RKP pump
Radialkolbenpumpen Radial Piston Pumps
1
9 8
6
3
2
5
4
7
1Pressure compensator
2Stroke ring
3Drain port
4Body
5SAE piping connections
6Slipper pads
7Pistons without non-ferrous metal guides
8Rolling bearing
9Coupling
1Druckregler
2Hubring
3Leck?lanschlu?
4Geh?use
5SAE-Leitungsanschlüsse
6Gleitschuhe
7Buntmetallfrei geführter Kolben 8W?lzlager
9Kupplung
2Moog ? RKP
INHALT SEITE
Allgemeines
Wirkungsweise
Typenschlüssel
Auswahlreihe
Kenngr??en
Verstellbereich
Kennlinien
Regler
Mehrfachtechnik
Pumpengeh?use RKP 19 - 100
Antriebsflansche RKP 19 - 100
Regler RKP 19 - 100
Pumpengeh?use RKP 140
Antriebsflansche RKP 140
Regler RKP 140
Zahnradpumpen für Anbau an RKP
D?mpfungsflansch
Steuerbl?cke für RKP
Technische Hinweise
Ersatzteile – Auswahlreihe CONTENTS PAGE
General
Mode of operation
Model Code
Selection
Specifications
Adjustment range
Performance curves
Controller
Multiple arrangements
Pump housings RKP 19 - 100
Drive flanges RKP 19 - 100
Compensators RKP 19 -100
Pump housings RKP 140
Drive flanges RKP 140
Compensators RKP 140
Gear pumps mounting on RKP
Anti-vibration flange
Control blocks for RKP
Technical information
Selection of spare parts
4 5 6 10 12 14 15 18 28 32 34 40 52 53 56 60 64 65 66 68
4
5
6
10
13
14
15
18
28
32
34
40
52
53
56
60
64
65
66
68
Moog ? RKP3
ALLGEMEINES
Die Moog-Radialkolbenpumpe steht für Zuverl?ssigkeit, gerin-ges Ger?usch und lange Lebensdauer. Dies wird unterstrichen durch die erh?hte Gew?hrleistung. Diese betr?gt unter den auf Seite 12 genannten Randbedingungen für Mineral?l 10.000 Betriebsstunden oder 24 Monate (je nachdem, was zuerst erreicht wird).
Das vorhandene Baukastensystem erlaubt die Auswahl einer auf die jeweilige Anwendung individuell zugeschnittenen Pumpe bzw. Pumpenkombination.
Zur Verfügung stehen:
– Mitteldruckserie (280 bar) und Hochdruckserie (350 bar) für Mineral?l
– Sieben Baugr??en zwischen 19 und 140 cm3/U
– Gro?e Auswahl an Reglern, mechanischen, hydraulischen und elektrohydraulischen (analog oder digital mit CAN Bus)– Mechanische F?rderstrombegrenzung
– Mehrfachpumpen durch axialen Anbau
(bis zu 5 Pumpen m?glich)
– Verschiedene Antriebsflansche
– Eignung für verschiedene Hydraulik?le wie Mineral?l, Getriebe?l, biologisch abbaubares ?l
– Eignung für Sonderflüssigkeiten wie ?l in Wasser (HFA), Wasserglycol (HFC), synthetische Ester (HFD),
Bohremulsion, Isocyanat und Polyol (siehe Spezialkatalog) Weitere Vorteile der Moog - Radialkolbenpumpe sind:
– Niederer Ger?uschpegel
– Kurze Stellzeiten
– Kompakte Bauweise
– Gutes Ansaugverhalten
– Geringe D ruckpulsation GENERAL
The Moog Radial Piston Pump stands for reliability, low noise and durability. This is underlined by its extended warranty. Under the conditions described on page 13, warranty for mine-ral oil is covered for 10,000 operating hours or 24 month, which-ever occurs first.
The modular nature of the system enables the selection of indi-vidually tailor-made pumps or pump combinations to suit the application in question.
The following features are available:
– Medium pressure series (280 bar) and high pressure series (350 bar) for mineral oil.
– Seven sizes between 19 and 140 cm3/rev
– Large selection of controls, mechanically, hydraulically and electric-hydraulically (analog or digital with CAN Bus)
– Mechanical flow limitation
– Multiple pumps by axial mounting
(up to 5 pumps possible)
–Various mounting flanges
–Suitable for various hydraulic oils like mineral oil, transmission oil, bio-degradable oil
–Suitable for special fluids such as oil in water (HFA), water-glycol (HFC), synthetical ester (HFD),
cutting emulsion, isocyanate and polyol (see special catalog) Further advantages of the Moog Radial Piston Pump are:
– Low noise level
– Rapid response time
– Compact design
– Good suction characteristics.
– Low pressure ripple
4Moog ? RKP
WIRKUNGSWEISE
D as Antriebsmoment wird von der Welle (1) über eine Kreuzscheibenkupplung (2) querkraftfrei auf den Zylinder-stern (3), der auf dem Steuerzapfen (4) gelagert ist, übertragen. Die radial im Zylinderstern angeordneten Kolben (5) stützen sich über hydrostatisch entlastete Gleitschuhe (6) im Hubring (7) ab. Kolben und Gleitschuh sind über ein Kugelgelenk mit-einander verbunden und durch einen Ring gefesselt. D ie Gleitschuhe werden durch zwei übergreifende Ringe (8) im Hubring geführt und im Betrieb durch Fliehkraft und ?ldruck an den Hubring gedrückt. Bei Rotation des Zylindersterns führen die Kolben infolge der exzentrischen Lage des Hub-ringes eine Hubbewegung aus, die dem doppelten Wert der Exzentrizit?t entspricht. Die Exzentrizit?t wird durch zwei im Pumpengeh?use gegenüberliegende Stellkolben (9, 10) ver-?ndert.
Der ?lstrom wird über Kan?le in Geh?use und Steuerzapfen zu- und abgeführt. Gesteuert wird dies mittels Saug- und Druckschlitz im Steuerzapfen.
Die Abstützung der in der Pumpe auftretenden Druckkr?fte erfolgt auf hydrostatisch nahezu vollst?ndig entlasteten Fl?chen.
Das W?lzlager der Antriebswelle wird nur durch ?u?ere Kr?fte belastet.MODE OF OPERATION
The shaft (1) transfers the drive torque to the star-shaped cylin-der block (3) free from any transverse forces via a cross-disc coupling (2). The cylinder block is supported on the control journal (4).
The radial pistons (5) in the cylinder block abut against the stroke ring (7) through hydrostatically balanced slipper pads (6). Piston and slipper pad are joined by a ball and socket joint which is locked by a ring. The slipper pads are guided in the stroke ring by two overlapping rings (8) and, when running, are forced against the stroke ring by centrifugal force and oil pres-sure. As the cylinder block rotates, the pistons perform a reci-procating motion due to the eccentric position of the stroke ring, the piston stroke being twice the eccentricity. The eccen-tric position of the stroke ring can be altered by means of two diametrically opposed control pistons (9, 10) in the pump body. The oil flow to and from the pump passes through ducts in the body and control journal, and is controlled by the suction and delivery ports in the latter.
The pressure forces generated inside the pump are absorbed by surfaces which are almost fully hydrostatically balanced. The rolling bearing supporting the drive shaft is subjected to
external forces only.
