ST意法半导体芯片替换方案

ST意法半导体芯片替换方案

特瑞仕作为电源用模拟IC的专业集团，使用控制微小电流的模拟技术来满足客户的需求。只有拥有高功率电源产品的特瑞仕半导体，才能以从电压检测器、电压调整器、DC/DC转换器、温度传感器、功率MOSFET、到肖特基二极管等充实的产品种类，去满足顾客的要求.

意法半导体(ST)

ROM，提高了产品制造的灵活性，缩短了从设计到制造的准备时间，同时90nm 技术还提高了成本效益。 新的ST21F系列产品使卡制造商能够对飞速变化的手机市场需求做出快速的注重成本效益的反应，然后在制造工序的智能卡个性化阶段自定义应用程序，用一个产品解决多家移动通信网络运营商(MNOs)的要求。因为与一个特定的运营商无关，所以新产品降低了供应链的风险和复杂性。 ST21F384的内核是一个8/16位CPU，线性寻址宽度16MB，典型工作频率21MHz。芯片内置7KB用户RAM存储器，以及128字节页面的384KB闪存，耐擦写能力与早期安全微控制器的EEPROM存储器相当。电流消耗完全符合2G和3G的电源规格，达到了(U)SIM的应用要求。该微控制器含有一个硬件DES (数据加密标准)加速器和用户可以访问的CRC (循环冗余代码)计算模块。 如果采用了这个闪存安全型微控制器，卡制造商将能够缩短在整个制造工序中从设计到投产的准备时间，验证卡上的操作系统（OS）和向运营商提供样片所需的时间会更短。因为可以库存没有编程的空白芯片，所以新产品还有助于缩短产品的量产周期，同时还会大幅度缩短操作功能升级和实现新的MNO要求所需的周期。 由于应用程序保存在闪存内，卡制造商无需再支付ROM掩模成本；此外，因为只需实现最终客户需要的功能，而不必设计一个标准解决方案，应用软件本身可以写得更小。ST的片上闪存装载器提供一个成本低廉的操作系统装载功能。 ST21F384的样片现已上市，定于2007年12月量产。ST的封装能力在业界堪称独一无二，其智能卡IC有两种封装形式：切割过的晶片和先进微型模块，其中模块的集成度和安全性都非常出色。 ST21F384产品分为切割过的晶片或没切割过的晶片，模块封装分为6触点（D17）和8触点（D95）两个规格，符合欧洲RoHS环保标准，触点排列符合ISO 7816-2标准。订购100000颗晶片，每颗0.45美元。

霍尔效应实验报告98010

霍尔效应与应用设计 摘要：随着半导体物理学的迅速发展，霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。本文主要通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。 关键词：霍尔系数，电导率，载流子浓度。 一．引言 【实验背景】 置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，称为霍尔效应。 如今，霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且随着电子技术的发展，利用该效应制成的霍尔器件，由于结构简单、频率响应宽（高达10GHz ）、寿命长、可靠性高等优点，已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。 【实验目的】 1． 通过实验掌握霍尔效应基本原理，了解霍尔元件的基本结构； 2． 学会测量半导体材料的霍尔系数、电导率、迁移率等参数的实验方法和技术； 3． 学会用“对称测量法”消除副效应所产生的系统误差的实验方法。 4． 学习利用霍尔效应测量磁感应强度B 及磁场分布。 二、实验内容与数据处理 【实验原理】 一、霍尔效应原理 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。如图1所示。当载流子所受的横电场力与洛仑兹力相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有 B e eE H v = 其中E H 称为霍尔电场，v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。设试样的宽度为b ， ? a

厚度为d ，载流子浓度为n ，则 bd ne t lbde n t q I S v =??=??= d B I R d B I ne b E V S H S H H =?= ?=1 比例系数R H =1/ne 称为霍尔系数。 1． 由R H 的符号（或霍尔电压的正负）判断样品的导电类型。 2． 由R H 求载流子浓度n ，即 e R n H ?= 1 （4） 3． 结合电导率的测量，求载流子的迁移率μ。 电导率σ与载流子浓度n 以及迁移率μ之间有如下关系 μσne = （5） 即σμ?=H R ，测出σ值即可求μ。 电导率σ可以通过在零磁场下，测量B 、C 电极间的电位差为V BC ，由下式求得σ。 S L V I BC BC s ?= σ（6） 二、实验中的副效应及其消除方法： 在产生霍尔效应的同时，因伴随着多种副效应，以致实验测得的霍尔电极A 、A′之间的电压为V H 与各副效应电压的叠加值，因此必须设法消除。 （1）不等势电压降V 0 如图2所示，由于测量霍尔电压的A 、A′两电极不可能绝对对称地焊在霍尔片的两侧，位置不在一个理想的等势面上，Vo 可以通过改变Is 的方向予以消除。 （2）爱廷豪森效应—热电效应引起的附加电压V E 构成电流的载流子速度不同，又因速度大的载流子的能量大,所以速度大的粒子聚集的一侧温度高于另一侧。电极和半导体之间形成温差电偶,这一温差产生温差电动势V E ，如果采用交流电，则由于交流变化快使得爱延好森效应来不及建立，可以减小测量误差。 （3）能斯托效应—热磁效应直接引起的附加电压V N

