電磁波譜，什么是UV范圍？P345

9．列出并描述光刻中使用的兩種UV曝光光源。P346 13．哪種激光器用做248nm的光源？193nm的光源是什么？P348

14．什么是空間想干？為什么在光刻中控制它？P348 24．什么是數值孔徑？陳述它的公式，包括近似公式。P353 26．列出并解釋硅片表面光反射引起的最主要的兩個問題。P354

27．什么是抗反射涂層，它是怎樣減小駐波的？P354 28．陳述分辨率公式。影響光刻分辨率的三個參數是什么？P358

30．計算掃描光刻機的分辨率，假設波長是248nm，NA是0.65，k是0.6。P358

31．給出焦深和焦面的定義。寫出計算焦深的公式。P359 35．解釋接觸光刻機。它使用掩膜還是投影掩膜？P360 36．解釋接近光刻機是怎樣工作的。它要解決什么問題？P361

37．解釋掃描投影光刻機是怎樣工作的。掃描投影光刻機努力解決什么問題？P361

38．解釋分步重復光刻機的基本功能。P363

39．光刻中采用步進掃描技術獲得了什么好處？P364

第十五章

1． 解釋光刻膠顯影，其目的是什么？P387第一段第一句 2． 為什么要對化學放大深紫外光刻膠進行后烘？簡述

去保護作用。P385

3． 為什么溫度均勻性對后烘很重要？P385

.5。簡述負膠顯影。負膠用于亞微米圖形的主要問題是什么？P386

6．為什么正膠是普遍使用的光刻膠？P88 9．最常用的正膠是指哪些光刻膠？P388 12．對化學放大深紫外光刻膠而言，PHS與顯影液之間是否發生了化學反應？P389

13．列舉兩種光刻膠顯影方法。P389 14．解釋連續噴霧顯影。P389 15．描述旋覆浸沒顯影。P390

17．解釋為什么要進行堅膜。P391 19．為什么要進行顯影后檢查？P392

21．列舉出下一代光刻技術中4種正在研究的光刻技術。P393

第十六章

1． 定義刻蝕，刻蝕的目的是什么？P404

2． 刻蝕工藝有哪兩種類型？簡要描述各類刻蝕工藝。

P405

3． 列出按資料分類的三種主要干法蝕刻。P405 4． 解釋有圖形和無圖形刻蝕的區別。P405 5． 列舉9個重要的刻蝕參數。P406

7．解釋負載效應以及它與刻蝕速率的關系。P406 10．什么是方向性？為什么在刻蝕中需要方向性？P407？（這個沒找到確切的答案）

12．定義選擇比。干法刻蝕有高的或低的選擇比？高選擇比意味著什么？描述并解釋選擇比公式。P409 13．什么是刻蝕均勻性？獲得均勻性刻蝕的難點是什么？解釋ARDE并討論它與刻蝕均勻性的關系。ARDE的另一個名字是什么？P409~410

14．討論刻蝕殘留物，他們為什么產生以及要怎樣去除？P410

16．什么刻蝕中的等離子體誘導損傷，以及這些損傷帶來

什么問題?P411 18．干法刻蝕的目的是什么？列舉干法刻蝕同濕法刻蝕相比具有的優點。干法刻蝕的不足之處是什么？P411

19．列舉在干法刻蝕中發生刻蝕反應的三種方法。P412 20．解釋發生刻蝕反應的化學機理和物理機理。P412 25．描述圓桶式等離子體刻蝕機。P414 26．描述平板反應器。P415

29．解釋離子束銑。他是用什么材料？P417 33．描述電子回旋共振。P419 37．什么是終點檢測？為什么在干法刻蝕中它是必需的？最常用的終點檢測類型是什么？P422