Moog ? RKP5
DER TYPENSCHLüSSEL BESCHREIBT DIE OPTIONEN DER PUMPE
efiniert werden konstruktive Schnittstellen (Flansch, Wellenende und Anschlüsse), hydraulische Kenngr??en (F?rdervolumen, Betriebsdruck und Hydraulikfluid) sowie Regler bzw. Steuerungsprinzip.THE MODEL CODE DESCRIBES OPTIONS OF THE PUMP
There are design interfaces (flange, shaft end and ports), hydraulic parameters (volume flow, operating pressure and hydraulic fluid) and control principle (open and closed loop).
Fettgedruckte Positionen sind bevorzugt lieferbar. Items in bold-face type are preferred delivery items.Nicht lieferbar V = 140 cm3/U nicht als A1 und B1 lieferbar.* Not available V = 140 cm3/rev not available as A1 or B1.*
BEISPIEL EXAMPLE
6Moog ? RKP
Fettgedruckte Positionen sind bevorzugt lieferbar.
Items in bold-face type are preferred delivery items.
1)–nur RKP 19, 32, 63 und 801)–RKP 19, 32, 63 and 80 only
Moog ? RKP7
Nicht lieferbar
Not available 8Moog ? RKP
Fettgedruckte Positionen sind bevorzugt lieferbar.
Items in bold-face type are preferred delivery items.
Moog ? RKP9
AUSWAHLREIHE
Standardausführung (280 bar) Einzelpumpe, Rechtslauf metrisch SELECTION
Standard version (280 bar) Single pump, clockwise rotation
metric
10Moog ? RKP
AUSWAHLREIHE
Standardausführung (280 bar) Einzelpumpe, Rechtslauf
inch SELECTION
Standard version (280 bar) Single pump, clockwise rotation
inch
Moog ? RKP11
12
Moog ? RKP
Kenngr?ssen
F?rdervolumen [cm 3/U]Bauart
Befestigungsart
Einbaulage Masse [kg]
Massentr?gheitsmoment [kg cm 2]Leitungsanschluss
Standardausführung "S"SAE 3000 psi
Hochdruckausführung "H"SAE 6000 psi
Empfohlener Rohraussendurch-messer für Leckstromleitungen (leichte Baureihe) [mm]Leckstromabführung
Antriebsart
Umgebungstemperaturbereich Max. Drehzahl bei Eingangsdruck 0,8 bar abs. [min -1]
Max. Drehzahl bei Eingangsdruck 1 bar abs. [min -1]
H?chstdrehzahl für ger?usch-armen Lauf [min -1]Min. Eingangsdruck Sauganschluss
Max. Geh?usedruck Standard-Dauerdruck
ausführung H?chstdruck 1) [bar]"S"Druckspitze Hochdruck-Dauerdruck
ausführung H?chstdruck 1) [bar]"H"Druckspitze Druckflüssigkeit
Druckflüssigkeitstemperaturbereich Viskosit?t
Filterung
1) H?chstdruck nach DIN 24 312
2
) Rückhalterate für Schmutzteilchen > 20 μm ist 1: 75, d.h. 98,67 %3
) Bei Pumpen mit elektrohydraulischer Verstellung: H?chstdruck 300 bar/Druckspitze 330 bar
19
Pumpe für offenen Kreis mit verschiedenen Verstell- und Regeleinrichtungen
1. Stirnbefestigung, Zentrier- und Lochkreisdurchmesser nach DIN/ISO 3019/2 (metrisch)
2. Anbauflansch nach DIN/ISO 3019/1 (Zollabmessungen)
3. Anbauflansch nach DIN/ISO 3019/2 (metrisch)beliebig 2217,73
/4 “3
/4 “15
Die Leckstromabführung ist so zu verlegen, dass das Pumpengeh?use stets vollst?ndig mit Druckflüssigkeit gefüllt ist. Der Druck am Leckstromanschluss darf 2 bar absolut (1 bar überdruck) nicht überschreiten. Leitungsende unterhalb des Flüssigkeits-spiegels. Kein Filter und kein Rückschlagventil in die Leckstromleitung.Direktantrieb mit Kupplung (bei anderer Antriebsart bitte Rücksprache)-15°C bis +60 °C
270029001800
0,8 bar (absolut)
2 bar (1 bar überdruck)
2803153)3503)350385420Mineral?l nach DIN 51 524-15°C bis +80 °C
Zul?ssiger Betriebsbereich 12 bis 100 mm 2/s empfohlener Betriebsbereich 16 bis 46 mm 2/s
Druckflüssigkeit der Viskosit?tsklasse ISO VG 46 oder VG 32
max. Viskosit?t 500 mm 2/s w?hrend des Anlaufs mit Elektromotor 1800 min -1max. Viskosit?t 800 mm 2/s w?hrend des Anlaufs mit Verbrennungsmotor NAS 1638, Klasse 9;
ISO/DIS 4406, Klasse 18/15
Zu erreichen mit Filterfeinheit ?20= 752)
323361,01 “1 “18
250029001800
2803153)3503)350385420453361,01 “–18
180021001800
2803153)3503)–––6365186,311/4 “11
/4 “22
210023001800
2803153)3503)350385420 8065186,311/4 “
(Geh?use wie
RKP 100)22
150018001800
280
3153)
3503)3503854209065186,311/2 “(Saug)11/4 “(Druck)SAE 6000 psi –22
150018001800
2803153
)3503)–––10071186,311/2 “(Saug)11/4 “(Druck)SAE 6000 psi –22
150018001800
2803153)3503)–––140105380,0
21/2 “(Saug)11/2 “(Druck)SAE 6000 psi –22
150018001800
2803153)3503)–––
?Warnung
Inbetriebnahme der Pumpen mu? durch entsprechend ausgebildetes Fachpersonal erfolgen.
Die ?ltemperatur im Tank darf die Temperatur der Pumpe nicht mehr als 25 °C übersteigen. Ist dies der Fall, so darf die Pumpe bis zur Erw?rmung nur in kurzen Intervallen von ca. 1-2 Sekunden eingeschaltet werden.