意法半导体发布迄今性能最强的电视系统芯片

意法半导体发布迄今性能最强的电视系统芯片 横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商、全球领先的数字 电视及机顶盒芯片提供商意法半导体(STMicroelectronics，简称ST)将在2012 中国国际广播电视信息网络展览会(CCBN)上展出Newman 电视系统芯片(System-on-Chip，SoC)系列的首款产品。新系列产品是意法半导体的业界领先的电视广播互联网服务多功能电视平台的一部分。代号为Newman Ultra 的新产品FLI7680 拥有市场上无与伦比的性能，亦代表了智能电视(Smart TV)系统芯片技术水平的一次巨大飞跃。 随着高价值内容不断演进，除第一代电视广播宽带上网综合服务外，电 视还需要支持全新的增值服务和产业生态系统，例如Google TV。Newman Ultra 系统架构具有市场领先的性能，让电视应用程序具有令人惊喜的反应速度，同时拥有极其出色的视频解码功能，远超市场同类产品。有了这款芯片，消费 者只需通过一台智能电视机即可播放多种视频源，运行大量应用软件。 意法半导体WAVE 产品部总经理Luigi Mantellassi 表示：随着智能电视的概念正在快速演进，对处理性能、功能集成度、设计灵活性和数据安全的要 求不断提高。凭借我们在全球市场的领先地位和机顶盒软件开发能力，Newman Ultra 系统芯片让我们的客户能够扩大品牌价值，研制一个集传统电视广播、视频点播(Video on Demand，VOD)、游戏以及社交网络于一体的终极娱乐平台。 在优化平板电视技术的同时，Newman Ultra 还将继续使用Faroudja 品牌的音视频处理创新技术，为消费者带来无与伦比的视听盛宴。从大屏幕投影影院，到4Kx2K 3D 大屏幕，Faroudja 仍然是市场公认的高品质标杆。

半导体集成电路习题及答案

第1章 集成电路的基本制造工艺 1.6 一般TTL 集成电路与集成运算放大器电路在选择外延层电阻率上有何区别?为什么? 答：集成运算放大器电路的外延层电阻率比一般TTL 集成电路的外延层电阻率高。 第2章 集成电路中的晶体管及其寄生效应 复 习 思 考 题 2.2 利用截锥体电阻公式，计算TTL “与非”门输出管的CS r 2.2 所示。 提示：先求截锥体的高度 up BL epi mc jc epi T x x T T -----= 然后利用公式： b a a b WL T r c -? = /ln 1ρ ， 2 1 2?? =--BL C E BL S C W L R r b a a b WL T r c -? = /ln 3ρ 321C C C CS r r r r ++= 注意：在计算W 、L 时, 应考虑横向扩散。 2.3 伴随一个横向PNP 器件产生两个寄生的PNP 晶体管，试问当横向PNP 器件在4种可能 的偏置情况下，哪一种偏置会使得寄生晶体管的影响最大? 答：当横向PNP 管处于饱和状态时，会使得寄生晶体管的影响最大。 2.8 试设计一个单基极、单发射极和单集电极的输出晶体管，要求其在20mA 的电流负载下 ，OL V ≤0.4V ，请在坐标纸上放大500倍画出其版图。给出设计条件如下： 答： 解题思路 ⑴由0I 、α求有效发射区周长Eeff L ； ⑵由设计条件画图 ①先画发射区引线孔； ②由孔四边各距A D 画出发射区扩散孔； ③由A D 先画出基区扩散孔的三边； ④由B E D -画出基区引线孔； ⑤由A D 画出基区扩散孔的另一边；

⑥由A D 先画出外延岛的三边； ⑦由C B D -画出集电极接触孔； ⑧由A D 画出外延岛的另一边； ⑨由I d 画出隔离槽的四周； ⑩验证所画晶体管的CS r 是否满足V V OL 4.0≤的条件，若不满足，则要对所作 的图进行修正，直至满足V V OL 4.0≤的条件。（CS C OL r I V V 00 ES += 及己知 V V C 05.00ES =） 第3章 集成电路中的无源元件 复 习 思 考 题 3.3 设计一个4k Ω的基区扩散电阻及其版图。 试求： (1) 可取的电阻最小线宽min R W =?你取多少? 答：12μm (2) 粗估一下电阻长度，根据隔离框面积该电阻至少要几个弯头? 答：一个弯头 第4章 晶体管 (TTL)电路 复 习 思 考 题 4.4 某个TTL 与非门的输出低电平测试结果为 OL V =1V 。试问这个器件合格吗?上 机使用时有什么问题? 答：不合格。 4.5 试分析图题4.5所示STTL 电路在导通态和截止态时各节点的电压和电流，假定各管的 β=20, BEF V 和一般NPN 管相同， BCF V =0.55V , CES V =0.4～0.5V , 1 CES V =0.1～0.2V 。 答：（1）导通态（输出为低电平） V V B 1.21= ， V V B 55.12= ，V V B 2.13= ，V V B 5.04= ，V V B 8.05= ，