十七章

1、什么是摻雜？ P442

3、簡要描述熱擴散。P4434、簡要描述離子注入。P4435、請列舉用于硅片制造的5種常用雜質。

8、什么是結深？P44410、列舉并解釋擴散的三個步驟。P445

14、為什么雜質需要激活？P446

15、什么是雜質的固溶極限？P44616、解釋橫向擴散以及不希望有橫自擴散的原因。P447

21、給出離子注入機的概況、P44822、說明亞0.25微米工藝中摻雜的兩個主要目標。P448

23、列舉離子注入優于擴散的7點。P44924、離子注入的主要缺點是什么？如何克服？P450

27、什么是射程？解釋能量與射程之間的關系。P450

28、如果電荷數為1的正離子在電勢差200keV的電場中運動，它的能量是多少？P45029、列舉離子注入機的4種類型，并簡要描述。P451

32、描述注入過程中的兩種主要能量損失機制。P451

34、列舉離子注入設備的5個主要子系統。P45335、離子源的目的是什么？最常用的離子源材料是什么？0N P45339、質量分析器磁鐵的作用是什么？描述質量分析器的功能。P45540、加速管是怎樣增加粒子束能量的？P456

45、解釋離子束擴散和空間電荷中和。P458

46、形成中性離子束陷阱的原因是什么？P458

47、列舉并簡要解釋4種掃描系統。P45950、討論硅片充電、二次電子噴淋和等離子電子噴淋。P46053、退火的目是什么？高溫爐退火和RTA哪一個更優越？P46355、描述溝道效應。列舉并簡要解釋控制溝道效應的三種機制P464。

十八章

41、描述表面形貌，較高的芯片封裝密度會引起表面形貌的何種變化？ 4783、列舉和論述三種傳統的平坦化方法。4805、描述化學機械平坦化，CMP是在恩怨實現的平坦化的？4824、什么是平坦度？如果SHpre?10um,SHpost?1um，那么DP是多少？4835、解釋WIWNU和WTWNU之間的差別。484

6、列舉并解釋CMP的9個優點。484

7、列舉并解釋CMP的4個缺點。4848、敘述用于解釋CMP平坦化表面方式的兩種機理484

2、解釋金屬拋光的原理。48536、定義磨料。為什么磨料對CMP很重要？487

22、描述拋光墊。48823、解釋表面平滑。修正的目的是什么？488~~489

54、CMP中為什么需要終點檢測？49111、列舉并描述在CMP中用的兩種終點檢測類型。電機電流終點檢測，光學終點監測

36、CMP清洗的終點是什么？49340、列舉并簡單描述硅片制造中用到CMP的6個例子。495

十九章

1、定義硅片測試。硅片測試的目的是什么？ 506

2、列舉并描述IC生產過程中的5種不同電學測試。507

3、列出硅片制造過程中完成的兩種硅片級測試。507

6、在線參數測試的另一個名稱是什么？在線參數測試是直流測試還是交流測試？ 5097、列舉并解釋5個進行在線參數測試的理由。509

48、什么是劃片道監控？50949、列舉并解釋在線參數測試中要做的5種不同測試。51030、解釋硅片級可靠性。給出一個硅片級可靠性測試的例子。51216、列舉在線參數測試的4個主要子系統。512

31、列舉并解釋硅片挑選測試的目標。51517、列舉并描述硅片挑選測試中的三種典型電學測試。51651、列出影響硅片挑選測試的4個要素。519

41、列舉并描述三種成品率模型。523

17-607宿舍終結版

第三篇：半導體二極管技術教案

教學課時安排：

本章教學為半導體封裝固晶流程的實操課程，教學課時安排為4個課時，本實驗流程為：擴晶—刷銀膠—固晶—烘烤（以數碼管為例）；對于單顆引腳式半導體封裝的實驗流程為擴晶—點銀膠—固晶—烘烤。

教學目標：

根據教材的結構與內容分析，依據課程的教學要求，考慮到學生的之前所學的知識結構，在之前已經掌握半導體封裝基礎知識的課程下進一步了解LED封裝技術中的固晶的原理和作用。掌握手動固晶流程的擴晶、刷銀膠、固晶、烘烤等工序。實驗工具儀器;擴晶機、4寸擴晶環、顯微鏡、紅光芯片、0.5寸電路板、涂膠機、臺燈、刷子、銀膠、剪刀、攪拌玻璃棒、玻璃容器、固晶筆