Moog ? RKP
13
Specifications
Displacement [cm 3/rev]Type of construction Type of mounting
Mounting position Weight [kg] (lbs)
Mass moment of inertia [kg cm 2](lb in cm 2)Line connection
Standard version "S"
SAE 3000 psi
High-pressure version "H"SAE 6000 psi
Recommended pipe OD for drain lines
(lightweight version) [mm] (in)Drain
Type of drive
Ambient temperature range Max. speed at inlet pressure 0,8 bar (11 psi) abs. [min -1]
Max. speed at inlet pressure
1 bar (14 psi) abs. [min -1
]
Maximum speed for silent
running [min -1
]
Min. inlet pressure
suction connection
Max. housing pressure
Standard- continuous pressure version max. pressure 1) [bar]"S" pressure peak 4)High pressure continuous pressure version max. pressure 1) [bar]"H" pressure peak 4
)Hydraulic fluid Hydraulic fluid temperature range Viscosity Filtering 1
) Max. pressure to DIN 24 3122
) Dirt particles retention rate > 20 μm is 1: 75, i.e. 98,67 %3
) Pumps with electric-hydraulic control: max. pressure 300 bar/pressure peak 330 bar 4
) 280 bar = 4000 psi; 350 bar = 5000 psi; 420 bar = 6000 psi
45
33(73)61,0(0,054)1 “
–18(3/4)
1800210018002803153)3503)–––6365(143)186,3(0,165)11/4 “
11
/4 “22(7/8)
2100230018002803153)3503)3503854208065(143)186,3(0,165)11/4 “
(housing like
RKP 100)22(7/8)
1500180018002803153)3503)35038542010071(156)186,3(0,165)11/2 “(suction)11/4 “
(pressure)SAE 6000 psi –22(7/8)
1500180018002803153)3503)
––
–140105(231)380,0(0,336)
21/2 “(suction)11/2 “
(pressure)SAE 6000 psi –22(7/8)
150018001800
280
3153)3503)–––
3233(73)61,0(0,054)1 “
1 “18(3/4)
2500290018002803153)3503)3503854209071(156)186,3(0,165)11/2 “(suction)11/4 “
(pressure)SAE 6000 psi –22(7/8)
1500180018002803153
)3503)–––19Pump for open circuit with various control devices
1. End mounting, centering and hole-circle dia. to DIN/ISO 3019/2 (metric)
2. Mounting flange to DIN/ISO 3019/1 (Inch)
3. Mounting flange to DIN/ISO 3019/2 (metric)optional
22(48)
17,7(0,016)3
/4 “3
/4 “15(5/8)
The drain line is to be routed so that the pump housing is always completely filled with pressure fluid. The pressure at the drain port must not exeed 2 bar (1 bar gauge pressure). End of line beneath fluid level.No filter or non-return valve in the drain line.
Direct drive with coupling (please inquire for other types)-15°C to +60 °C (5 to 140 °F)
2700
290018000,8 bar (11 psi) absolute 2 bar (28 psi) abs. (1 bar gauge pressure)280
3153)
3503)350385420Mineral oil to DIN 51 524-15°C to +80 °C (5 to 160 °F)Allowable operational range 12 to 100 mm 2/s (cSt);
recommended operational range 16 to 46 mm 2/s (cSt);
pressure fluid according to viscosity class ISO-VG 46 or VG 32
max. viscosity 500 mm 2/s (cSt) during start-up with electric motor 1800 min -1;max. viscosity 800 mm 2/s (cSt) during start-up with internal combustion engine.
NAS 1638, class 9;
ISO/DIS 4406, class 18/15
Obtained with filter fineness ?20= 752)
?Warning
Pumps may only be put into operation appropriately trained personnel.
The oil temperature in the tank may not exceed the pump temperature by more than 25 °C. Should this occur, then the pump may be switched on only in short intervals of approx. 1-2 seconds until it was warmed up.For further information please see commissioning manual.
14Moog ? RKP
VERSTELLBEREICH
? Vorsicht
Drehrichtungswechsel nicht m?glich
Rechtslauf / Clockwise rotation ADJUSTMENT RANGE
? Caution
Change of rotation not possible
Linkslauf / Counterclockwise rotation
Hubring Steuerzapfen Compensator
Leistungsaufnahme P
bei maximalem F?rdervolumen Druckflüssigkeit: Mineral?l Viskosit?t?= 35 mm2/s Temperatur T = 50°C
Power consumption P
at maximum flow
Hydraulic fluid: mineral oil
Viscosity?= 35 mm2/s
Temperature T = 50°C
050100150200250300350
10
10
20
30
40
p [bar]
P [kW]
50
80
60
70
90
120
100
110
140
20
30
40
50
100
110
60
70
80
90
120
130
Standardausführung
Standard version
Hochdruckausführung
High-pressure version
Moog ? RKP15
16Moog ? RKP
Kennlinien für Antriebsleistung und F?rdermenge Stellzeit V max.?V min.: 20 bis 50 ms (Richtwert)Stellzeit V min.?V max.: 50 bis 100 ms ab 70 bar Einstelldruck (Richtwert)
Performance curves of drive power and displacement Response time V max.?V min.: 20 to 50 ms (approx. value)Response time V min.?V max.: 50 to 100 ms from 70 bar pressure setting (approx. value)
n = 1500 min –1;?= 35 mm 2/s; T = 50°C
50
100
150
200
250
300p [bar]
P [k W ]
P [k W ]15
10
5
302520
151050Q [l /m i n ]
20
25
50
101520253035
4050450
50
100
150
200
250
300p [bar]
Q [l /m i n ]
1002030405060708090100V = 19 cm 3/U
rev
V = 32 cm 3/U
rev
Moog ? RKP 17
GER?USCHDIAGRAMM
NOISE DIAGRAM
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
30050
55
60
65
70
75
80d B (A )
V [cm /3rev
U ]p [bar]
n = 1500 min –1bei/at Q max.
Ger?uschemissionswerte der RKP 19, 32, 45, 63, 80, 100 und 140 cm 3/U mit kombiniertem D ruck- und F?rderstromregler.Durchschnittswerte über dem Betriebsbereich.
Pumpenkombinationen, die aus zwei gleichen Baugr??en bestehen, haben um ca. 3 dB (A) h?here Ger?uschemissions-werte als die entsprechende Einzelpumpe.
Noise emission values of radial piston pumps 19, 32, 45, 63, 80,100 and 140 cm 3/rev with combined pressure/flow compensa-tor. Average values over the operating range.
The noise emission of a tandem pump combination is 3 dB (A)above the level of a single pump.
EINSTELLBARER DRUCKREGLER?F ADJUSTABLE PRESSURE COMPENSATOR ?F
Druckbereich 30…105 bar 80…280 bar
Pressure range
30…105 bar
80…280 bar
Einstellung der Nullage
Adjustment of zero stroke
Stellkolben 1
Control piston 1
18Moog ? RKP
Moog ? RKP 19
HYDRAULISCH ANSTEUERBARER DRUCKREGLER ?H
COMPENSATOR REMOTE PRESSURE ?H
Druck-Vorsteuerventil
Q = 0,5…1,5 l/min
manuell einstellbar oder Proportional- Druckventil.
Pressure pilot valve
Q = 0.5…1.5 l/min
manually adjustable or proportional pressure valve.
Einstellung am p min.p min.Einstellung der Nullage Adjustment of zero stroke
Druck-Vorsteuerventil Pressure pilot valve
Stellkolben 1Control piston 1
REGLER
COMPENSATORS
20Moog ? RKP
RKP
DRUCKREGLER, HYDRAULISCH ANSTEURBAR MIT MOORING-REGELUNG ?H ?X
REMOTE PRESSURE COMPENSATOR WITH MOORING CONTROL ?H ?X
Der …Mooring“- Regler entsteht aus dem Druckregler, indem zwischen das Pumpengeh?use und den D ruckregler eine Zwischenplatte eingefügt wird.
Die Dicke der Zwischenplatte entspricht der Exzentrizit?t des Hubrings.
The Mooring control consists of a pressure compensator which has an intermediate plate inserted between the pump body and the pressure compensator. The thickness of the interme-diate plate corresponds to the eccentricity of the stroke ring.