霍尔效应实验方法

实验: 霍尔效应与应用设计 [教学目标] 1. 通过实验掌握霍尔效应基本原理，了解霍尔元件的基本结构； 2. 学会测量半导体材料的霍尔系数的实验方法和技术； 3. 学会用“对称测量法”消除副效应所产生的系统误差的实验方法。 [实验仪器] 1.TH －H 型霍尔效应实验仪，主要由规格为>2500GS/A 电磁铁、N 型半导体硅单晶切薄片式样、样品架、I S 和I M 换向开关、V H 和V σ（即V AC ）测量选择开关组成。 2.TH －H 型霍尔效应测试仪，主要由样品工作电流源、励磁电流源和直流数字毫伏表组成。 [教学重点] 1． 霍尔效应基本原理； 2． 测量半导体材料的霍尔系数的实验方法； 3． “对称测量法”消除副效应所产生的系统误差的实验方法。 [教学难点] 1． 霍尔效应基本原理及霍尔电压结论的电磁学解释与推导； 2． 各种副效应来源、性质及消除或减小的实验方法； 3． 用最小二乘法处理相关数据得出结论。 [教学过程] （一）讲授内容： (1)霍尔效应的发现： 1879，霍尔在研究关于载流导体在磁场中的受力性质时发现： “电流通过金属，在磁场作用下产生横向电动势” 。这种效应被称为霍尔效应。 结论：d B I ne V S H ?=1 (2)霍尔效应的解释： 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。当载

流子所受的横电场力H e eE f =与洛仑兹力evB f m =相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡， B e eE H v = （1） bd ne I S v = （2） 由 （1）、（2）两式可得： d B I R d B I ne b E V S H S H H =?= ?=1 （3） 比例系数ne R H 1=称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数， (3) 霍尔效应在理论研究方面的进展 1、量子霍尔效应(Quantum Hall Effect) 1980年，德国物理学家冯?克利青观察到在超强磁场（18T ）和极低 温(1.5K ）条件下,霍尔电压 UH 与B 之间的关系不再是线性的，出现一 系列量子化平台。 量子霍尔电阻 获1985年诺贝尔物理学奖！ 2、分数量子霍尔效应 1、1982年，美国AT&T 贝尔实验室的崔琦和 斯特默发现：“极纯的半导体材料在超低温(0.5K) 和超强磁场(25T)下，一种以分数形态出现的量子电 阻平台”。 2、1983 年，同实验室的劳克林提出准粒子理 论模型，解释这一现象。 获1998年诺贝尔物理学奖 i e h I U R H H H 1 2?==3,2,1=i

《半导体集成电路》考试题目及参考答案(DOC)

第一部分考试试题 第0章绪论 1.什么叫半导体集成电路？ 2.按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写出它们对应的英文缩写？ 3.按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？ 4.按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类？ 5.什么是特征尺寸？它对集成电路工艺有何影响？ 6.名词解释：集成度、wafer size、die size、摩尔定律？ 第1章集成电路的基本制造工艺 1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用？ 2.在制作晶体管的时候，衬底材料电阻率的选取对器件有何影响？。 3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤？ 4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤？ 5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足？ 6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点？并请提出改进方法。 7. 请画出NPN晶体管的版图，并且标注各层掺杂区域类型。 8.请画出CMOS反相器的版图，并标注各层掺杂类型和输入输出端子。 第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应 1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略？。 2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应？ 3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应？ 4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应，其对晶体管有什么影响? 5. 消除“Latch-up”效应的方法？ 6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应？ 7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应？ 第3章集成电路中的无源元件 1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些？ 2.集成电路中常用的电容有哪些。 3. 为什么基区薄层电阻需要修正。 4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。 5. 运用基区扩散电阻，设计一个方块电阻200欧，阻值为1K的电阻，已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。 第4章TTL电路 1.名词解释

实验三半导体的霍尔效应

实验三半导体的霍尔效应 置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产 生一附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于 1879年发现的，后被称为霍 尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段， 而且利用该效应制成的 霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、 自动控制和信息处理等方面。 在工业生产要求自动检 测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件， 将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实 用性的实验，对日后的工作将有益处。 、实验目的 1?了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。 .学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量试样的 .确定载流子浓度以及迁移率。 实验仪器 霍尔效应实验组合仪。 实验原理 图1.1霍尔效应实验原理示意图 a ）载流子为电子（N 型） b ）载流子为空穴（P 型） 1.霍尔效应 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。 当带电 粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中， 这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正 若在X 方向通以电流Is ，在Z 方向加磁场B ，则在丫方向即试样A-A / 电极两侧就开始聚 集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图 1.1 （a ）所 V H-I S > V H I M 曲线。 负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场 E H 。如图1.1所示的半导体试样, b a