教學實驗過程;1.先介紹擴晶工序流程：（第一課時）

(1)接入220v電源，打開氣管電源，打開擴晶機電源開關和溫控開關，將調溫器調至70°C左右（冬天調至80°左右）。

(2)過10分鐘待擴晶機升溫到預設溫度時，輕輕點動紅色按鈕將加熱盤（下汽缸）緩慢升到合適的高度（調節下汽缸定位螺母調整發熱盤最大升起的高度并保證高度一樣，不同的高度擴開的芯片的距離不一樣）將子環套在發熱盤上。

(3)將晶片膜放在發熱盤正中央，注意芯片朝上；將母環套于子環上。

(4)用壓晶模（上汽缸）將母環壓到加熱盤底，將擴好的芯片取出，再按下綠色按鈕使發熱盤回復原位。(5)用剪刀將露出子母環外膠紙割掉，再在膜上注明具體芯片規格及數量等。

2.然后介紹銀膠的解凍，（第二課時）

使用前一天，由冷凍柜改放冷藏室保存。從冷凍冰箱內取出銀膠，置于室溫下進行解凍（常溫25°C，濕度85%以下），小罐解凍時間在90分鐘以上。在介紹銀膠攪拌：銀膠回溫后開罐，再用玻璃棒或不銹鋼棒進行攪拌；攪拌方式自下而上全方位攪拌，時間10分鐘以上，攪拌速度不宜過快，以免空氣混入。

涂銀膠過程，將攪拌好的銀膠均勻涂在涂膠機工作槽上；然后將擴晶膜（芯片朝下）小心置于刷膠機夾具上，輕輕提起工作槽并用刷子同一方向刷擴晶膜，使銀膠涂于芯片上。注意銀膠高度為芯片高度的1/3。3.固晶（第三課時）

(1)將涂好銀膠擴晶好的芯片膜放在固晶的框架上，并用手將其按到底且保持水平。

(2)將待固晶的電路板平整固定在拖板支架上。(3)通過固晶座的四個螺釘調節好電路板與芯片間的距離。

(4)調節顯微鏡觀察到清晰的芯片像和電路板。(5)左手抓住拖板，右手持點晶筆，在顯微鏡下將芯片輕輕的固定在電路板相應的位置上。4.烘烤（第四課時）

(1)開啟烤箱電源總開關、加熱開關、計時開關、風機開關。

(2)設定溫度表至所需溫度（LED標準設定溫度為150°C）。

(3)當升溫完成后再將烤箱超溫保護調至所需溫度（LED超溫設定溫度為152°C左右）。(4)烤箱先進行空箱烘烤10分鐘除濕。

(5)將固晶好的電路板整齊粘在裝料鋼盤（鋼盤貼有雙面膠），烘烤時間為90分鐘（烤箱具有計時功能），其中前30分鐘銀膠基本硬化，后60分鐘保證結合度。必須一次性烤干，若有軟化、松動現象，為前一次未烤干，取出材料后空氣進入銀膠再次加溫膨脹導致結合度變差。烘干硬化后不能立即從烤箱中取出，應待其自然冷卻后再取出。

(6)材料進出烤箱時需正確填寫生產型號、數量、進出烤箱時間等。

教學總結

通過以上四個課時的實操學習，學生能掌握半導體封裝技術中的固晶的原理和作用。掌握手動固晶流程的擴晶、刷銀膠、固晶、烘烤四個重要工序流程。最后對本章實操過程的總結，說明實驗中遇到問題及解決方法，最后布置實驗報告要求，總結學生實驗報告。

第四篇：現代教育技術課件——半導體基礎知識教案

《半導體基礎知識》說課稿

尊敬的各位評委、各位老師：

大家好！今天我說課的內容是《模擬電子技術基礎》第一章第1課時的《半導體基礎知識》。下面我將從以下六個方面對本節課的設計加以闡述：

一、說教材的地位與作用

半導體是模擬電路的的主要內容，在模擬電子技術占有重要的地位。半導體技術應用廣泛，衍生出很多半導體材料，其中半導體二極管，三極管為模擬電子技術基礎的重點，所以本章節為本書籍的最底層，最基礎的部分。同時，本章節也讓同學認識到模擬電子技術的最原始的理論。