Zwischenplatte Intermediate plate
Schraube fest eingestellt Locked screw
p min.-Feder p min.-spring
Blende Orifice
Ventilschieber Valve spool
Zwischenplatte Intermediate plate
Druck-Vorsteuerventil Pressure pilot valve
Stellkolben 1Control piston 1
半导体技术期末复习
半导体技术期末复习集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
1.20世纪上半叶对半导体产业发展做出贡献的4种不同产业。P2 答：真空管电子学、无线电通信、机械制表机、固体物理 2.列出5个集成时代，指出每个时代的时间段，并给出每个时代每个芯片上的元件数。P4 小规模集成电路 20世纪60年代前期 2-50个芯片 中规模集成电路 20世纪60年代到70年代前期 20-5000个芯片 大规模集成电路 20世纪70年代前期到70年代后期 5000-100000个芯片 超大规模集成电路20世纪70年代后期到80年代后期个芯片 甚大规模集成电路 20世纪90年代后期至今大于1000000个芯片 3.列出提高微芯片制造技术相关的三个重要趋势，简要描述每个趋势。P8 1、提高芯片性能:提高速度和降低功耗。1）、器件做的越小，芯片上的器件就越多，芯片的速度就提高；2）、使用材料，通过芯片表面的电路和器件来提高电信号的传输。 2、提高芯片可靠性 3、降低芯片成本 原因：根本原因是得益于CD尺存的减小；半导体产品市场的大幅度增长。 4.什么是芯片的关键尺寸？这种尺寸为何重要？P9 芯片的物理尺寸特征被称为特征尺寸，最小的特征尺寸称为关键尺寸。
将CD作为定义制造复杂性水平的标准，也就是如果你拥有在硅片上制造某种CD的能力，那你就能加工其他所有特征尺寸，由于这些尺寸更大，因此更容易生产。例如，如果芯片上的最小尺寸是0.18um，那么这个尺寸就是CD。半导体产业使用“技术节点”这一术语描述在硅片制造中使用的可应用CD . 5.什么是摩尔定律？它预测了什么？这个定律正确吗？P10 1964年摩尔预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番（后来在1975年被修正为预计每18个月翻一番）。摩尔定律惊人的准确！ 6.以B掺入Si中为例，说明什么是受主杂质、受主杂质电离过程和P型半导体。 在硅晶体中掺入硼，硼是Ⅲ族元素，硼替代原有硅原子位置，由于Ⅲ族元素最外层只有3个价电子，与周围硅原子产生共价键时，产生一个空穴，而本身接受一个电子称为带负电的离子，通常我们称这种杂质为受主杂质。这种半导体主要依靠受主提供的空穴导电，这种依靠空穴导电的半导体称为p型半导体。 7.以As掺入Ge中为例，说明什么是施主杂质、施主杂质电离过程和N 型半导体。 在As中掺入Ge ， Ge 是V族元素杂质， Ge杂质会替代原来硅原子的位置，与周围的硅原子形成共价键，多余的一个电子便成了能够导电的自由电子，本身变成带正电的离子，通常我们称这种杂质为施主杂质。这种半导体依靠施主提供的电子导电，这种依靠电子导电的半导体称为n型半导体。
半导体计算题
五、已知室温下硅的本征载流子密度n i=1.5?1010 cm-3，试求掺磷浓度为1.5?1013 cm-3，掺硼浓度为1.0?1013 cm-3的硅样品在室温热平衡状态下的电子密度n 0、空穴密度p 0和费米能级的位置。已知此时硅中杂质原子已全部电离，硅的导带底和价带顶有效态密度分别为 2.8?1019cm-3和1.1?1019cm-3。 解：因为N D=1.5?1013 cm-3，N A=1.0?1013 cm-3，ND>NA 且完全电离，所以n 0 = 有效施主浓度=1.5?1013－1.0?1013 =5?1012（cm-3） 由n 0 p 0=n i2=2.25?1020 cm-6，知 p 0=n i2/n 0=4.5?107（cm-3） 本题属轻掺杂非简并情况，因此由 六、对非简并半导体，从利用等效态密度N C 和N V 求热平衡载流子密度n 0和p 0的公式出发，推出利用本征载流子密度n i 和本征费米能级E i 求n 0和p 0的公式。 解：本征载流子密度即E F=E i 时的热平衡电子密度和空穴密度，于是由 由此两式可将有效态密度N C 和N V 分别用n i 和E i 表示为 九、若硅中施主杂质电离能?E D = 0.04eV ，施主杂质浓度分别为1015 cm-3和1018 cm-3。计算这些杂质①99﹪电离；②90﹪电离；③50﹪电离时的温度。 解：这类题也可利用未电离施主的浓度公式（即电子占据施主能级的几率函数与施主浓度之积） 结果： ND=1015/cm3时，电离度为99﹪、90﹪、50﹪的温度分别为124K 、84K 、59K ND=1018/cm3时，电离度为99﹪、90﹪、50﹪的温度分别为1374K 、427K 、180K 需要注意的是：由参考书中的图3-7可见，当T=1000K 时，硅的本征载流子密度已接近1018cm-3：T=1374K 时，硅的本征载流子密度已将近-3，与解题过程中设定的 n0 = 0.99ND 误差很大，说明这个结果不准确。欲求其准确值，须利用迭代法反复修正，直至求出的温度所对应的 n0与代入式(12-1)中的n0接近相等为止。 其他温度所对应的本征载流子密度都比相应的电离杂质密度低很多数量级，n 0 =(1－D －)ND 的算法是合理的。 11exp()2D D D F N n E E kT =-+0011111exp()1146422exp()2exp()D C F D C C D D n E E E N N N E kT n n T kT ===--?+++?0.04463.54640.026300D E k ?==≈)464exp(2110_T n N D C +=333*21522 32(2)() 5.410n C m k N T T T h π==???? ??--=kT E E N n F C C exp 0)()105 8.2ln(026.0ln 70eV n N kT E E C F C ??==-??? ??--=kT E E N n F C C exp 0??? ??--=kT E E N p V F V exp 0??? ??--=kT E E N n i C C i exp ??? ? ?--=kT E E N n V i V i exp
国际半导体技术发展路线图
国际半导体技术发展路线图 为了回答如何保持半导体产业按照摩尔定律继续发展的问题，国际上主要的半导体协会共同组织制定了国际半导体技术发展路线图 ITRS《International technology roadmap for semiconductors》它为半导体产业界提供了被工业界广泛认同的；对未来十年内研发需求的最佳预测以及可能的解决方案，它对整个半导体茶叶需要开发什么样的技术起到了一个导向作用。 国际半导体技术发展路线图 一、半导体产业生态环境 半导体产业诞生于上世纪70年代，当时主要受两大因素驱动：一是为计算机行业提供更符合成本效益的存储器；二是为满足企业开发具备特定功能的新产品而快速生产的专用集成电路。 到了80年代，系统规范牢牢地掌握在系统集成商手中。存储器件每3年更新一次半导体技术，并随即被逻辑器件制造商采用。 在90年代，逻辑器件集成电路制造商加速引进新技术，以每2年一代的速度更新，紧跟在内存厂商之后。技术进步和产品性能增强之间不寻常的强相关性，使得相当一部分系统性能和利润的控制权转至集成