V H I 1°8 R H = |S B 8 上式中的1°是由于磁感应强度 B 用电磁单位（高斯）而其它各量均采用 CGS 实用单位而 引入。 率之间有如下关系: (1-5) 示的N 型试样，霍尔电场逆 丫方向，（b ）的P 型试样则沿丫方向。即有 （N 型） （P 型） E H (Y) 0 E H (Y) 0 显然，霍尔电场 洛仑兹力 evB 相等, E H 是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力 eE H 与 样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故 eE H eVB (1-1) E H 为霍尔电场， b,厚度为d ，载流子浓度为 I S nevbd 其中 设试样的宽为 v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。 n ，则 (1-2) 由(1-1 )、( 1-2 ) 两式可得: V H E H b 丄上B ne d (1-3) 即霍尔电压 V H （A 、A 电极之间的电压） 'S B 乘积成正比与试样厚度 d 成反比。 比例系数 R H 丄 ne 称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。 只要测出 V H （伏）以及知道 I S （安）、B （高斯）和d （厘米）可按下式计算 R H （厘米2 3 /库仑）： (1-4) V A 'A °，即点A 点电位高于点 A'的电位，则R H n （2）由F H 求载流子浓度n 。即 1 R H ?。应该指出，这个关系式是假定所有载流子 都具有相同的漂移速度得到的，严格一点，如果考虑载流子的速度统计分布，需引入 修正因子（可参阅黄昆、谢希德著《半导体物理学》 （3）结合电导率的测量，求载流子的迁移率 。电导率 与载流子浓度 3 8的 n 以及迁移 ne

意法ST系列芯片型号

ST(意法半导体)提供全系列具备各种外设的稳定型8位单片机以及高性能32位ARM芯片。ST系列单片机的8位ST6系列一直以来都是面向简单强劲的成本敏感型应用的安全并受到广泛欢迎的选择，其中包括家庭应用、数字消费类设备和电机控制。ST6器件采用16引脚到28引脚封装，内部集成了1到4KB的OTP(一次性可编程)或ROM存储器。 ST62E系列单片机： ST62E01, ST62E01C, ST62E01CF1, ST62E10, ST62E18, ST62E18C, ST62E18CF1, ST62E20, ST62E20B, ST62E20C, ST62E20CF1, ST62E25, ST62E25C, ST62E25CF1, ST62E28CF1, ST62E28C6, ST62E30B, ST62E30BF1, ST62E32BF1, ST62E40BG1, ST62E42BG1, ST62E46BG1, ST62E60B, ST62E60C, ST62E62CF1, ST62E62B, ST62E62C, ST62E65B, ST62E65C, ST62E65CF1, ST62E80B, ST62E80BG1, ST62E85BG1； ST62T系列单片机： ST62T00, ST62T01, ST62T03, ST62T08, ST62T09, ST62T10, ST62T15, ST62T18, ST62T20, ST62T25, ST62T28, ST62T30, ST62T32, ST62T40, ST62T42, ST62T46, ST62T52, ST62T53, ST62T55, ST62T60, ST62T62, ST62T63, ST62T65, ST62T80, ST62T85； ST62系列单片机：ST6200C, ST6201C, ST6203C, ST6210C, ST6220C, ST6225C, ST6260C, ST6262C, ST6265C； ST63E系列：ST63E73 …… ST7系列单片机解密： ST7FOXF1, ST7FOXK1, ST7FOXK2, ST7FOXA0； ST7LITE0, ST7LITE2, ST7LITE49K2, ST7LITE39F2, ST7LITE30F2, ST7LITE35F2, ST7LITE49M, ST7LITE1xB, ST7LITEU09, ST7LITEU05, ST7LITEUS5, ST7LITEUS2； ST72260G, ST72262G, ST72264G, ST72321, ST7232A, ST72321B, ST72321M, ST72325, ST72323, ST72323L, ST72340, ST72344, ST72345, ST72324B, ST72324BL, ST72361, ST72521B, ST72561, ST7260, ST7263B, ST7265, ST7267R8, ST7267C8, ST72681, ST72682； ST72C216 ST7LCRE4U1, ST7LCRDIE6, ST7SCR1R4, ST7SCR1E4； ST7GEME4, ST7LNB0V2Y0, ST72F521, ST72F324L； ST7LNB1Y0, ST7MC1, ST7MC2, ST7DALIF2, ST7SUPERLITE； ST10系列单片机解密： 新ST10闪存系列：ST10F271Z1, ST10F272Z2, ST10F273Z4, ST10F276Z5； ST10传统闪存系列：ST10F168S, ST10F269, ST10F269Z1, ST10F269Z2； ST10 ROMless 系列：ST10R172L, ST10R272L, ST10R167-Q； STR7系列ARM芯片解密： STR750F：STR755FV2, STR755FV1, STR755FV0, STR755FR2, STR755FR1, STR755FR0, STR752FR2, STR752FR1, STR752FR0, STR751FR2, STR751FR1, STR751FR0, STR750FV2, STR750FV1, STR750FV0； STR71x：STR715FR0, STR712FR2, STR712FR0, STR711FR2, STR712FR1, STR711FR1, STR711FR0, STR710RZ, STR710FZ2, STR710FZ1； STR73xF：STR736FV2, STR736FV1, STR736FV0, STR735FZ2, STR735FZ1, STR731FV2, STR731FV1, STR731FV0, STR730FZ2, STR730FZ1； STR9系列ARM芯片解密： STR91xFA：STR912FAZ44, STR912FAZ42, STR912FA W44, STR912FA W42, STR911FA W44, STR911FA W42, STR911FAM44, STR911FAM42, STR910FAZ32, STR910FA W32, STR910FAM32；

