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1、第1章1、现代信息的定义？信息材料包含几大部分？现代信息技术的定义：现代信息技术是以微电子和光电子学为基础，以计算机与通讯技术为核心，对各种信息进行收集、处理、存储、传递和显示的综合技术。信息材料的定义：信息材料是指用其各种物理、化学特性，实现信息收集、处理、存储、传递和显示的材料传统信息的定义：信息是客观世界各种事物特征和变化的反映。现代信息的定义：信息是物质、事物、现象的属性、状态、关系标记的集合。 2、信息技术的定义是什么？3、信息材料与信息技术的关系？4、迄今为止，人类社会已经发生过哪四次信 息技术革命？第2章1、传感器的定义传感器是借助于检测元件接收一种形式的信息，并按一定的规律将所
2、获取的信息转换成另一种信息的装置。目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。2 、PN结和平面MOS器件的工作原理3、信息获取材料的主要特征信息获取材料在外场作用下，其物理性质（主要为光电性质）将发生迅速的、线性的改变。在外场取消以后，信息获取材料的性质立即有恢复原状。4、什么是PTC、NTC和CTR材料？PTC是正温度系数（Positive Temperature Coefficient）的缩写。随着材料科学的迅猛发展，PTC电阻的应用已从电子领域进入到电力领域，其能容和耐压水平都有了大幅度的提高，单片通流容量 1KA，耐压1200
3、V，其阻值变化范围大于兆欧级，居里温度点Tc根据需要可在80120之间选择。随着温度增加，材料电阻增加。 PTC材料主要是以BaTiO3或V2O3为基的热敏陶瓷 NTC-负温度系数热敏材料 随着温度增加，材料电阻减小。可分为低温、常温和高温NTC热敏电阻材料等几类 低温（300K）NTC热敏电阻材料主要是由MnO、CoO、NiO、Fe2O3、CuO等两种或两种以上的氧化物构成的一些AB2O4尖晶石型氧化物半导体陶瓷。这类材料的负电阻温度系数大、性能稳定，可以在空气中使用，被广泛用于低温测温和控温。常温（300570K）NTC热敏电阻材料为AB2O4尖晶石型的含Mn氧化物。高温（5701773k
4、）NTC热敏电阻材料的种类较大，一般分为AO2萤石型、AB2O4尖晶石型、ABO3钙钛矿型和Al2O3刚玉型四种类型。 临界温度（CTR）热敏电阻材料 CTR热敏电阻材料是指在一定的温度，发生半导体-金属间相变，从而呈现负电阻突变特性的一类材料。 主要是一些以VO2为基的半导体材料。工艺上是用将V2O5陶瓷材料在1000左右的还原气氛中烧结并急冷的方法来制备VO2基半导体材料的。VO2的相变温度约为68。5、霍尔传感器工作原理，主要优点。 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。 霍尔器件优点：结构牢固，体积小，重量轻，寿命
5、长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀6、什么是内、外光电效应？光电效应:当具有一定能量的光子作用到某些物体上, 转化为该物体中一些电子的能量而产生电效应，这种现象称为光电效应。光电效应一般分为外光电效应、光电导效应和光生伏特效应三类。后两类又称为内光电效应，根据这些效应可制成不同的光电转换器件(或称光敏元件)。4 外光电效应：光线照射在某些物体上，而使电子从这些物体表面逸出的现象称为外光电效应，也称光电子发射，逸出的电子称为光电子。2）内光电效应：光照射在半导体材料上，材料中处于价带的电子吸收光子能量，通过禁带跃入导带，使导带内电子浓度
6、和价带内空穴增多，即激发出光生电子-空穴对，从而使半导体材料产生电效应。光子能量必须大于材料的禁带宽度Eg才能产生内光电效应。内光电效应按其工作原理可分为两种：光电导效应、光生伏特效应7、太阳电池工作原理。太阳电池是利用pn结内建电场作用，分离入射光产生的电子-空隙对，在正负电极形成电势。 当入射太阳光能量大于吸收层半导体能隙时，入射光与半导体相互作用可以产生光生载流子，所产生的电子-空穴对靠半导体内形成的内建电场分开到两极，正负电荷分别被上下电极收集。由金属导连接正负电极对外提供电能。 8、名词解释CCD、CMOSCCD Charge Coupled Device 电荷耦合器件原理 利用金属
7、-绝缘体-半导体(MIS)电容结构,在MIS电容的金属 极板上施加正向电压, 半导体中的载流子(电子)会在绝缘体与半导体界面,半导体则形成一定厚度的空间电荷区。在施加电压的瞬间，电子不能跟上外界变化，此时的强反型对电子是一个势阱。外加电压越大、势阱深度越深. 利用电子在不同势阱深度之间的转移，达到收集光电子的目的。分类 可见光CCD 红外光CCD X射线CCD 紫外光CCD互补金属氧化物半导体图像传感器（即CMOS）CMOS以XY地址扫描方式取出信号，被选中的像素信号经列放大器和模拟多路选择其输出。输出的是离散的电流或电压信号序，这些信号经过ADC转化为对应数字信号，这些信号可以进行进一步的后
8、处理。最后由芯片接口输出至外部。1 CCD结构中的产生的光生电荷，在垂直、水平MOS电容器之间顺序转移，最后由FD放大读出。与之对应的CMOS结构像素读出电路内置放大器，信号以电流或电压的方式存储，并通过行列地址选取的形势读出。因此CMOS结构传输信号不易受到传输路径上噪声的影响，且CMOS结构读取方便，具有较高的操作自由度。2 CMOS采用LSI制造工艺，易于片上系统的实现。3 CMOS电源单一，且较低有利于低功耗系统实现。在感光度、像素本身噪声等方面，CCD技术因其技术成熟度仍有一定优势。另外由于CCD光信号存储的同时性，其在高速摄影方面不存在CMOS图像扭曲问题。第3章1、微芯片制造有哪