电路（IC）制造商中。他们利用这种力量的新平衡，使整个半导体行业收入在此期间年均增速达到17%。 21世纪的前十年，半导体行业全新的生态环境已经形成： 一是每2年更新一代的半导体技术，导致集成电路和数以百万计的晶体管得以高效率、低成本地生产，从而在一个芯片上或同一封装中，可以以较低的成本整合极为复杂的系统。此外，封装技术的进步使得我们可以在同一封装中放置多个芯片。这类器件被定义为系统级芯片（system on chip，SOC）和系统级封装（system in package， SIP）。 二是集成电路晶圆代工商能够重新以非常有吸引力的成本提供“新一代专用集成电路”，这催生出一个非常有利可图的行业——集成电路设计。 三是集成电路高端设备的进步带动了相邻技术领域的发展，大大降低了平板显示器、微机电系统传感器、无线电设备和无源器件等设备的成本。在此条件下，系统集成商再次控制了系统设计和产品集成。 四是互联网应用和移动智能终端的崛起，带动了光纤电缆的广泛部署和多种无线技术的发展，实现前所未有的全球移动互联。这个生态系统创造了“物联网”这一新兴的市场，而创新的产品制造商、电信公司、数据和信息分销商以及内容提供商正在争夺该市场的主导权。
先进半导体设备制造技术及趋势_图文(精)
先进半导体设备制造技术及趋势 张云王志越 中国电子科技集团公司第四十五研究所 摘要：本文首先介绍了国内外半导体设备市场，认为市场虽有起伏，但前景良好。从晶圆处理和封装的典型设备入手介绍了当前最先进半导体设备技术，之后总结出半导体设备技术发展的四大趋势
。 １国内外半导体设备市场 根据ＳＥＭＩ的研究，２００６年全球半导体设备市场为３８８．１亿美元，较２００５年增长１８％，主要原因是各地区投资皆有一定程度的成长，少则２０％（日本），多则２２９％（中国大陆），整体设备订单成长率则较２００５年成长５１％，比２００５年底预测值多出２８．４亿美元。 ＳＥＭＩ在ＳＥＭＩＣＯＮＪａｐａｎ展会上发布了年终版半导体资本设备共识预测（ＳＥＭＩＣａｐｉｔａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｎ－ｓｅｎｓｕｓＦｏｒｅｃａｓｔ），预计２００７年全球半导体制造设备市场销售增长减缓为３％，达到４１６．８亿美元；２００８年全球半导体设备市场将出现衰退，下滑１．５％；而到２００９年及２０１０年恢 长６％达到３０６．１亿美元，封装设备领域增长１１％至２７．２亿美元，而测试设备领域预计将出现１５％下滑 了１２．４％。表二为按地区划分的市场销售额，包括往年的实际销售额和未来的预测。
虽然半导体设备市场有一定的起伏，但是很明显，市场的前景非常好，总体一直是稳中有升。中国大陆２００６年半导体设备销售额超过２３亿美元，比２００５年增长了７４．４％，中国大陆的市场销售额一直呈上升趋势，国内半导体设备具有非常诱人的市场前景。这和中国半导体产业的快速发展有着直接关系，中国的市场也越来越引起国际半导体设备厂商的重视，投资的力度会越来越大，对我们国内半 复增长，预计实现高个位数增速，至５４．７亿美元。表一为按设备类型２０１０年销售额达到４７９．９亿美元。 ＳＥＭＩ总裁兼ＣＥＯＳｔａｎｌｅｙＴ．Ｍｙｅｒｓ表示，２００７年半导体制造、封 划分的市场销售额，包括往年的实际销售额和未来的预测。 从区域市场分析，北美、日本及 下降装及测试设备销售情况略高于去年，欧洲半导体设备市场出现下滑，成为业界历史上销售额第二高的一年。ＳＥＭＩ成员将继续推进半导体制造设备的强势增长，预计到２０１０年市场销售额达到４８０亿美元。 从设备类型分析，占有最大份额的晶圆处理设备领域２００７年将增 幅度分别为８．９％、３．１％及１１．７％；而台湾和中国大陆销售增长幅度最大，分别为２８．９％和２３．８％，台湾地区销售额达到９４．２亿美元，有史以来第二次超过日本；南韩市场略微增长５．２％，其余地区市场也下降 ４０半导体行业
北京半导体公司
北京半导体企业及科研院所名录 北京半导体企业及科研院所名录（排名不分先后）________________________________________ ——制造企业—— 首钢日电电子有限公司 北京宇翔电子有限公司 北京半导体器件九厂 北京燕东微电子有限公司 北京东光微电子有限责任公司 北京友泰半导体有限公司 中芯国际集成电路制造( 北京) 有限公司 北京半导体器件五厂 北京七星华创电子股份有限公司 ——设计企业—— 北京大学微电子学研究所 中国华大集成电路设计中心 大唐微电子技术有限公司 北京华虹集成电路设计有限责任公司 北京润光泰力科技发展有限公司 北京海尔集成电路设计有限公司 威盛电子(中国)有限公司 北京中星微电子有限公司 北京时代民芯科技有限公司 清华大学微电子学研究所 北京讯创集成电路股份有限公司 方舟科技(北京)有限公司 北京中庆微数字设备开发有限公司 北京兆日科技有限责任公司 北京东科微电子有限责任公司 北京宏思电子有限责任公司 北京北大青鸟环宇科技股份有限公司 北京思旺电子技术有限公司 北京NEC集成电路设计有限公司 北京凯赛德航天系统集成设计有限公司 北京中科联创科技有限公司 中国科学院微电子中心 北京市海阔电子股份有限公司 北京百拓立克科技发展有限责任公司 北京天宏绎集成电路科技发展有限公司 北京硅普京南科技企业孵化器有限公司 北京东世半导体技术有限公司 北京清华同方微电子有限公司
北京国芯安集成电路设计有限公司 北京奥贝克电子信息技术有限公司 北京协同伟业信息技术有限公司 北京福星晓程电子科技股份有限公司 北京北方华虹微系统有限公司 北京==万通微电子技术有限公司 科广新(北京)信息技术有限公司 北京迅风光通信技术开发有限责任公司北京利亚德电子科技有限公司 北京火马微电子技术有限公司 北京清华紫光微电子系统有限公司 北京宽广电信信息技术发展有限公司 国家专用集成电路设计工程技术研究中心北京旭成华达科技有限公司 北京联志创捷科技有限公司 中电智能卡有限责任公司 北京航天伟盈微电子有限公司 北京赛特克电子技术有限公司 北京富世鸿电子科技有限公司 北京凝思科技有限公司 北京时代华诺科技有限公司 北京北阳电子技术有限公司 奥华微电子(北京)有限公司 北京中科飞鸿科技有限公司 北京中电华大电子设计有限责任公司 安那络器件(中国)有限公司 北京弗赛尔电子设计有限公司 北京天一集成科技有限公司 北京迪吉特科技发展有限公司 北京畅讯新通科技有限公司 北京麦哲籁博科技有限公司 北京地太探测器制造有限公司 瑞萨集成电路设计(北京)有限公司 北京安立文高新技术有限公司 北京芯愿景软件技术有限公司 北京微辰信息技术有限公司 北京芯光天地集成电路设计有限公司 北京巨数数字技术开发有限公司 北京青鸟元芯微系统科技有限责任公司北京神州龙芯集成电路设计有限公司 北京华兴微电子有限公司 北京睿丽彩电子有限公司 北京利科益华科技有限公司
半导体中载流子浓度的计算分析
function varargout = one(varargin) % ONE MATLAB code for one.fig % ONE, by itself, creates a new ONE or raises the existing % singleton*. % % H = ONE returns the handle to a new ONE or the handle to % the existing singleton*. % % ONE('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local % function named CALLBACK in ONE.M with the given input arguments. % % ONE('Property','Value',...) creates a new ONE or raises the % existing singleton*. Starting from the left, property value pairs are % applied to the GUI before one_OpeningFcn gets called. An % unrecognized property name or invalid value makes property application % stop. All inputs are passed to