半导体集成电路制造PIE常识

Question Answer & PIE

PIE 1. 何谓PIE? PIE的主要工作是什幺? 答：Process Integration Engineer(工艺整合工程师), 主要工作是整合各部门的资源, 对工艺持续进行改善, 确保产品的良率（yield）稳定良好。 2. 200mm，300mm Wafer 代表何意义? 答：8吋硅片(wafer)直径为200mm , 直径为300mm硅片即12吋. 3. 目前中芯国际现有的三个工厂采用多少mm的硅片(wafer)工艺？未来北京的Fab4(四厂)采用多少mm的wafer工艺？ 答：当前1~3厂为200mm(8英寸)的wafer, 工艺水平已达0.13um工艺。未来北京厂工艺wafer将使用300mm(12英寸)。 4. 我们为何需要300mm? 答：wafer size 变大，单一wafer 上的芯片数(chip)变多，单位成本降低200→300 面积增加2.25倍,芯片数目约增加2.5倍 5. 所谓的0.13 um 的工艺能力(technology)代表的是什幺意义？ 答：是指工厂的工艺能力可以达到0.13 um的栅极线宽。当栅极的线宽做的越小时，整个器件就可以变的越小，工作速度也越快。 6. 从0.35um->0.25um->0.18um->0.15um->0.13um 的technology改变又代表的是什幺意义？ 答：栅极线的宽（该尺寸的大小代表半导体工艺水平的高低）做的越小时，工艺的难度便相对提高。从0.35um -> 0.25um -> 0.18um -> 0.15um -> 0.13um 代表着每一个阶段工艺能力的提升。 7. 一般的硅片(wafer)基材(substrate)可区分为N,P两种类型（type）,何谓N, P-type wafer? 答：N-type wafer 是指掺杂negative元素(5价电荷元素，例如：P、As)的硅片, P-type 的wafer 是指掺杂positive 元素(3价电荷元素, 例如：B、In)的硅片。 200mm300mm 8〞12〞

霍尔效应及用其理论测量半导体材料的性能

本科毕业论文 题目：霍尔效应及用其理论测量 半导体材料的性能 学院：物理与电子科学院 班级： 09级物理二班 姓名：闫文斐 指导教师：付仁栋职称：讲师完成日期： 2013 年 5 月 15 日

霍尔效应及用其理论测量 半导体材料的性能 摘要：简述了霍尔效应的基本原理，测量判定半导体材料的霍尔系数，确定半导体材料的导电类型、载流子浓度及迁移率。因此，霍尔效应时研究半导体性质的重要实验方法。分析了利用霍尔效应测量半导体特性参数中影响的重要副效应，给出了减小或消除这些副效应的方法，并在实验中，对实验仪器进行了一定得改进，使实验更有利于操作。 关键字：霍尔效应；半导体；副效应；载流子；改进

目录 引言 (1) 1. 霍尔效应 (2) 1.1霍尔效应的基本原理 (2) 1 .2 霍尔电势差和磁场测量 (3) 2. 实验内容 (5) 2.1 确定霍尔元件的导电类型 (5) 2.2 霍尔灵敏度、霍尔系数、载流子浓度的测量 (6) 2.3实验数据的处理 (6) 3. 误差分析 (8) 3.1主要误差及原因 (8) 3.2 消除误差的方法 (9) 4. 实验的改进 (10) 4.2 霍尔元件载流子迁移率μ和电导率σ的测量 (11) 5. 结束语 (11) 致谢 (11) 参考文献 (11)

引言 霍尔效应是电磁效应在实验中的应用的一中，这是美国的一位伟大的物理学家霍尔（A.H.Hall，1855—1938）发现的，于1879年在探索金属的导电原理时偶然发明的。将载流霍尔元件置于与其垂直的磁场B中，板内出现的磁场会与电流方向垂直，同样的，板的两边就会出现一个横向电压（如图1）。在霍尔发现的100年后，1985年德国克利青( K laus von K litzing，1943-)等研究极低温度和强磁场中的半导体时发现量子霍尔效应获得诺贝尔奖。1998年华裔科学家崔琦（Daniel Chee Tsui，1939-）、斯坦福大学的美国物理学家劳克林（Robert https://www.wendangku.net/doc/a916618060.html,ughlin，1950-）和哥伦比亚大学的施特默（Horst L.Stormer，1949-）在更强磁场下研究量子霍尔效应，因为发现分数量子霍尔效应而荣获诺贝尔奖。 霍尔效应原本的发现是在对金属的研究中, 但在科学发展到现在，却发现该效应在半导体中的应用更加突出, 所以在半导体的研究中一直以来提供非常重要的理论依据。本文通过霍尔效应测量，不仅判别了半导体材料的导电类型，霍尔系数、载流子浓度及迁移率和电导率等主要的半导体材料的特性参数。并在分析操作中因受各种副效应的影响，带来的测量准确度的影响，如何避免这些副效应的影响也是很必要的。因此，本文还对我们的实验元件做了很好的改进，可以通过实验测量的方法直接得到我们所需要的迁移率和电导率。