9、5大制造阶段？5个大的制造阶段：硅片制备集成电路制造硅片测试/拣选装配与封装终测1.硅片制备：将硅从沙土中提炼并纯化。经过特殊工艺产生适当直径的硅锭。然后将硅锭切割成用于制造微芯片的薄硅片。2.集成电路制造：裸露的硅片到达硅片制造厂，然后经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂步骤。加工完的硅片具有永久刻蚀在硅片上的一整套集成电路。3.硅片的测试/拣选：硅片制造完成后，硅片被送到测试/拣选区，进行单个芯片的探测和电学测试。然后拣选出可接受和不可接受的芯片，并为有缺陷的芯片做标记。不会把硅片测试失效的芯片送给客户，而通过硅片测试的芯片将继续进行以后的工艺。4.装配与封装：硅片测试/拣选后，硅片进入装
10、配和封装步骤，以便把单个芯片包装在一个保护管壳内。硅片的背面进行研磨以减小衬底的厚度。一片厚的塑料膜被贴在每个硅片的背面，然后，在正面沿着划片线用带金刚石的锯刃将每个硅片上的芯片分开。粘的塑料膜保护硅芯片不脱落。在装配厂，好的芯片被压焊或抽真空形成装配包。稍后，将芯片密封在塑料或陶瓷壳内。最终的实际封装形式随芯片类型及其应用场合而定。5.测试：由于系统芯片(SoC)的测试成本几乎占芯片成本的一半,因此未来集成电路测试面临的最大挑战是如何降低测试成本。结构测试和内置自测试可大大缩短测试开发时间和降低测试费用。2、名词解释 SOI并阐述其制备方法所谓SO I 就是指具有在一绝缘衬底上再生长一层单晶
11、硅薄膜, 或者是单晶硅薄膜被一绝缘层(通常是SiO 2) 从支撑的硅衬底中分开这样结构的材料。氧离子注入是目前制作SOI材料最成熟、最具竞争力、最可行的制造方法之一, 其主要优势是制作的硅膜和隐埋层(BOX) 均匀性较好, 这是因为氧离子注入是以晶片表面作为参考面, 顶层硅膜、埋层SiO2退火时均能得到保角变换。S IMOX 基本工艺包括: (1) 氧离子注入(剂量约为3101721018cm - 2) ;（2) 高温(1350) 热退火1 4 小时; (3) 晶片清洗(即去掉表面微粒和沾污)。SO I 材料的制备方法有多种, 过去经常采用的有离子束、电子束或激光区熔再结晶(ZMR)外延横向生
12、长法(ELO )等, 这些方法各有特色, 但对于制造商用SOI晶片来说,其生产能力和成本因素略显不足。目前, 注氧隔离法(SIMOX) 和硅片键合法是制造低成本商用SOI 晶片的两种主要方法, 并在国际上形成了两大生产流派。3、半导体的定义与性质半导体定义：电阻率介于10-3-109.cm,导电性能介于金属与绝缘体之间的一大类固体。半导体性质：电阻率随温度升高而指数式下降；光照或掺杂等外来因素严重影响其电阻率；材料中有两种载流子参与导电。4、名词解释 TCO并举出其主要应用TCO Transparent Conduction Oxides 特点：Eg 大于 3.0 eV(让波长大于380nm光
13、透过) 偏离化学配比 材料中出现氧空位 大多呈现n型导电材料。主要材料 CdO SnO2:F ITO(In2O3:Sn) ZnO:Al主要参数：可见光透光率大于90%，方块电阻小于100主要用途：平面显示器、太阳电池、探测器等透明前电极。5、名词解释CVD PECVD APCVD LPCVD MOCVD MBE CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积)，指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。CVD特点：淀积温度低，薄膜成份易控，膜厚与淀积时间成正比，均匀性，重复性好，台阶覆盖性优
14、良。PECVD ( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ) 等离子体增强化学气相沉积法, 借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。优点：基本温度低；沉积速率快；成膜质量好，针孔较少，不易龟裂。 缺点：设备投资大、成本高，对气体的纯度要求高；涂层过程中产生的剧烈噪音、强光辐射、有害气体、金属蒸汽粉尘等对人体有害；对小孔孔径内表面难以涂层等。APCVD（Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition）常压化学气相淀
15、积，在大气压下进行的一种化学气相淀积的方法，这是化学气相淀积最初所采用的方法。这种工艺所需的系统简单，反应速度快，但是均匀性较差，台阶覆盖能力差，所以一般用于厚的介质淀积。第4章1、信息存储材料的定义。信息存储材料指能够用于纪录和存储信息的材料。 这类材料在外场（光、电、磁、热等）作用下，其物理性质或状态将发生突变，变化后的状态可以保持较长的时间。2、信息存储材料与信息传感材料的异同，并举例。传感材料与存储材料的区别 传感材料在外场作用下其物理性质会发生与外场强度相关的变化，外场撤出后立即恢复以前的状态。 存储材料在外场作用下其物理性质发生突变，外场撤出以后不会立即恢复。3、简述GMR磁头工作原理4、磁记录的特点存储容量大，位价格低、记录介质可重复使用、记录信息可长期保存、非破坏性读出、采用机械装置，机械结构复杂、存取速度慢、对工作环境要求高5、磁带与磁头材料的区别6、简述光盘的读取原理。将CD进行回放时，用一个低能激光二极管发出的波长为0.78毫米的红外光照射在二极管下“流过”的凹区和凸区。当凹区经过时，激光束就会比凸区经过时伸出一些。由