二、教學目標的確定及依據

根據教學大綱要求，結合教材，考慮到學生已有的認知結構心理特征，我制定了如下的教學目標：

(1)知識目標：認識什么是半導體，半導體的材料物理特性，電特性等概念。(2)能力目標：通過類比，讓同學們認識到空穴，電子等概念，半導體的工作原理。

(3)情感目標：通過圖解法與等效電路法的對比，使學生體驗到兩種方法能化難為簡美妙之處，調動學生學習數學的積極性。

三、教學重點與難點

重點：

1、PN結的單向導電性；

2、PN結的伏安特性； 難點：

1、半導體的導電機理:兩種載流子參與導電；

2、摻雜半導體中的多子和少子

3、PN結的形成；

四、教學組織過程

本講宜教師講授。用多媒體演示半導體的結構、導電機理、PN結的形成過程及其伏安特性等，便于學生理解和掌握。

五、主要內容

1、半導體及其導電性能

根據物體的導電能力的不同，電工材料可分為三類：導體、半導體和絕緣體。半導體可以定義為導電性能介于導體和絕緣體之間的電工材料，半導體的電阻率為10-3～10-9 ??cm。典型的半導體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。

半導體的導電能力在不同的條件下有很大的差別：當受外界熱和光的作用時，它的導電能力明顯變化；往純凈的半導體中摻入某些特定的雜質元素時，會使它的導電能力具有可控性；這些特殊的性質決定了半導體可以制成各種器件。

2、本征半導體的結構及其導電性能

本征半導體是純凈的、沒有結構缺陷的半導體單晶。制造半導體器件的半導體材料的純度要達到99.9999999%，常稱為“九個9”，它在物理結構上為共價鍵、呈單晶體形態。在熱力學溫度零度和沒有外界激發時,本征半導體不導電。

3、半導體的本征激發與復合現象

當導體處于熱力學溫度0 K時，導體中沒有自由電子。當溫度升高或受到光的照射時，價電子能量增高，有的價電子可以掙脫原子核的束縛而參與導電，成為自由電子。這一現象稱為本征激發（也稱熱激發）。因熱激發而出現的自由電子和空穴是同時成對出現的，稱為電子空穴對。

游離的部分自由電子也可能回到空穴中去，稱為復合。

在一定溫度下本征激發和復合會達到動態平衡，此時，載流子濃度一定，且自由電子數和空穴數相等。

4、半導體的導電機理

自由電子的定向運動形成了電子電流，空穴的定向運動也可形成空穴電流，因此，在半導體中有自由電子和空穴兩種承載電流的粒子（即載流子），這是半導體的特殊性質。空穴導電的實質是:相鄰原子中的價電子（共價鍵中的束縛電子）依次填補空穴而形成電流。由于電子帶負電，而電子的運動與空穴的運動方向相反，因此認為空穴帶正電。

5、雜質半導體

摻入雜質的本征半導體稱為雜質半導體。雜質半導體是半導體器件的基本材料。在本征半導體中摻入五價元素（如磷），就形成N型（電子型）半導體；摻入三價元素（如硼、鎵、銦等）就形成P型（空穴型）半導體。雜質半導體的導電性能與其摻雜濃度和溫度有關，摻雜濃度越大、溫度越高，其導電能力越強。在N型半導體中，電子是多數載流子，空穴是少數載流子。多子（自由電子）的數量＝正離子數＋少子（空穴）的數量 在P型半導體中，空穴是多數載流子，電子是少數載流子。多子（空穴）的數量＝負離子數＋少子（自由電子）的數量

6、PN結的形成及其單向導電性

半導體中的載流子有兩種有序運動：載流子在濃度差作用下的擴散運動和電場作用下的漂移運動。同一塊半導體單晶上形成P型和N型半導體區域，在這兩個區域的交界處，當多子擴散與少子漂移達到動態平衡時，空間電荷區（亦稱為耗盡層或勢壘區）的寬度基本上穩定下來，PN結就形成了。