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理，它是欧洲大的基于收入的半导体芯片制造商。虽然意法半导体代理_ST代理公司总部和EMEA地区总部设在日内瓦，但控股公司意法半导体代理_ST代理 N.V.在荷兰阿姆斯特丹注册。 意法半导体代理_ST代理的美国总部位于德克萨斯州的Coppell。亚太地区总部位于新加坡，日本和韩国业务总部位于东京。大中华区的公司总部位于上海。 意法半导体代理_ST代理成立于1987年，由意大利的半导体公司SGS Microelettronica（SocietàGeneraleSemiconduttori）和法国Thomson的半导体部门Thomson Semiconducteurs合并而成。在合并时，意法半导体代理_ST代理被称为SGS-THOMSON，但在Thomson SA 作为所有者撤回后于1998年5月取得现在的名称-意法半导体代理 _ST代理。 SGS Microelettronica和Thomson Semiconducteurs都是历史悠久的半导体公司。 SGS Microelettronica始于1972年，此前两家公司合并： ATES（Aquila Tubi e Semiconduttori），一家真空管和半导体制造商，总部位于阿布鲁兹市的拉奎拉市，于1961年更名为Azienda

半导体集成电路制造PIE常识讲解

Question & PIE Answer

PIE 1. 何谓PIE? PIE 的主要工作是什幺? 答：Process Integration Engineer（工艺整合工程师）, 主要工作是整合各部门的资源, 对工艺持续进行改善, 确保产品的良率（yield）稳定良好。 2. 200mm，300mm Wafer 代表何意义? 答：8吋硅片（wafer）直径为200mm , 直径为300mm硅片即12吋. 目前中芯国际现有的三个工厂采用多少mm的硅片（wafer）工艺？未来北京3.的Fab4（四厂）采用多少mm的wafer 工艺？ 答：当前1~3 厂为200mm（8 英寸）的wafer, 工艺水平已达0.13um 工艺。 未来北京厂工艺wafer 将使用300mm（12 英寸）。 4. 我们为何需要300mm? 答：wafer size 变大，单一wafer 上的芯片数（chip）变多，单位成本降低200→300 面积增加2.25倍,芯片数目约增加2.5 倍 5. 所谓的0.13 um 的工艺能力（technology）代表的是什幺意义？答：是指工厂的工艺能力可以达到0.13 um 的栅极线宽。当栅极的线宽做的越小时，整个器件就可以变的越小，工作速度也越快。 从0.35um->0.25um->0.18um->0.15um->0.13um 的technology改变又代表的是什幺意义？ 答：栅极线的宽（该尺寸的大小代表半导体工艺水平的高低）做的越小时，工艺的难度便相对提高。从0.35um -> 0.25um -> 0.18um -> 0.15um -> 0.13um 代表着每一个阶段工艺能力的提升。 一般的硅片（wafer）基材（substrate）可区分为N,P 两种类型（type）,何谓N, P-type wafer? 答：N-type wafer 是指掺杂negative 元素（5 价电荷元素，例如：P、As）的硅片, P-type 的wafer 是指掺杂positive 元素（3 价电荷元素, 例如：B、 In）的硅片。 8. 工厂中硅片（wafer）的制造过程可分哪几个工艺过程（module）？答：主要有四个部分：DIFF （扩散）、TF（薄膜）、PHOTO （光刻）、ETCH （刻蚀）。其中

实验三 半导体的霍尔效应

实验三 半导体的霍尔效应 置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。 一、实验目的 １．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。 ２．学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量试样的V H -I S 、曲线。 ３．确定载流子浓度以及迁移率。 二、实验仪器 霍尔效应实验组合仪。 三、实验原理 1．霍尔效应 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。如图1.1所示的半导体试样， 若在X 方向通以电流 ，在Z 方向加磁场，则在Y 方向即试样 A-A / 电极两侧就开始聚 集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图 1.1（a ）所 M H I V -H E S I B X Y Z

示的N 型试样，霍尔电场逆Y 方向，（b ）的P 型试样则沿Y 方向。即有 显然，霍尔电场是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故 （1-1） 其中为霍尔电场，是载流子在电流方向上的平均漂移速度。 设试样的宽为b ，厚度为d ，载流子浓度为n ，则 (1-2) 由（1-1）、（1-2）两式可得： (1-3) 即霍尔电压（A 、A ／ 电极之间的电压）与乘积成正比与试样厚度成反比。 比例系数 称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。只要测出（伏）以及知道 （安）、（高斯）和（厘米）可按下式计算（厘米3 ／库仑）： R H ＝ （1-4） 上式中的10是由于磁感应强度用电磁单位（高斯）而其它各量均采用CGS 实用单位而 引入。 2．霍尔系数与其它参数间的关系 根据 可进一步确定以下参数： （１）由的符号（或霍尔电压的正负）判断样品的导电类型。判别的方法是按图1.1所示的I 和B 的方向，若测得的即点点电位高于点的电位，则为负，样品属N 型；反之则为P 型。 （２）由R H 求载流子浓度n 。即 。应该指出，这个关系式是假定所有载流子 都具有相同的漂移速度得到的，严格一点，如果考虑载流子的速度统计分布，需引入的 修正因子（可参阅黄昆、谢希德著《半导体物理学》）。 （3）结合电导率的测量，求载流子的迁移率。电导率与载流子浓度n 以及迁移 率 之间有如下关系： (1-5) )(P 0)() (N 0)(型型?>?