one_OpeningFcn via varargin. % % *See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows only one % instance to run (singleton)". % % See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES % Edit the above text to modify the response to help one % Last Modified by GUIDE v2.5 21-Nov-2012 04:20:02 % Begin initialization code - DO NOT EDIT gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @one_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @one_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin && ischar(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout
对半导体技术、微电子技术、集成电路技术三者的浅略认识
对半导体技术、微电子技术、集成电路技术三者的浅略认识 一、半导体技术、微电子技术、集成电路技术三者的联系与区别 我们首先从三者的概念或定义上来分别了解一下这三种技术。 半导体技术就是以半导体为材料，制作成组件及集成电路的技术。在电子信息方面，绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的，因此电子产业又称为半导体产业。半导体技术最大的应用便是集成电路，它们被用来发挥各式各样的控制功能，犹如人体中的大脑与神经。 微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术，是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术，为微电子学中的各项工艺技术的总和。 集成电路技术，在电子学中是一种把电路小型化的技术。采用一定的工艺，把一个电路中所需的各种电子元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。（以上三者概念均来源于网络）这般看来，三者概念上互相交叉，却也略有区别。依我这个初次接触这三个名词、对电子信息几乎一窍不通的大一新生来看，半导体技术是其他二者技术的基础，因为半导体是承载整个电子信息的基石，不管是微电子还是集成电路，便是以半导体为材料才可以建造、发展。而微电子技术，个人感觉比较广泛，甚至集成电路技术可以包含在微电子技术里。除此之外，诸如小型元件，如纳米级电子元件制造技术，都可以归为微电子技术。而集成电路技术概念上比较狭窄，单单只把电路小型化、集成化技术，上面列举的小型元件制造，便不能归为集成电路技术，但可以归为微电子技术。以上便是鄙人对三者概念上、应用上联系与区别的区区之见，如有错误之处还望谅解。 二、对集成电路技术的详细介绍 首先我们了解一下什么是集成电路。 集成电路是一种微型电子器件或部件。人们采用一定的工艺，把一个电路中所需的各种元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。 而简单来说，集成电路技术便是制造集成电路的技术方法。它涉及半导体器件物理、微电子学、电子学、无线电、光学以及信息学等学科领域的知识。 从产业分工角度，集成电路技术可以分为集成电路加工技术、集成电路测试封装技术以及集成电路设计技术等几方面。 1. 集成电路加工技术 集成电路加工技术主要是通过物理或化学手段在硅材料上生成半导体器件（比如场效应管）以及器件之间的物理互连。这些器件以及器件之间的互连构成的电路功能要符合系统设计要求。集成电路加工技术涉及的知识包括半导体器件物理、精密仪器、光学等领域，具体应用在工艺流程中，包括注入、掺杂、器件模型、工艺偏差模型、成品率分析以及工艺过程设计等。在近十几年的时间里，集成电路加工工艺水平一直按照摩尔（Moore）定律在快速发展。 2.集成电路测试、封装技术 集成电路测试包括完成在硅基上产生符合功能要求的电路后对裸片硅的功能和性能的
北大半导体物理讲义整理
第一章晶体结构晶格 §1晶格相关的基本概念 1.晶体：原子周期排列，有周期性的物质。 2.晶体结构：原子排列的具体形式。 3.晶格：典型单元重复排列构成晶格。 4.晶胞：重复性的周期单元。 5.晶体学晶胞：反映晶格对称性质的最小单元。 6.晶格常数：晶体学晶胞各个边的实际长度。 7.简单晶格&复式晶格：原胞中包含一个原子的为简单晶格，两个或者两个以上的称为复 式晶格。 8.布拉伐格子：体现晶体周期性的格子称为布拉伐格子。（布拉伐格子的每个格点对应一 个原胞，简单晶格的晶格本身和布拉伐格子完全相同；复式晶格每种等价原子都构成和布拉伐格子相同的格子。） 9.基失：以原胞共顶点三个边做成三个矢量，α1，α2，α3，并以其中一个格点为原点， 则布拉伐格子的格点可以表示为αL=L1α1 +L2α2 +L3α3 。把α1，α2，α3 称为基矢。 10.平移对称性：整个晶体按9中定义的矢量αL 平移，晶格与自身重合，这种特性称为平 移对称性。（在晶体中，一般的物理量都具有平移对称性） 11.晶向&晶向指数：参考教材。（要理解） 12.晶面&晶面指数：参考教材。（要理解） 立方晶系中，若晶向指数和晶面指数相同则互相垂直。 §2金刚石结构，类金刚石结构（闪锌矿结构） 金刚石结构：金刚石结构是一种由相同原子构成的复式晶格，它是由两个面心立方晶格沿立方对称晶胞的体对角线错开1/4长度套构而成。常见的半导体中Ge，Si，α-Sn（灰锡）都属于这种晶格。 金刚石结构的特点：每个原子都有四个最邻近原子，它们总是处在一个正四面体的顶点上。（每个原子所具有的最邻近原子的数目称为配位数） 每两个邻近原子都沿一个<1,1,1,>方向， 处于四面体顶点的两个原子连线沿一个<1,1,0>方向， 四面体不共顶点两个棱中点连线沿一个<1,0,0,>方向。
半导体物理与器件复习资料
非平衡载流子寿命公式： 本征载流子浓度公式： 本征半导体：晶体中不含有杂质原子的材料 半导体功函数：指真空电子能级E 0与半导体的费米能级E f 之差 电子>(<)空穴为n(p)型半导体，掺入的是施主(受主)杂质原子。 Pn 结击穿的的两种机制：齐纳效应和雪崩效应 载流子的迁移率 扩散系数 爱因斯坦关系式 两种扩散机制：晶格扩散，电离杂质扩散 迁移率受掺杂浓度和温度的影响 金属导电是由于自由电子；半导体则是因为自由电子和空穴；绝缘体没有自由移动的带电粒子，其不导电。 空间电荷区：冶金结两侧由于n 区内施主电离和p 区内受主电离而形成的带净正电与负电的区域。 存储时间：当pn 结二极管由正偏变为反偏是，空间电荷区边缘的过剩少子浓度由稳定值变为零所用的时间。 费米能级：是指绝对零度时，电子填充最高能级的能量位置。 准费米能级：在非平衡状度下，由于导带和介质在总体上处于非平衡，不能用统一的费米能级来描述电子和空穴按能级分布的问题，但由于导带中的电子和价带中的空穴按能量在各自能带中处于准平衡分布，可以有各自的费米能级成为准费米能级。 肖特基接触：指金属与半导体接触时，在界面处的能带弯曲，形成肖特基势垒，该势垒导放大的界面电阻值。 非本征半导体：将掺入了定量的特定杂质原子，从而将热平衡状态电子和空穴浓度不同于本征载流子浓度的材料定义为非本征半导体。 简并半导体：电子或空穴的浓度大于有效状态密度，费米能级位于导带中（n 型）或价带中（p 型）的半导体。 直接带隙半导体：导带边和价带边处于k 空间相同点的半导体。 电子有效质量：并不代表真正的质量，而是代表能带中电子受外力时，外力与加速度的一个比例常熟。 雪崩击穿：由空间电荷区内电子或空穴与原子电子碰撞而产生电子--空穴对时，创建较大反偏pn 结电流的过程 1、什么是单边突变结？