當P區的電位高于N區的電位時，稱為加正向電壓（或稱為正向偏置），此時，PN結導通，呈現低電阻，流過mA級電流，相當于開關閉合；

當N區的電位高于P區的電位時，稱為加反向電壓（或稱為反向偏置），此時，PN結截止，呈現高電阻，流過μA級電流，相當于開關斷開。

PN結是半導體的基本結構單元，其基本特性是單向導電性：即當外加電壓極性不同時，PN結表現出截然不同的導電性能。

PN結加正向電壓時，呈現低電阻，具有較大的正向擴散電流；PN結加反向電壓時，呈現高電阻，具有很小的反向漂移電流。這正是PN結具有單向導電性的具體表現。

7、PN結伏安特性

?uUT?i?IS?e?1???結伏安特性方程：PN

UT式中：Is為反向飽和電流；UT為溫度電壓當量，當T＝300K時，≈26mV

u當u＞0且u >>UT時，i?ISeUT，伏安特性呈非線性指數規律 ；，電流基本與u無關；由此亦可說明當u＜0且︱u︱>>UT時，PN結具有單向導電性能。

i??IS?0PN結的反向擊穿特性：當PN結的反向電壓增大到一定值時，反向電流隨電壓數值的增加而急劇增大。PN結的反向擊穿有兩類：齊納擊穿和雪崩擊穿。無論發生哪種擊穿，若對其電流不加以限制，都可能造成PN結的永久性損壞。

8、PN結溫度特性

當溫度升高時，PN結的反向電流增大，正向導通電壓減小。這也是半導體器件熱穩定性差的主要原因。

9、PN結電容效應

PN結具有一定的電容效應，它由兩方面的因素決定:一是勢壘電容CB，二是擴散電容CD，它們均為非線性電容。

勢壘電容是耗盡層變化所等效的電容。勢壘電容與PN結的面積、空間電荷區的寬度和外加電壓等因素有關。

擴散電容是擴散區內電荷的積累和釋放所等效的電容。擴散電容與PN結正向電流和溫度等因素有關。

PN結電容由勢壘電容和擴散電容組成。PN結正向偏置時，以擴散電容為主；反向偏置時以勢壘電容為主。只有在信號頻率較高時，才考慮結電容的作用。

六、課堂小結

引導學生進行知識回顧，使學生對本節課有一個整體把握．從兩方面進行小結：

(1)認識半導體的工作原理；(2)掌握半導體的PN節特性；

七、課外作業

第五篇：現代測試技術

《現代測試技術》

課程考核論文

學院：xxxxxxxxxxxxxxxxx

姓名：XXX班級：xxxx 學號：xxxxxxxxxxxxxx

摘要：CCD，英文全稱：Charge-coupled Device，中文全稱：電荷耦合元件。可以稱為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導體器件，能夠把光學影像轉化為數字信號。CCD上植入的微小光敏物質稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素數越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把光信號轉換成電荷信號。CCD上有許多排列整齊的光電二極管，能感應光線，并將光信號轉變成電信號，經外部采樣放大及模數轉換電路轉換成數字圖像信號。關鍵字：電信號、圖像信號、相機、攝像機。

該傳感器的工作原理

構成CCD的基本單元是MOS（金屬－氧化物－半導體）結構。CCD的基本功能是電荷的存儲和電荷的轉移。工作時，需要在金屬柵極上加一定的偏壓，形成勢阱以容納電荷，電荷的多少與光強成線性關系。電荷讀出時，在一定相位關系的移位脈沖作用下，從一個位置移動到下一個位置，直到移出CCD，經過電荷ˉ電壓變換，轉換為模擬信號。由于在CCD中每個像元的勢阱所容納電荷的能力是有一定限制的，所以如果光照太強，一旦電荷填滿勢阱，電子將產生“溢出”現象。另外，在電荷讀出時，由于它是從一個位置到下一個位置的電荷轉移過程，所以存在電荷的轉移效率和轉移損失問題

電荷耦合攝像器件（CCD）的突出特點是以電荷為信號載體。它的功能是接受存儲模擬電荷信號，并將它逐級轉移（并存儲）輸送到輸出端。其基本工作過程主要是信號電荷的產生、存儲、轉移和檢測，因此實際上相當于一個模擬移位存儲器。主要有信息處理用延遲線、存儲器和光電攝像器件三個方向應用

CCD有表面（溝道）CCD（SCCD）和埋溝CCD（BCCD）兩種基本類型。作為圖像傳感器用攝像器件還另外具有光敏元陣列和轉移柵，以進行光電轉移，并將光電轉換的信號電荷轉移到CCD轉移電極下。

該傳感器的的測量的物理量及范圍

線型CCD即CCD的感光元件排列在一條直線上。它成像方式是CCD在光學系統成像所在的焦平面上垂直掃過，地到一幅完整的影像。傳統的掃描儀都使用這種類型的CCD，因此我們又稱它為掃描型CCD。線性CCD的這種工作方式決定了

2它得到一幅完整的影像需要很長的時間，即嚗光時間很長。自然它就無法用于拍攝動態的物體，另外在嚗光過程中需要一致的光線環境，它也不支持閃光拍攝。雖然有如此重大的缺陷，但線性CCD的感光元件可以做到很高的線密度，這樣用線性CCD可以得到極高像素數量的影像，因此它仍然被用于數碼相機，拍攝需要超高分辨率的靜物影像。典型的例子是Agfa的StudioCam相機，它用三條線性CCD分別感應紅藍綠三色光，每條3648像素，色彩灰度為12位，可得到1640萬像素分辨率高達4500*3648的圖象，最終的影像容量高達50-100MB。其預掃描時間需要12秒，每一線依精度需要1/15-1/200秒。

面型CCD 又稱全幅式CCD,陣列型CCD。面型CCD的嚗光方式有以下三種。1．單CCD芯片三次嚗光：即通過三色濾鏡輪盤分別將紅藍綠三色光投射在CCD上，三次采集后合成得到影像。這種方式得到的影像質量很高，但三次嚗光，不能用于拍攝動態影像。

2．三CCD一次嚗光：三個CCD芯片，分別感應紅綠藍三色光（或其中兩片感應綠色光，另一片感應紅藍光），自然光通過分光棱鏡系統將三色光分別投影在CCD上，一次嚗光得到完整影像。這種方式得到的影像質量和單芯片三次嚗光一樣，而一次嚗光可拍攝動態影像.缺點是三CCD的成本很高，分光棱鏡的制作技術難度也很大。

3.單CCD芯片一次嚗光：CCD上組合排列感應三種色光的像素，一次嚗光后得到影像，由于人眼對綠色最為敏感，通常CCD上的感綠色像素最多。這種方式的影像質量最低，但受成本的限制和對動態影像的拍攝要求，市面上主流產品大都采用單CCD芯片一次嚗光。

CCD-CCD原理

說到CCD的尺寸，其實是說感光器件的面積大小，這里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面積大小，CCD/CMOS面積越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。CCD/CMOS是數碼相機用來感光成像的部件，相當于光學傳統相機中的膠卷。

CCD上感光組件的表面具有儲存電荷的能力，并以矩陣的方式排列。當其表面感受到光線時，會將電荷反應在組件上，整個CCD上的所有感光組件所產生的信號，就構成了一個完整的畫面

該傳感器的對測量某一物理量的具體應用

CCD圖像傳感器可直接將光學信號轉換為模擬電流信號，電流信號經過放大和模數轉換，實現圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復現。CCD一般可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。線陣CCD將CCD內部電極分成數組，并施加同樣的時鐘脈沖，以滿足不同場合的應用。面陣CCD較線陣CCD結構更為復雜，由很多光敏區排列成一個方陣并以一定的形式連接成一個器件，以獲取大量信息，完成復雜圖像的處理。

一般考察CCD質量性能，可以對其不同參數進行考慮。包括CCD的光譜靈敏度、暗電流與噪聲、轉移效率和轉移損失率、時鐘頻率的上、下限、動態范圍、非均勻性、非線性度、時間常數、CCD芯片像素缺陷等。

CCD圖像傳感器一般體積較小，功耗也較低，因此適應于各類電子產品而不會占用太大空間。同時CCD靈敏度高、噪聲低、動態范圍大、響應速度快、像素集成度高、尺寸精確等，都讓它的應用得到普及。

含格狀排列像素的CCD應用于數碼相機、光學掃瞄儀與攝影機的感光元件。經冷凍的CCD亦廣泛應用于天文攝影與各種夜視裝置，而各大型天文臺亦不斷研發高像數CCD以拍攝極高解像之天體照片。CCD能使固定式的望遠鏡發揮有如帶追蹤望遠鏡的功能，讓CCD上電荷讀取和移動的方向與天體運行方向一致，速度也同步，以CCD導星不僅能使望遠鏡有效糾正追蹤誤差，還能使望遠鏡記錄到比原來更大的視場。一般的CCD大多能感應紅外線，所以衍生出紅外線影像、夜視裝置、零照度（或趨近零照度）攝影機/照相機等