意法半导体公司产品导购手册

意法半导体 意法半导体 （ ST ）公司成立于 1987 年，是意大利 SGS 半导体公司和法国汤姆逊半导体合并后的新企业，公司总部设在瑞士日内瓦。公司创立目标是在亚微米时代挤身于世界一流的半导体公司之列。新公司采纳并实施一个锐意进取的公司发展战略，将大量的资金投入到产品技术的研发活动中，与业绩优异的客户和享誉全球的学术机构建立战略联盟，在主要的经济地区建立集研发、制造和销售于一体的业务网络，力争成为世界上生产效率最高的制造公司之一。 ST 是世界上最大的半导体公司之一， 2006 年净营业收入 98.5 亿美元。 ST 还是多个领域的市场领导者，例如：据初步的工业数据显示， ST 是世界第五大半导体公司，模拟产品、模拟专用集成电路（ AASIC ）和模拟专用标准产品（ ASSP ）的销售额居市场领先水平。 ST 是第一大手机相机模块供应商和第二大分立器件供应商，第三大 NOR 闪存供应商，在汽车电子、工业用产品和无线应用领域，市场排名居第三。 ST 同时是全球第一大的机顶盒和电源管理芯片制造商。在中国市场上， ST 是 2005 年第三大半导体供应商。 相关产品 ?S T7单片机 ?S TM8单片机 ?S TM32单片机 ?I GBT ?功率放大器

?L DO ST7单片机 ST7系列单片机的内核是一个8位CPU，CPU中具有6个内部寄存器。ST7系列单片机内部集成低电压检测器（LVD）、看门狗、高抗干扰的电磁兼容电路。通过编程可实现读/写保护、多种低功耗模式等，片上外设包括10位多通道A/D转换器、SCI、SPI、I2C、USB和CAN接口，还有各种8位和16位带PWM功能的定时器。 它的复位和时钟电路可以不用任何外部组件，内部的低电压检测器和一个完整的1% RC振荡器就能确保充分安全地启动单片机工作，从而是其应用成本降至最低。 ST7系列单片机都建立在一个满足通用工业标准的8位CPU之上，具有增强的指令集。ST7系列的闪存具有可逐字节在线编程和在应用中编程的功能。ST7系列单片机有等待、慢速、暂停、掉电等多种低功耗工作模式。 ST7单片机最新报价 产品型号产品描述价格($) ST72F60K1U1TR MCU 8BIT LS USB 4KB FLASH 40-QFN 0.776 ST72F60K1U1TR MCU 8BIT LS USB 4KB FLASH 40-QFN 1.903 ST7FLITES5Y0M6 MCU 8BIT 1K FLASH 16SOIC 1.452 ST72F60E1M1 MCU 8BIT LS USB 4KB FLASH 24SOIC 1.848 ST72F63BD6U1TR MCU 8BIT LS USB 32KB FLSH 40-QFN 2.213 ST72F63BD6U1TR MCU 8BIT LS USB 32KB FLSH 40-QFN 3.967 ST7FLIT19BY1B6 IC MCU 8BIT 4K FLASH 16DIP 2.555 ST7FLIT19BF1M6 IC MCU 8BIT 4K FLASH 20SOIC 2.705 ST7FLIT19BF1B6 IC MCU 8BIT 4K FLASH 20DIP 2.553 ST7FLITE15F1M6 MCU 8BIT 4K FLASH 20SOIC 2.477 ST7FLITE20F2B6 IC MCU 8BIT 8K FLASH 20DIP 3.103 ST7FLITE19F1M6 IC MCU 8BIT 4K 20-SOIC 3.19 ST72F324LJ2T5 IC MCU 8BIT 8K FLASH 44-LQFP 2.652 ST7FLITE25F2B6 IC MCU 8BIT 8K FLASH 20DIP 2.867 ST72F324BJ2T6 IC MCU 8BIT 8K FLASH 44-LQFP 2.918

霍尔效应原理与实验

霍尔效应 一、简介 霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall ，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。流体中的霍尔效应是研究“磁流体发电”的理论基础。 二、理论知识准备 1． 1． 霍尔效应 将一块半导体或导体材料，沿Z 方向加以磁场B ，沿X 方向通以工作电流I ，则在Y 方向产生出电动势H V ，如图1所示，这现象称为霍尔效应。H V 称为霍尔电压。 X (a) (b) 图1 霍尔效应原理图 实验表明，在磁场不太强时，电位差H V 与电流强度I 和磁感应强度B 成正比，与板的厚度d 成反比，即 d IB R V H H =(1) 或 IB K V H H =(2) 式（1）中H R 称为霍尔系数，式（2）中H K 称为霍尔元件的灵敏度，单位为mv / (mA ·T)。产生霍尔效应的原因是形成电流的作定向运动的带电粒子即载流子（N 型半导体中的载流子是带负电荷的电子，P 型半导体中的载流子是带正电荷的空穴）在磁场中所受到的洛仑兹力作用而产生的。 如图1（a ）所示，一快长为l 、宽为b 、厚为d 的N 型单晶薄片，置于沿Z 轴方向的磁场B 中，在X 轴方向通以电流I ，则其中的载流子——电子所受到的洛仑兹力为 j eVB B V e B V q F m -=?-=?=(3) 式中V 为电子的漂移运动速度，其方向沿X 轴的负方向。e 为电子的电荷量。m F 指向Y 轴的负方向。自由电子受力偏转的结果，向A 侧面积聚，同时在B 侧面上出现同数量的正 电荷，在两侧面间形成一个沿Y 轴负方向上的横向电场H E （即霍尔电场），使运动电子受 到一个沿Y 轴正方向的电场力e F ，A 、B 面之间的电位差为H V （即霍尔电压），则 j b V e j eE E e E q F H H H H e ==-==(4)