为什么pn 结低掺杂一侧的空间电荷区较宽？ ①冶金结一侧的掺杂浓度大于另一侧的掺杂浓度的pn 结；②由于pn 结空间电荷区p 区的受主离子所带负电荷与N 区的施主离子所带正电荷的量是相等的，而这两种带点离子不能自由移动的，所以空间电荷区内的低掺杂一侧，其带点离子的浓度相对较低，为了与高掺杂一侧的带电离子的数量进行匹配，只有增加低掺杂一侧的宽度 。 2、为什么随着掺杂弄得的增大，击穿电压反而下降？ 随着掺杂浓度的增大，杂质原子之间彼此靠的很近而发生相互影响，分离能级就会扩展成微带，会使原奶的导带往下移，造成禁带宽度变宽，不如外加电压时，能带的倾斜处隧长度Δx 变得更短，当Δx 短到一定程度，当加微小电压时，就会使p 区价带中电子通过隧道效应通过禁带而到达N 区导带，是的反响电流急剧增大而发生隧道击穿，所以。。。。。。 3、对于重掺杂半导体和一般掺杂半导体，为何前者的迁移率随温度的变化趋势不同？试加以定性分析。 对于重掺杂半导体，在低温时，杂质散射起主导作用，而晶格振动散射与一般掺杂半导体相比较影响并不大，所以这时随着温度的升高，重掺杂半导体的迁移率反而增加；温度继续增加下，晶格振动散射起主导作用，导致迁移率下降。 对于一般掺杂半导体，由于杂质浓度低，电离杂子散射基本可以忽略，其主要作用的是晶格振动散射，所以温度越高，迁移率越小。 4、漂移运动和扩散运动有什么不同？对于非简并半导体而言，迁移率和扩散系数之间满足什么关系？ 漂移运动是载流子在外电场的作用下发生的定向运动，而扩散运动是由于浓度分布不均，导致载流子从浓度高的地方向浓度低的地方定向运动。前者的推动力是外电场，后者的推动力是载流子的分布引起的。 关系为：T k D 0 //εμ= 5、什么叫统计分布函数？并说明麦克斯韦-玻尔兹曼、玻色-爱因斯坦、费米狄拉克分布函数的区别？ 描述大量粒子的分部规律的函数。 ①麦克--滋曼分布函数：经典离子，粒子可区分，而且每个能态多容纳的粒子数没有限制。 ②波色--斯坦分部函数：光子，粒子不可区分，每个能态所能容纳的粒子数没有限制。 ③费米狄拉克分布函数：晶体中的电子，粒子不可分辨，而且每个量子态，只允许一个粒子。 6、画出肖特基二极管和pn 结二极管的正偏特性曲线；并说明它们之间的差别。 两个重要的区别：反向饱和电流密度的数量级，开关特性； 两种器件的电流输运机构不同：pn 结中的电流是由少数载流子的扩散运动决定的，而肖特基势垒二极管中的电流是由多数载流子通过热电子发射越过内建电势差而形成的。 肖特基二极管的有效开启电压低于pn 结二极管的有效开启电压。 7、（a ）5个电子处于3个宽度都为a=12A °的三维无限深势阱中，假设质量为自由电子质量，求T=0k 时费米能级（b ）对于13个电子呢？ 解：对于三维无限深势阱 对于5个电子状态，对应nxnynz=221=122包含一个电子和空穴的状态 ev E F 349.2)122(261.022=++?= 对于13个电子……=323=233 ev E F 5.742)323(261.0222=++?= 8、T=300k 时，硅的实验测定值为p 0=2×104cm -3,Na=7*1015cm -3, (a)因为P 0 半导体材料能带测试及计算 对于半导体，是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，其具有一定的带隙(E g)。通常对半导体材料而言，采用合适的光激发能够激发价带(VB)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。 图1. 半导体的带隙结构示意图。 在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。通过对半导体的结构进行表征，可以通过其电子能带结构对其光电性能进行解析。对于半导体的能带结构进行测试及分析，通常应用的方法有以下几种(如图2)： 1.紫外可见漫反射测试及计算带隙E g； 2.VB XPS测得价带位置(E v)； 3.SRPES测得E f、E v以及缺陷态位置； 4.通过测试Mott-Schottky曲线得到平带电势； 5.通过电负性计算得到能带位置. 图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。 1.紫外可见漫反射测试及计算带隙 紫外可见漫反射测试 2.制样： 背景测试制样：往图3左图所示的样品槽中加入适量的BaSO4粉末（由于BaSO4粉末几乎对光没有吸收，可做背景测试），然后用盖玻片将BaSO4粉末压实，使得BaSO4粉末填充整个样品槽，并压成一个平面，不能有凸出和凹陷，否者会影响测试结果。 样品测试制样：若样品较多足以填充样品槽，可以直接将样品填充样品槽并用盖玻片压平；若样品测试不够填充样品槽，可与BaSO4粉末混合，制成一系列等质量分数的样品，填充样品槽并用盖玻片压平。 图3. 紫外可见漫反射测试中的制样过程图。 1.测试： 用积分球进行测试紫外可见漫反射（UV-Vis DRS），采用背景测试样（BaSO4粉末）测试背景基线（选择R%模式），以其为background测试基线，然后将样品放入到样品卡槽中进行测试，得到紫外可见漫反射光谱。测试完一个样品后，重新制样，继续进行测试。 ?测试数据处理 数据的处理主要有两种方法：截线法和Tauc plot法。截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。两者之间存在E g(eV)=hc/λg=1240/λg(nm)的数量关系，可以通过求取λg来得到E g。由于目前很少用到这种方法，故不做详细介绍，以下主要来介绍Tauc plot法。 具体操作： 1、一般通过UV-Vis DRS测试可以得到样品在不同波长下的吸收，如图4所示; 图4. 紫外可见漫反射图。 物理学与人类文明 任课老师：戴长建 班级：材化一班 姓名：余伟 学号：20114203 半导体技术对人类社会的影响 材化一班余伟20114203 半导体材料对20世纪的人类文明所起的巨大影响最令人惊讶。20世纪是科学技术突飞猛进的100年，原子能、半导体、激光和电子计算机被称为20世纪的四大发明，后三大发明是紧密相关的。 半导体，指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。 半导体电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质称为半导体：室温时电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm之间，温度升高时电阻率则减小。半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。 半导体的分类，按照其制造技术可以分为：集成电路器件，分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类，虽然不常用，但还是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其规模进行分类的方法。此外，还有按照其所处理的信号，可以分成模拟、数字、 模拟数字混成及功能进行分类的方法。 半导体五大特性∶掺杂性，热敏性，光敏性，负电阻率温度特性，整流特性。 ★在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。 ★在光照和热辐射条件下，其导电性有明显的变化。 半导体材料的制造 为了满足量产上的需求，半导体的电性必须是可预测并且稳定的，因此包括掺杂物的纯度以及半导体晶格结构的品质都必须严格要求。常见的品质问题包括晶格的错位、双晶面，或是堆栈错误都会影响半导体材料的特性。对于一个半导体元件而言，材料晶格的缺陷通常是影响元件性能的主因。目前用来成长高纯度单晶半导体材料最常见的方法称为裘可拉斯基制程。这种制程将一个单晶的晶种放入溶解的同材质液体中，再以旋转的方式缓缓向上拉起。