該傳感器的技術指標及參考價格、可能的生產廠家 1.光譜靈敏度

CCD的光譜靈敏度取決于量子效率、波長、積分時間等參數。量子效率表征CCD芯片對不同波長光信號的光電轉換本領。不同工藝制成的CCD芯片，其量子效率不同。靈敏度還與光照方式有關，背照CCD的量子效率高，光譜響應曲線無起伏，正照CCD由于反射和吸收損失，光譜響應曲線上存在若干個峰和谷。

2.CCD的暗電流與噪聲

CCD暗電流是內部熱激勵載流子造成的。CCD在低幀頻工作時，可以幾秒或幾千秒的累積（曝光）時間來采集低亮度圖像，如果曝光時間較長，暗電流會在

4光電子形成之前將勢阱填滿熱電子。由于晶格點陣的缺陷，不同像素的暗電流可能差別很大。在曝光時間較長的圖像上，會產生一個星空狀的固定噪聲圖案。這種效應是因為少數像素具有反常的較大暗電流，一般可在記錄后從圖像中減去，除非暗電流已使勢阱中的電子達到飽和。

晶格點陣的缺陷產生不能收集光電子的死像素。由于電荷在移出芯片的途中要穿過像素，一個死像素就會導致一整列中的全部或部分像素無效；過渡曝光會使過剩的光電子蔓延到相鄰像素，導致圖像擴散性模糊。

3.轉移效率和轉移損失率

電荷包從一個勢阱向另一個勢阱轉移時，需要一個過程。像素中的電荷在離開芯片之前要在勢阱間移動上千次或更多，這要求電荷轉移效率極其高，否則光電子的有效數目會在讀出過程中損失嚴重。

引起電荷轉移不完全的主要原因是表面態對電子的俘獲，轉移損失造成信號退化。采用“胖零”技術可減少這種損耗。

4.時鐘頻率的上、下限

下限取決于非平衡載流子的平均壽命，上限取決于電荷包轉移的損失率，即電荷包的轉移要有足夠的時間。

5.動態范圍

表征同一幅圖像中最強但未飽和點與最弱點強度的比值。數字圖像一般用DN表示。

6.非均勻性

表征CCD芯片全部像素對同一波長、同一強度信號響應能力的不一致性。

7.非線性度

表征CCD芯片對于同一波長的輸入信號，其輸出信號強度與輸入信號強度比例變化的不一致性。

8.時間常數

表征探測器響應速度，也表示探測器響應的調制輻射能力。時間常數與光導和光伏探測器中的自由載流子壽命有關。

9.CCD芯片像素缺陷

a.像素缺陷：對于在50%線性范圍的照明，若像素響應與其相鄰像素偏差超過30%，則為像素缺陷。

b.簇缺陷：在3*3像素的范圍內，缺陷數超過5個像素。

c.列缺陷：在1*12的范圍內，列的缺陷超過8個像素。

d.行缺陷：在一組水平像素內，行的缺陷超過8個像素

價格：600~800元之間

生產廠家：索尼、尼康

優缺點

優點：CCD制造工藝較復雜，成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準確一般是顏色好，缺點：費電，曝光時間長的時候溫升大，噪點相對嚴重，最重要的是大規格的成品率低，成本高

針對缺點有何改進措施

1)圍繞空間CCD相機的設計技術要求,本文在相機的結構設計過程中完成了以下工作:(a)通過對星載空間相機常用材料的性能分析比較,合理地完成部件結構的材料選擇,為達到輕量化的設計要求奠定基礎;(b)應用有限元分析方法,對相機關鍵部件——主鏡筒和支架進行了優化設計;2)在該相機精確CAD模型的基礎上,對CCD相機進行了簡化造型。利用簡化后的模型建立了整機的有限元模型,完成了該相機結構動態特性分析計算

參考文獻

[1].曾光奇.工程測試技術基礎.武漢：華中科技大學出版社.2002.36