意法半导体(ST)新的32位系列Cortex-M3内核微控制器重塑MCU市场

意法半导体（ST)新的32位系列Cortex-M3内核微控制器重塑MCU 市场 --STM32 MCU系列大幅度提高了嵌入式系统的性价比和功耗水准 中国，2007年6月11日--世界领先的半导体制造厂商意法半导体（纽约证券交易所：STM）今天推出一个新的32位微控制器系列产品，新产品所用微处理器是ARM公司为要求高性能（1.25 Dhrystone MIPS/MHz）、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM ?Cortex?-M3内核。STM32系列产品得益于Cortex-M3在架构上进行的多项改进，包括提升性能的同时又提高了代码密度的Thumb-2指令集和大幅度提高中断响应的紧耦合嵌套向量中断控制器，所有新功能都同时具有业界最优的功耗水平。ST是Cortex-M3内核开发项目的一个主要合作方，现在是第一个推出基于这个内核的主要微控制器厂商。 以实现出色的性能和能效为设计目标，同时保留开放工业标准的ARM架构和开发环境的优点，STM32系列产品按性能又分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和 STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗仅36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。

Cortex-M3内核主打存储器和处理器的尺寸对产品成本影响极大的各种应用市场，是针对这些市场的低成本需求，专门开发设计的微处理器内核。Cortex-M3内核增强了芯片上集成的各种功能，包括把中断之间延迟降到6个CPU周期的嵌套向量中断控制器、允许在每一个写操作中修改单个数据位的独立位操作、分支指令预测、单周期乘法、硬件除法和高效的 Thumb 2指令集，这些改良技术使Cortex-M3内核具有优异的性能、代码密度、实时性和低功耗。 STM32采用2.0到3.6V电源，当复位电路工作时，在待机模式下最低功耗2μA，因此最适合电池供电的应用设备。其它省电功能包括一个集成的实时时钟、一个专用的32kHz振荡器和四种功率模式，其中实时时钟含有一个电池操作专用引脚。 “直到现在，16位和32位的设计工程师还要面对很多困难的选择，例如，他们必须在性能、成本、功耗等因素之间做出折衷和取舍，决定使用业界标准还是使用某一公司独有的平台，”ST微控制器产品部总经理Jim Nicholas表示，“通过消除这些需要折衷的因素，STM32走在了融合16位和32位微控制器市场的前列。” 在性能方面，STM32系列的处理速度比同级别的基于ARM7TDMI的产品快30%，换句话说，如果处理性能相同，STM32产品功耗比同级别产品低75%。同样地，使用新内核的Thumb 2指令集，设计人员可以把代码容量降低45%，几乎把应用软件所需内存容量降低了一半。此外，根据Dhrystones和其它性能测试结果，STM32的性能比最好的16位架构至少高出一倍。 新产品提供多达128KB的嵌入式闪存、20KB的RAM和丰富的外设接口，包括两个12位模数转换器（1微秒的转换时间）、三个USART、两个SPI（18MHz主/从控制器）、两个I2C、三个16位定时器（每个定时器有4个输入捕获模块/4个输出比较器/4个PWM控制器），以及一个专门为电机控制向量驱动应用设计的内嵌死区时间控制器的6-PWM定时器、USB、CAN和7个DMA通道。内置复位电路包括上电复位、掉电复位和电压监控器，以及一个可用作主时钟的高精度工厂校准的8MHz阻容振荡器、一个使用外部晶振的4-16MHz振荡器和两个看门狗。因为集成度如此之高，除一个电源外，LQFP100封装产品的最小系统只需要7个电容器。 除工业可编程逻辑控制器（PLC）、家电、工业及家用安全设备、消防和暖气通风空调系统等传统应用，智能卡和生物测定等消费电子/PC应用外，新的STM32系列还特别适合侧重低功耗的设备，如血糖和血脂监测设备。 “融低功耗、易用性和低成本于一身的STM32系列克服了现有的阻碍32位微控制器推广应用的全部问题，”Nicholas表示，“我们相信STM32将满足每一个设计人员的期望。未来的STM32系列产品将扩充已有的功能选项，达到512KB闪存和64KB SRAM以及更多的功能。” STM32系列产品配有成套的ST和第三方的开发工具。ST提供一个评估板、USB开发工具包和一个免费的软件库。Hitex、IAR、Keil和Raisonance不久将在经过验证的基于ARM 内核的工具解决方案的基础上推出入门级开发工具。目前，Hitex、IAR、Keil、Raisonance 和Rowley的工具链支持STM32。