在晶种被拉起时，溶质将会沿着固体和液体的接口固化，而旋转则可让溶质的温度均匀。 最早的实用“半导体”是「电晶体（Transistor）/ 二极体（Diode）」。 一、在无线电收音机（Radio）及电视机（Television）中，作为“讯号放大器/整流器”用。 二、近来发展「太阳能（Solar Power）」，也用在「光电池（Solar Cell）」中。 三、半导体可以用来测量温度，测温范围可以达到生产、生活、 半导体制程 一、洁净室 一般的机械加工是不需要洁净室(clean room)的，因为加工分辨率在数十微米以上，远比日常环境的微尘颗粒为大。但进入半导体组件或微细加工的世界，空间单位都是以微米计算，因此微尘颗粒沾附在制作半导体组件的晶圆上，便有可能影响到其上精密导线布局的样式，造成电性短路或断路的严重后果。 为此，所有半导体制程设备，都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中，这就是洁净室的来由。洁净室的洁净等级，有一公认的标准，以class 10为例，意谓在单位立方英呎的洁净室空间内，平均只有粒径0.5微米以上的粉尘10粒。所以class后头数字越小，洁净度越佳，当然其造价也越昂贵。 为营造洁净室的环境，有专业的建造厂家，及其相关的技术与使用管理办法如下： 1．内部要保持大于一大气压的环境，以确保粉尘只出不进。所以需要大型鼓风机，将经滤网的空气源源不绝地打入洁净室中。 2．为保持温度与湿度的恒定，大型空调设备须搭配于前述之鼓风加压系统中。换言之，鼓风机加压多久，冷气空调也开多久。 3．所有气流方向均由上往下为主，尽量减少突兀之室内空间设计或机台摆放调配，使粉尘在洁净室内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。 4．所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。 5．所有人事物进出，都必须经过空气吹浴 (air shower) 的程序，将表面粉尘先行去除。 6．人体及衣物的毛屑是一项主要粉尘来源，为此务必严格要求进出使用人员穿戴无尘衣，除了眼睛部位外，均需与外界隔绝接触(在次微米制程技术的工厂内，工作人员几乎穿戴得像航天员一样。) 当然，化妆是在禁绝之内，铅笔等也禁止使用。 7．除了空气外，水的使用也只能限用去离子水 (DI water, de-ionized water)。一则防止水中粉粒污染晶圆，二则防止水中重金属离子，如钾、钠离子污染MOS晶体管的载子信道（channel），影响半导体组件的工作特性。去离子水以电阻率 (resistivity) 来定义好坏，一般要求至17.5M?-cm以上才算合格；为此需动用多重离子交换树脂、RO逆渗透、与UV紫外线杀菌等重重关卡，才能放行使用。由于去离子水是最佳的溶剂与清洁剂，其在半导体工业之使用量极为惊人！ 8．洁净室所有用得到的气源，包括吹干晶圆及机台空压所需要的，都得使用氮气 (98%)，吹干晶圆的氮气甚至要求99.8%以上的高纯氮！以上八点说明是最基本的要求，另还有污水处理、废气排放的环保问题，再再需要大笔大笔的建造与维护费用! 二、晶圆制作 硅晶圆 (silicon wafer) 是一切集成电路芯片的制作母材。既然说到晶体，显然是经过纯炼与结晶的程序。目前晶体化的制程，大多是采用「柴可拉斯基」(Czycrasky) 拉晶法 (CZ法)。拉晶时，将特定晶向 (orientation) 的晶种 (seed)，浸入过饱和的纯硅熔汤 (Melt) 中，并同时旋转拉出，硅原子便依照晶种晶向，乖乖地一层层成长上去，而得出所谓的晶棒 (ingot)。晶棒的阻值如果太低，代表其中导电杂质 (impurity dopant) 太多，还需经过FZ法 (floating-zone) 的再结晶 (re-crystallization)，将杂质逐出，提高纯度与阻值。辅拉出的晶棒，外缘像椰子树干般，外径不甚一致，需予以机械加工修边，然后以X光绕射法，定出主切面 (primary flat) 的所在，磨出该平面；再以内刃环锯，削下一片片的硅晶圆。最后经过粗磨 (lapping)、化学蚀平 (chemical etching) 与拋光 (polishing) 等程序，得出表面粗糙度在0.3微米以下拋光面之晶圆。(至于晶圆厚度，与其外径有关) 三、半导体制程设备 半导体制程概分为三类：(1)薄膜成长 (2)微影罩幕 (3)蚀刻成型。设备也跟着分为四类：(a)高温炉管 (b)微影机台 (c)化学清洗蚀刻台 (d)电浆真空腔室。其中(a)~(c)机台依序对应(1)~(3)制程，而新近发展的第(d)项机台，则分别应用于制程(1)与(3)。 根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg 光学吸收系数满足方程：α=(A/hν)(hν-Eg)1/2，其中 A 是比例常数，hν是光子能量，Eg 是ZnO的能隙。Eg可以通过画(αhν)2与hν的曲线，然后把线性部分延长到α=0得出。这些数据先用excel计算出来，再导入origin画出曲线图，然后做切线，切线与和横坐标的交点数值就是禁带宽度 在origin中做曲线的切线的话~那个切点是怎么确定的 下一个画切线的插件targent，它会自动画，切点选一个最陡峭的点 1.薄膜：需要的数据：薄膜厚度d，透过谱T%，并且还要知道半导体是直接还是间接型。首先需要求吸收系数（absorption coefficiency, a） a=-ln(T%)/d A α= d hv的计算在origin里进行，大概可以使用hv=1240/(wavelength(nm))得到 间接半导体：纵坐标为(ahv)^2，横坐标为hv 直接半导体：纵坐标为(ahv)^(1/2)，横坐标为hv 最后，做出曲线的切线（这方面我是自己拉一条直线），与横轴的交点就是Eg。 2.粉体：需要的数据：粉体的漫反射谱Rx。同样也需要换算成吸收系数，使用a=(1-Rx)2/2Rx (这个就是Kubelka-Munk Function)。其他的就是按照薄膜同样的方法进行了。 当然，这些方法都是近似的，其中还会存在粉体颗粒对光的散射，薄膜岛状结构对光的散射而对最后结果产生的误差，所以，在研究化学和材料方面可以作为一定知道的数据。 方法1：利用紫外可见漫反射测量中的吸光度与波长数据作图，利用截线法做出吸收波长阈值λg(nm)， 利用公式Eg=1240/λg (eV) 计算禁带宽度。 方法2：利用(Ahν)2 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。也可利用(Ahν)0.5 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。前者为间接半导体禁带宽度值，后者为直 接半导体禁带宽度值。A (Absorbance) 即为紫外可见漫反射中的吸光度。 方法3：利用(αhν)2 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。也可利用(αhν)0.5 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。前者为间接半导体禁带宽度值，后者为 直接半导体禁带宽度值。α(Absorption Coefficient ) 即为紫外可见漫反射中的吸收系数。α与A成正比。 方法4：利用[F(R∞)hν]2 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。也可利用 [F(R∞)hν]0.5 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。前者为间接半导体禁带宽度半导体材料能带测试及计算
半导体技术对人类社会的影响
半导体技术-半导体制程
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg