2023年通信电子计算机技能考试-半导体芯片制造工考试历年高频考点试题含答案

2023年通信电子计算机技能考试-半导体芯片制造工考试历年高频考点试题含答案（图片大小可自由调整）第1卷一.参考题库(共100题)1.影响外延薄膜的生长速度的因素有哪些？2.大容量可编程逻辑器件分为（）和（）。3.简述在芯片制造中对金属电极材料有什么要求？4.叙述氮化硅的湿法化学去除工艺。5.禁带宽度的大小决定着（）的难易，一般半导体材料的禁带宽度越宽，所制作的半导体器件中的载流子就越不易受到外界因素，如高温和辐射等的干扰而产生变化。6.二氧化硅在扩散时能对杂质起掩蔽作用进行（）扩散。A、预B、再C、选择7.什么是扩散效应？什么是自掺杂效应？这两个效应使得衬底/外延界面杂质分布有怎样的变化？8.例举并描述6种不同的塑料封装形式。9.给出半导体质量测量的定义。例出在集成电路制造中12种不同的质量测量。10.简述几种典型真空泵的工作原理。11.在半导体制造工艺中往往把减薄、划片、分片、装片、内引线键合和管壳封装等一系列工艺称为（）。12.用肉眼或显微镜可观察二氧化硅的以下质量：颜色（）、结构（）；表面无（）、无（）、不发花；表面无裂纹、（）。13.在突缘电阻焊工艺中，要获得良好的焊接质量，必须确定的基本规范包括（）A、焊接电流、焊接电压和电极压力B、焊接电流、焊接时间和电极压力C、焊接电流、焊接电压和焊接时间14.MEMSSi加工工艺主要分为哪两类，它们最基本的区别是什么？15.描述热氧化过程。16.片状源扩散具有设备简单，操作方便，晶片缺陷少，均匀性、重复性和表面质量都较好，适于批量生产，应用越来越普遍。（）17.解释什么是暗场掩模板？18.说明水汽氧化的化学反应，水汽氧化与干氧氧化相比速度是快还是慢？为什么？19.硅外延片的应用包括（）。A、二极管和三极管B、电力电子器件C、大规模集成电路D、超大规模集成电路20.解释正性光刻和负性光刻的区别？为什么正胶是普遍使用的光刻胶？最常用的正胶是指哪些胶？21.例举并描述IC生产过程中的5种不同电学测试。22.硅外延生长工艺包括（）。A、衬底制备B、原位HCl腐蚀C、生长温度，生长压力，生长速度D、尾气的处理23.下图为直流等离子放电的I-V曲线，请分别写出a-g各段的名称。可用作半导体制造工艺中离子轰击的是其中哪一段？试解释其工作原理。24.简述几种常用的氧化方法及其特点。25.半导体材料可根据其性能、晶体结构、结晶程度、化学组成分类。比较通用的则是根据其化学组成可分为（）半导体、（）半导体、固溶半导体三大类。26.简述硼和磷的退火特性。 27.半导体中的离子注入掺杂是把掺杂剂（）加速到的需要的（），直接注入到半导体晶片中，并经适当温度的（）。28.Ⅰ号液是（）过氧化氢清洗液.A、碱性B、酸性C、中性29.描述净化间的舞厅式布局。30.人们规定：（）电压为安全电压.A、36伏以下B、50伏以下C、24伏以下31.Si-SiO2界面电荷有哪几种？简述其来源及处理办法。 32.液相外延的原理是饱和溶液随着温度的降低产生过饱和结晶。（）33.对RTP来说，很难在高温下处理大直径晶圆片而不在晶圆片边缘造成热塑应力引起的滑移。分析滑移产生的原因。如果温度上升速度加快后，滑移现象变得更为严重，这说明晶圆片表面上的辐射分布是怎样的？34.描述RF溅射系统。35.什么叫光刻？光刻工艺质量的基本要求是什么？36.杂质原子的扩散方式有哪几种？它们各自发生的条件是什么？从原子扩散的角度举例说明氧化增强扩散和氧化阻滞扩散的机理。38.解释空气质量净化级别。39.铝丝与铝金属化层之间用加热、加压的方法不能获得牢固的焊接，甚至根本无法实现焊接的原因是铝的表面在空气中极易生成一层（），它们阻挡了铝原子之间的紧密接触，达不到原子之间引力范围的间距。40.非接触式厚膜电路丝网印刷时，丝网与基片之间有一定的距离，称为间隙，通常为（）。A、小于0.1mmB、0.5～2.0mmC、大于2.0mm41.解释铝已经被选择作为微芯片互连金属的原因。42.解释发生刻蚀反应的化学机理和物理机理。43.描述金属复合层中用到的材料？44.以P2O5为例，多晶硅中杂质扩散的方式及分布情况。45.什么是溅射产额，其影响因素有哪些？简述这些因素对溅射产额产生的影响。46.器件的横向尺寸控制几乎全由（）来实现。A、掩膜版B、扩散C、光刻47.位错的形成原因是（）。A、位错就是由弹性形变造成的B、位错就是由重力造成的C、位错就是由范性形变造成的D、以上答案都不对48.什么是外延层？为什么硅片上要使用外延层？49.气中的一个小尘埃将影响整个芯片的（）性、（）率，并影响其电学性能和（）性，所以半导体芯片制造工艺需在超净厂房内进行。50.什么是特征尺寸CD？51.什么是薄膜？52.个投影曝光系统采用ArF光源，数值孔径为0.6，设k1=0.6，n=0.5，计算其理论分辨率和焦深。53.场效应晶体管的栅源电压变化可以控制漏电流变化。（）54.二氧化硅薄膜在集成电路中具有怎样的应用？55.CVD淀积过程中两个主要的限制步骤是什么？它们分别在什么情况下会支配整个淀积速率？56.半导体芯片制造工艺对水质的要求一般.（）57.介质隔离是以绝缘性能良好的电介质作为“隔离墙”来实现电路中各元器件间彼此电绝缘的一种隔离方法。常用的电介质是（）层。A、多晶硅B、氮化硅C、二氧化硅58.白光照射二氧化硅时，不同的厚度有不同的（）。59.给出使用初级泵和真空泵的理由。60.目前在半自动化和自动化的键合机上用的金丝或硅铝丝都是经生产厂家严格处理包装后销售，一般不能再退火，一经退火反而坏了性能。（）61.写出IC制造的5个步骤。62.热生长SiO2–Si系统中的电荷有哪些？63.为什么说洁净技术是半导体芯片制造过程中的一项重要技术？64.简述在热氧化过程中杂质再分布的四种可能情况。65.浸没式光刻机相对于传统的光刻机有何不同。66.解释下列名词：互连、接触、通孔和填充塞。67.说明构成每个单元所需的基本门和基本单元的集成电路设计过程叫（）：A、逻辑设计B、物理设计C、电路设计D、系统设计68.简述BOE（或BHF）刻蚀SiO2的原理。69.什么是印刷电路板？70.半导体分立器件、集成电路对外壳的主要要求之一是：良好的热性能。外壳应有小的（），使芯片的热量有效地散逸出去，保证器件在正常结温下工作。A、热阻B、阻抗C、结构参数71.单相3线插座接线有严格规定（）A、“左零”“右火”B、“左火”“右零”72.恒定表面源扩散的杂质分布在数学上称为（）分布。A、高斯B、余误差C、指数73.刻蚀工艺有哪两种类型？简单描述各类刻蚀工艺。74.腐蚀二氧化硅的水溶液一般是用（）A、盐酸B、硫酸C、硝酸D、氢氟酸75.抛光片的电学参数包括电阻率，载流子浓度，迁移率，直径、厚度、主参考面等。（）76.光刻工艺是利用感光胶感光后抗腐蚀的特性在半导体晶片表面的掩膜层上的工艺（）A、刻制图形B、绘制图形C、制作图形77.例举高k介质和低k介质在集成电路工艺中的作用。78.描述电子回旋共振（ECR）。79.例举硅片制造厂房中的7种玷污源。80.STI隔离技术中，为什么采用干法离子刻蚀形成槽？81.集成电路制造中有哪几种常见的扩散工艺？各有什么优缺点？82.粘封工艺中，常用的材料有哪几类？83.离子源的目的是什么？最常用的离子源是什么？84.定义刻蚀选择比。干法刻蚀的选择比是高还是低？高选择比意味着什么？85.半导体集成电路生产中，元件之间隔离有（）（）（）隔离等三种基本方法.86.解释扫描投影光刻机是怎样工作的？扫描投影光刻机努力解决什么问题？87.什么是无源元件？例举出两个无源元件的例子。什么是有源元件？例举出两个有源元件的例子。88.洁净区工作人员应注意些什么？89.恒定表面源扩散的杂质分布在数学上称为什么分布？（）A、高斯函数B、余误差函数C、指数函数D、线性函数90.衬底清洗过程包括哪几个步骤？91.厚膜浆料存在触变性，流体受到外力作用时黏度迅速下降，外力消失后，黏度迅速恢复原状。（）92.采用LPCVDTEOS淀积的是什么膜？这层膜的优点是什么？93.名词解释：CVD、LPCVD、PECVD、VPE、BPSG。（将这些名词翻译成中文并做出解释）。94.最通常的半导体材料是什么？该材料使用最普遍的原因是什么？95.例举出7种先进封装技术。96.引线焊接有哪些质量要求？97.采用CF4作为气体源对SiO2进行刻蚀，在进气中分别加入O2或H2对刻蚀速率有什么影响？随着O2或H2进气量的增加，对Si和SiO2刻蚀选择性怎样变化？为什么？ 98.单晶是原子或离子沿着三个不同的方向按一定的周期有规则的排列，并沿一致的晶体学取向所堆垛起来的远程有序的晶体。（）99.简述RTP设备的工作原理，相对于传统高温炉管它有什么优势？100.腐蚀V形槽一般采用（）的湿法化学腐蚀方法。第1卷参考答案一.参考题库1.正确答案: 1）温度高温区B区，生长速率对温度的变化不敏感，生长速率由气相质量输运控制，并且对反应室的几何形状和气流有很大的依赖性。低温区A区，生长速率对温度的变化非常敏感，生长速率完全由表面化学反应控制。外延温度选在高温区：生长速率处于质量输运控制范围，温度的微小波动不会影响生长速率显著变化；淀积在表面的硅原子具有足够的能量和迁移能力，易找到合适的位置形成单晶；外延温度太高，会使自掺杂效应和扩散效应加重。 2）反应剂浓度外延生长速率由以下两因素较慢放入一个决定：氢还原𝐒𝐢𝐂𝐥4析出硅原子的速率；被释放出来的硅原子在衬底上生成单晶层的速率。𝐒𝐢𝐂𝐥4浓度较小，𝐒𝐢𝐂𝐥4被氢还原析出硅原子的速度远小于被释放出来的硅原子在衬底上生成单晶硅速度，化学反应速度控制外延层的生长速率；增加𝐒𝐢𝐂𝐥4浓度，化学反应速率加快，生长速度提高。浓度大到一定程度，化学反应释放硅原子速度大于硅原子在衬底表面的排列生长速度，此时生长速率受硅原子在衬底表面排列生长的速度控制。进一步增大𝐒𝐢𝐂𝐥4浓度（Y=0.1）生长速率减小；当Y=0.27时，逆向反应发生硅被腐蚀； 反向腐蚀越严重，生长速率下降，当Ｙ>0.28时，只存在腐蚀反应。 3）气流速率气体流速越大，边界层越薄，相同时间内转移到单位衬底表面上的反应剂数量越多，外延层生长速率也越快；当气流大到一定程度时，外延层的生长速率基本不随气体流量增大而加快。因为此时边界层厚度很薄，输运到衬底表面的反应剂数量可能超过外延温度下的化学表面反应需要的数量，此时生长速率由化学反应速率决定。 4）衬底晶向不同晶面的键密度不同，键合能力存在差别，会对生长速率产生一定影响。共价键密度小，键合能力差，生长速率慢，例如（111）晶面；共价键密度大，键合能力强，生长速率快，例如（110）晶面。2.正确答案:复杂可编程逻辑器件；现场可编程门阵列3.正确答案: 1、能很好的阻挡材料扩散； 2、高电导率，低欧姆接触电阻； 3、在半导体和金属之间有很好的附着能力； 4、抗电迁能力强； 5、在很薄和高温下具有很好的稳定性； 6、抗侵蚀和抗氧化性好。 7、具有高的导电率和纯度。 8、与下层存底（通常是二氧化硅或氮化硅）具有良好的粘附性。 9、与半导体材料连接时接触电阻低。 10、能够淀积出均匀而且没有“空洞”的薄膜，易于填充通孔。 11、易于光刻和刻蚀，容易制备出精细图形。 12、很好的耐腐蚀性。 13、在处理和应用过程中具有长期的稳定性。4.正确答案:去除氮化硅使用热磷酸进行湿法化学剥离掉的。这种酸槽一般始终维持在160℃左右并对露出的氧化硅具有所希望的高选择比。用热磷酸去除氮化硅是难以控制的，通过使用检控样片来进行定时操作。在曝露的氮化硅上常常会形成一层氮氧化硅，因此在去除氮化硅前，需要再HF酸中进行短时间处理。如果这一层氮氧化硅没有去掉，或许就不能均匀地去除氮化硅。5.正确答案:电子从价带跳到导带6.正确答案:C7.正确答案: 扩散效应是指衬底中的杂质与外延层中的杂质，在外延生长时互相扩散，引起衬底与外延层界面附近杂质浓度的缓慢变化。扩散效应对界面杂质分布情况的影响，与温度、衬底和外延层的掺杂情况、杂质类型及扩散系数、外延层的生长速度和缺陷等因素有关。自掺杂效应：在外延生长过程中，衬底和外延层中的杂质因热蒸发，或因化学反应的副产物对衬底或外延层的腐蚀，都会使衬底和外延层中的杂质进入边界层中，改变了边界层中的掺杂成分和浓度，从而导致了外延层中杂质的实际分布偏离理想情况。 8.正确答案:6种不同的塑料封装形式： （1）双列直插封装（DIP）：典型有两列插孔式管脚向下弯，穿过电路板上的孔。 （2）单列直插封装（SIP）：是DIP的替代品，用以减小集成电路组件本体所占据电路板的空间。 （3）薄小型封装（TSOP）：广泛用于存储器和智能卡具有鸥翼型表面贴装技术的管脚沿两边粘贴在电路板上相应的压点。 （4）西边形扁平封装（QFP）：是一种在外壳四边都有高密度分布的管脚表面贴装组件。 （5）具有J性管脚的塑封电极芯片载体（PLCC） （6）无引线芯片载体（LCC）：是一种电极被管壳周围包起来以保持低刨面的封装形式9.正确答案:半导体质量测量定义了硅片制造的规范要求，以确保满足器件的性能和可靠性。集成电路制造中的12种不同的质量测量：1.膜厚2.方块电阻3.膜应力4.折射率5.掺杂浓度6.无图形表面缺陷7.有图形表面缺陷8.关键尺寸9.台阶覆盖10.套刻标记11.电容-电压特性12.接触的角度10.正确答案: 几种典型的真空泵结构：①活塞式机械泵；②旋片式机械泵；③增压器——罗茨泵；④油扩散泵；⑤涡轮分子泵；⑥低温吸附泵；⑦钛升华泵；⑧溅射离子泵.①活塞式机械泵：吸气阶段，气体经过右侧阀进入汽缸。压缩阶段，两个阀均关闭，气体被压缩。排气阶段，气体经过左侧阀被排出到高压力区。②旋片式机械泵：采用旋片代替活塞进行抽气和压缩运动。单级旋片式机械泵的终极真空大约为20mTorr，两级泵则能达到1mTorr以下。此类压缩泵工作时，水蒸气的凝聚可能导致腐蚀。需要泵油，可能会对真空腔室产生污染。③增压器——罗茨泵：罗茨泵可被作为常规的旋片式机械泵的预压缩装置使用，用来提高入口压力，增加排量。④油扩散泵：真空泵油经电炉加热沸腾后，产生一定的油蒸汽沿着蒸汽导流管传输到上部，经由三级伞形喷口向下喷出，形成一股向出口方向运动的高速蒸汽流。油分子与气体分子碰撞，把动量交给气体分子自己慢下来，而气体分子获得向下运动的动量后便迅速往下飞去。 在射流的界面内，气体分子不可能长期滞留，因而界面内气体分子浓度较小。由于这个浓度差，使被抽气体分子得以源源不断地扩散进入蒸汽流而被逐级带至出口，并被前级泵抽走。 慢下来的蒸汽流向下运动过程中碰到水冷的泵壁，油分子冷凝，沿着泵壁流回蒸发器继续循环使用。⑤涡轮分子泵：利用高速旋转的动叶轮将动量传给气体分子，使气体产生定向流动而抽气的真空泵。由许多级组成，每个级上都包括以大于2000r/min的极高转速的风机叶片和一套被称为定子的静止的叶片，定子和转子之间的间隙为1mm量级。每一级的压缩比不大，但级数很多，整个泵的压缩比可达𝟏𝟎𝟗。涡轮分子泵的优点是启动快，能抗各种射线的照射，耐大气冲击，无气体存储和解吸效应，无油蒸气污染或污染很少，能获得清洁的超高真空。⑥低温吸附泵：由闭合循环冷冻机组成，冷冻机的冷头一般维持在20K左右，封装在泵体里并连接到真空系统，通过低温凝聚气体分子。需前级泵，具有最高极限真空度，无回油污染问题，但工作后需再生处理。⑦钛升华泵：加热Ti丝，使Ti原子蒸发出来。Ti与反应室内的气体分子反应，凝结在腔壁上。⑧溅射离子泵：阳极和阴极间加高压，电子在阳极被加速，在磁场作用下旋转。气体分子与旋转的电子碰撞而电离（潘宁放电），气体离子被加速向阴极运动，被阴极材料（如Ti）吸附，并且把表面的Ti溅射出来。溅射出来的Ti原子还可以与气体离子反应，使抽速增大。11.正确答案:组装12.正确答案:是否均匀；是否致密；斑点；白雾；无针孔13.正确答案:B14.正确答案: Si工艺体硅微机械加工工艺（Bulkmicromaching）——用晶圆自身材料来制作MEMS结构 优势：可用于制作大的深宽比、很厚的结构 表面微机械加工工艺（Surfacemicromachining）——与IC工艺兼容牺牲层制作阻挡层制作牺牲层释放工艺15.正确答案:①干氧：Si＋O2 SiO2 氧化速度慢，氧化层干燥、致密，均匀性、重复性好，与光刻胶 的粘附性好 ②水汽氧化：Si+H2O SiO2（固）+H2（气） 氧化速度快，氧化层疏松，均匀性差，与光刻胶的粘附性差 ③湿氧：氧气携带水汽，故既有Si与氧气反应，又有与水汽反应 氧化速度、氧化质量介于以上两种方法之间16.正确答案:正确17.正确答案:暗场掩膜版是指一个掩膜版，它的石英版上大部分被铬覆盖，并且不透光。18.正确答案:化学反应：Si+2H2O->SiO2+2H2 水汽氧化与干氧氧化相比速度更快，因为水蒸气比氧气在二氧化硅中扩散更 快、溶解度更高19.正确答案:A,B,C,D20.正确答案:正性光刻把与掩膜版上相同的图形复制到硅片上，负性光刻把与掩膜版上图形相反的图形复制到硅片表面，这两种基本工艺的主要区别在于所用的光刻胶的种类不同。正刻胶在进行曝光后留下来的的光刻胶在曝光前已被硬化，它将留在硅片表面，作为后步工艺的保护层，不需要改变掩膜版的极性，并且负性光刻胶在显影时会变形和膨胀，所以正胶是普遍使用的光刻胶传统的I线光刻胶，深紫外光刻胶。21.正确答案:IC生产过程中的5种不同电学测试： （1）IC设计验证：描述、调试和检验新的芯片设计，保证符合规格要求，是在生产前进行的。 （2）在线参数测试：为了监控工艺，在制作过程的早期（前端）进行的产品工艺检验测试。在硅片制造过程中进行。 （3）硅片拣选测试（探针）：产品功能测试，验证每一个芯片是否符合产品规格。在硅片制造后进行。 （4）可靠性：集成电路加电并在高温下测试，以发现早期失效（有时候，也在在线参数测试中进行硅片级的可靠性测试）。在封装的IC进行。 （5）终测：使用产品规格进行的产品功能测试。在封装的IC进行。22.正确答案:A,B,C,D23.正确答案: ab段为无光放电区；bc段为汤生放电；c点为放电的着火点，cd段为前期辉光放电；de段为正常辉光放电区ef段为反常辉光放电；fg段为电弧放电。 正常辉光放电区—de段，电流的增加与电压无关，只与阴极上产生辉光的表面积有关。在这个区域内，阴极的有效放电面积随电流增加而增大，而阴极有效放电区内的电流密度保持恒定。 在这一阶段，导电的粒子数目大大增加，在碰撞过程中转移的能量也足够高，因此会产生明显的辉光，维持辉光放电的电压较低，而且不变。气体击穿之后，电子和正离子来源于电子的碰撞和正离子的轰击使气体电离，即使不存在自然电离源，放电也将继续下去。这种放电方式又称为自持放电。24.正确答案: 制备SiO2的方法有很多，热分解淀积、溅射、真空蒸发、阳极氧化法、化学气相淀积、热氧化法等。热生长法制备的SiO2质量好，是集成电路的重要工艺之一。热氧化法：Si与氧或水汽等氧化剂在高温下发生化学反应生成SiO2。热氧化法制备SiO2的特点：具有很高的重复性和化学稳定性，其物理性质和化学性质不太受湿度和中等温度热处理的影响；降低Si表面的悬挂键，使表面态密度减小；很好地控制界面陷阱和固定电荷。（1）.干氧氧化在高温下，氧气与硅反应生成SiO2。氧化温度为900-1200℃，为了防止外部气体的玷污，炉内气体压力应比一个大气压稍高些，可通过气体流速来控制。优点：结构致密、干燥、均匀性和重复性好，掩蔽能力强，与光刻胶黏附好，目前制备高质量的SiO2薄膜基本上都是采用这种方法。缺点：干氧氧化法的生长速率慢，所以经常同湿氧氧化方法相结合生长SiO2。（2）.水汽氧化在高温下，硅与高纯水产生的蒸气反应生成SiO2。产生的H2分子沿Si-SiO2界面或者以扩散方式通过SiO2层―逃离‖。因为水比氧气在SiO2中有更高的扩散系数和大得多的溶解度，所以水汽氧化的生长速率一般比较高。（3）.湿氧氧化湿氧氧化的氧化剂是通过高纯水的氧气，高纯水一般被加热到95℃左右。通过高纯水的氧气携带一定水蒸气，所以湿氧氧化的氧化剂既含有氧，又含有水汽。因此，SiO2的生长速率介于干氧和水汽氧化之间，与氧气流量、水汽的含量有着密切关系。如果水汽含量很少，SiO2的生长速率和质量就越接近于干氧氧化的情况，反之，就越接近 水汽氧化情况。水汽含量与水温和氧气流量有关。氧气流量越大，水温越高，则水汽含量就越大。氢气和氧气，H2+O2→H2O采用高温合成技术进行水汽氧化，在这种氧化系统中，氧化剂是由纯氢和纯氧直接反应生成的水汽。（4）.快速热氧化工艺（RTO）制备深亚微米器件的栅极氧化层，非常薄<30Å在实际生产中，根据要求选择干氧氧化、水汽氧化或湿氧氧化。对于制备较厚的SiO2层来说，往往采用的是干氧-湿氧-干氧相结合的氧化方式。这种氧化方式既保证SiO2表面和Si-SiO2界面质量，又解决了生长效率的问题。25.正确答案:元素；化合物26.正确答案: 硼退火特性电激活比例：自由载流子数p和注入剂量Ns的比对于低剂量的情况，随退火温度上升，电激活比例增大。对于高剂量情况，可以把退火温度分为三个区域：在区域I中，随退火温度上升，点缺陷的移动能力增强，因此间隙硼和硅原子与空位的复合几率增加，使点缺陷消失，替位硼的浓度上升，电激活比例增加，自由载流子浓度增大。当退火温度在500-600℃的范围内，点缺陷通过重新组合或结团，降低其能量。因为硼原子非常小，和缺陷团有很强的作用，很容易迁移或被结合到缺陷团中，处于非激活位置，因而出现随温度的升高而替位硼的浓度下降的现象，也就是自由载流子浓度随温度上升而下降的现象（逆退火特性）。在区域Ⅲ中，硼的替位浓度以接近于5eV的激活能随温度上升而增加，这个激活能与升温时Si自身空位的产生和移动的能量一致。产生的空位向间隙硼处运动，因而间隙硼就可以进入空位而处于替位位置，硼的电激活比例也随温度上升而增加。实际退火条件，要根据注入时靶温、注入剂量及对材料性能的要求来选择。注入剂量低，不发生逆退火现象，退火温度不需要太高。1012/cm2，800度，几分钟。 室温注入与靶温较高时注入时，产生非晶区的临界剂量不同，退火要求也不同。磷退火特性图中虚线所表示的是损伤区还没有变为非晶层时的退火性质，实线则表示非晶层的退火性质。对于1X1015/cm2和5X1015/cm2时所形成的非晶层，退火温度在600℃左右，低于剂量为1014左右没有形成非晶层时的退火温度，这是因为两种情况的退火机理不同。非晶层的退火效应是与固相外延再生长过程相联系的，在再生长过程中，V族原子实际上与硅原子是难以区分，被注入的V族原子P在再结晶过程中与硅原子一样，同时被结合到晶格位置上。27.正确答案:离子；能量；退火处理28.正确答案:A29.正确答案:净化间的舞厅式布局为大的制造间具有10000级的级别，层流工作台则提供一个100级的生产环境。30.正确答案:A31.正确答案: 可动离子电荷Qm来源：主要来源于Na+等网络改变者。解决办法：为了降低Na+的玷污，可以在工艺过程中采取预防措施包括①使用含氯的氧化工艺；②用氯周期性地清洗管道、炉管和相关的容器；③使用超纯净的化学物质；④保证气体及气体传输过程的清洁。另外保证栅材料不受玷污也是很重要的。氧化层陷阱电荷Qot来源：在氧化层中有些缺陷能产生陷阱，这些缺陷有：①悬挂键；②界面陷阱；⑤硅-硅键的伸展；④断键的氧原子（氧的悬挂键）；⑤弱的硅-硅键（它们很容易破裂，面表现电学特性）。⑥扭曲的硅-氧键；⑦Si-H和Si-OH键。 产生陷阱电荷的方式主要有电离辐射和热电子注入等 解决办法：减少电离辐射陷阱电荷的主要方法有三种：①选择适当的氧化工艺条件以改善SiO2结构。为抗辐照，氧化最佳工艺条件，常用1000℃干氧氧化。②在惰性气体中进行低温退火（150-400℃）可以减少电离辐射陷阱。③采用对辐照不灵敏的钝化层，例如A12O3，Si3N4等。氧化层固定电荷Qf来源：通常是由Si-SiO2之间过渡区的结构改变引起的。该区中存在有过剩的硅离子，在氧化过程中与晶格脱开但还未完全与氧反应。处理办法：快速退火能有效地减小氧化层固定电荷密度。右图为Deal三角，说明了这种效应。界面陷阱电荷Qit来源：界面处存在的不完整化合价及不饱和键，使得电子和空穴可以很容易地被俘获。处理办法：界面态密度与衬底晶向、氧化层生长条件和退火条件密切有关。在相同的工艺条件下、（111）晶向的硅衬底产生的界面态密度最高，（100）晶向的最低。通过采用特殊的退火工艺可以有效减少界面态密度。32.正确答案:正确33.正确答案: 硅片热不均匀的因素三个因素造成硅片的热不均匀问题（硅片边缘温度比中心低）： 圆片边缘接收的热辐射比圆片中心少 圆片边缘的热损失比圆片中心大 气流对圆片边缘的冷却效果比圆片中心好 边缘效应造成的温度梯度通常在几十甚至上百度，不仅导致热处理工艺的不均匀，且可能造成滑移等缺陷和硅片的翘曲。34.正确答案:35.正确答案: 光刻是一种图形复印和化学腐蚀相结合的精密表面加工技术。 对光刻工艺质量的基本要求是：刻蚀的图形完整、尺寸准确、边缘整齐、线条陡直；图片内无小岛、不染色、腐蚀干净；图形套合十分准确；介质膜或金属膜上无针孔；硅片表面清洁、不发花、无残留的被腐蚀物质。36.正确答案: ①交换式：两相邻原子由于有足够高的能量，互相交换位置。②空位式：由于有晶格空位，相邻原子能移动过来。③填隙式：在空隙中的原子挤开晶格原子后占据其位，被挤出的原子再去挤出其他原子。④在空隙中的原子在晶体的原子间隙中快速移动一段距离后，最终或占据空位，或挤出晶格上原子占据其位。以上几种形式主要分成两大类：①替位式扩散；②填隙式扩散。替位式扩散如果替位杂质的近邻没有空位.则替位杂质要运动到近邻晶格位置上，就必须通过互相换位才能实现。这种换位会引起周围晶格发生很大的畸变，需要相当大的能量，因此只有当替位杂质的近邻晶格上出现空位，替位式扩散才比较容易发生。填隙型扩散挤出机制：杂质在运动过程中―踢出‖晶格位置上的硅原子进入晶格位置，成为替位杂质，被―踢出‖硅原子变为间隙原子；Frank-Turnbull机制：也可能被―踢出‖的杂质以间隙方式进行扩散运动。当它遇到空位时可被俘获，成为替位杂质。 37.属于绝缘体的37.正确答案是（）。A、金属、石墨、人体、大地B、橡胶、塑料、玻璃、云母、陶瓷C、硅、锗、砷化镓、磷化铟D、各种酸、碱、盐的水溶液正确答案:B38.正确答案:净化级别标定了净化间的空气质量级别，它是由净化室空气中的颗粒尺寸和密度表征的。这一数字描绘了要怎样控制颗粒以减少颗粒玷污。净化级别起源于美国联邦标准2009。如果净化间级别仅用颗粒数来说明，例如1级净化间，则只接受1个0.5um的颗粒。这意味着每立方英尺中尺寸等于或大于0.5um的颗粒最多允许一个。39.正确答案:氧化物40.正确答案:B41.正确答案:（1）铝与P型硅及高浓度N型硅均能形成低欧姆接触； （2）电阻率低； （3）与SiO2粘附性强，无需粘附层-----铝很容易和二氧化硅反应，加热形成氧化铝； （4）能单独作为金属化布线，工艺简单； （5）能用电阻丝加热蒸发，工艺简单； （6）铝互连线与内引线键合容易； （7）能轻易淀积在硅片上，可用湿法刻蚀而不影响下层薄膜。综上所述，在硅IC制造业中，铝和它的主要过程是兼容的，电阻低，可不加接触层、粘附层和阻挡层等，工艺简单，产品价格低廉。42.正确答案:在纯化学机理中，等离子体产生的反应元素（自由基和反应原子）与硅片表面的物质发生应。物理机理的刻蚀中，等离子体产生的带能粒子（轰击的正离子）在强电场下朝硅片表面加速，这些离子通过溅射刻蚀作用去除未被保护的硅片表面材料。43.正确答案:44.正确答案: 在多晶硅薄膜中进行杂质扩散的扩散方式与单晶硅中的方式是不同的，因为多晶硅中有晶粒间界存在，所以杂质原子主要沿着晶粒间界进行扩散。主要有三种扩散模式：①晶粒尺寸较小或晶粒内的扩散较快，以至从两边晶粒间界向晶粒内的扩散相互重叠，形成如图A类分布。②晶粒较大或晶粒内的扩散较慢，所以离晶粒间界较远处杂质原子很少，形成如图B类分布。③与晶粒间界扩散相比，晶粒内的扩散可以忽略不计，因此形成如图C类分布。所以多晶扩散要比单晶扩散快得多，其扩散速度一般要大两个数量级。45.正确答案: 溅射产额：影响因素：离子质量、离子能量、靶原子质量、靶的结晶性只有当入射离子的能量超过一定能量（溅射阈值）时，才能发生溅射，每种物质的溅射阈值与被溅射物质的升华热有一定的比例关系。随着入射离子能量的增加，溅射率先是增加，其后是一个平缓区，当离子能量继续增加时，溅射率反而下降，此时发生了离子注入现象。溅射产额与入射离子种类的关系：溅射产额S依赖于入射离子的原子量，原子量越大，则溅射率越高。溅射产额也与入射离子的原子序数有密切的关系，呈现出随离子的原子序数周期性变化关系，凡电子壳层填满的元素作为入射离子，则溅射率最大。因此，惰性气体的溅射率最高，氩通常被选为工作气体，氩被选为工作气体的另一个原因是可以避免与靶材料起化学反应。溅射产额与入射角度的关系：溅射产额对角度的依赖性于靶材料及入射离子的能量密切相关。 金、铂、铜等高溅射产额材料一般与角度几乎无关。Ta和Mo等低溅射产额材料，在低离子能量情况下有明显的角度关系，溅射产额在入射角度为40°左右时最大。低能量时，以不完整余弦的形式分布，最小值存在于接近垂直入射处；高能量溅射产额近似为：，θ为靶的法线与入射离子速度矢量的夹角。46.正确答案:C47.正确答案:C48.正确答案:外延层是指在硅的外延中以硅基片为籽晶生长一薄膜层，新的外延层会复制硅片的晶体结构，并且结构比原硅片更加规则。外延为器件设计者在优化器件性能方面提供了很大的灵活性，例如可以控制外延层掺杂厚度、浓度、轮廓，而这些因素与硅片衬底无关的，这种控制可以通过外延生长过程中的掺杂来实现。外延层还可以减少CMOS器件中的闩锁效应。49.正确答案:完整；成品；可靠性50.正确答案:最小特征尺寸，称为关键尺寸（CriticalDimension，CD）CD常用于衡量工艺难易的标志。51.正确答案:薄膜：指某一维尺寸远小于另外两维上的尺寸的固体物质。 好的台阶覆盖能力 、高的深宽比填隙能力（>3：1） 厚度均匀（避免针孔、缺陷）、高纯度和高密度、受控的化学剂量 结构完整和低应力、好的粘附性（避免分层、开裂致漏电）52.正确答案: 分辨率： 焦深：53.正确答案:正确54.正确答案:①器件保护（避免划伤和污染），因sio2致密； ②表面钝化（饱和悬挂键，降低界面态；需一定厚度，降低漏电流等）； ③用作绝缘介质和隔离（LOCOS，STI）如：隔离（如场氧，需要一定的厚度）； ④绝缘栅（膜厚均匀，无电荷和杂质，需干氧氧化）、多层布线绝缘层、电容介质等； ⑤选择性扩散掺杂的掩膜。55.正确答案: CVD过程包括两个部分：一、反应剂在边界层中的输运二、反应剂在衬底表面的化学反应 存在两种极限情况：①hg>>ks，Cs趋于Cg，淀积速率受表面化学反应速率控制。反应剂数量：主气流输运到硅片表面的﹥表面化学反应所需要的②hg<<ks，Cs趋于0，淀积速率受质量输运速率控制。反应剂数量：表面化学反应所需要的﹥主气流输运到硅片表面的①低温情况下，表面化学反应速率控制ks=k0e−EA/KT淀积速率随温度的升高而成指数增加。②高温情况下，质量输运控制由于反应速度的加快，输运到表面的反应剂数量低于该温度下表面化学反应所需要的数量，这时的淀积速率将转为由质量输运控制，基本不再随温度变化而变化。56.正确答案:错误57.正确答案:C58.正确答案:干涉色59.正确答案:当真空里的压强减低时，气体分子间的空间加大了，这成为气体流过系统及在工艺腔内产生等离子体的重要因素。而初级泵可以去除腔内99.99%的原始空气或其他成分，高级真空泵用来获得压力范围10e-3托到10e-9托的高级和超高级真空。60.正确答案:正确61.正确答案:62.正确答案:界面陷阱电荷、可移动氧化物电荷。63.正确答案: 半导体芯片制造，尤其是随着高度集成复杂电路和微波器件的发展，要求获得细线条、高精度、大面积的图形，各种形式的污染都将严重影响半导体芯片成品率和可靠性。生产中的污染，除了由于化学试剂不纯、气体纯化不良、去离子质量不佳引入之外，环境中的尘埃、杂质及有害气体、工作人员、设备、工具、日用杂品等引入的尘埃、毛发、皮屑、油脂、手汗、烟雾等都是重要汚染来源。例如，PN结表面污染上尘埃、皮屑、油脂等将引起反向漏电或表面沟道，手汗引起的Na离子沾污会使MOS器件阈值电压飘移，甚至导致晶体管电流放大系数不稳定，空气中尘埃的沾污将引起器件性能下降，以致失效；光刻涂胶后尘埃的沾污将使二氧化硅层形成针孔或小岛；大颗粒尘埃附着在光刻胶表面，会使掩膜版与芯片间距不一致，使光刻图形模糊；高温扩散过程中，附着在硅片上的尘埃将引起局部掺杂和快速扩散，使结特性变坏。所以洁净技术是半导体芯片制造过程中的一项重要技术。64.正确答案: 如果假设硅中的杂质分布是均匀的，而且氧化气氛中又不含有任何杂质，则再分布有四种可能。①分凝系数m＜l，且在SiO2中是慢扩散的杂质，也就是说在分凝过程中杂质通过SiO2表面损失的很少，硼就是属于这类。再分布之后靠近界面处的SiO2中的杂质浓度比硅中高，硅表面附近的浓度下降。②m＜1，且在SiO2中是快扩散的杂质。因为大量的杂质通过SiO2表面跑到气体中去，杂质损失非常厉害，使SiO2中的杂质浓度比较低，但又要保证界面两边的杂质浓度比小于1，使硅表面的杂质浓度几乎降到零，在H2气氛中的硼就属于这种情况。③m＞1，且在SiO2中慢扩散的杂质。再分布之后硅表面附近的杂质浓度升高，磷就属于这种杂质。④m＞l，且在SiO2中快扩散的杂质。在这种情况下，虽然分凝系数大于1，但因大量杂质通过SiO2表面进入气体中而损失，硅中杂质只能不断地进入SiO2中，才能保持界面两边杂质浓度比等于分凝系数，最终使硅表面附近的杂质浓度比体内还要低，镓就是属于这种类型的杂质。对于m＝1，而且也没有杂质从SiO2表面逸散的情况，热氧化过程也同样使硅表面杂质浓度降低。这是因为一个体积的硅经过热氧化之后转变为两个多体积的SiO2，由此，要使界面两边具有相等的杂质浓度（m＝1），那么杂质必定要从高浓度硅中向低浓度SiO2中扩散，即硅中要消耗一定数量的杂质，以补偿增加的SiO2体积所需要的杂质。65.正确答案: 根据瑞利判据：要提高分辨率，可以通过增大数值孔径NA来实现。传统曝光设备在镜头与硅片之间的介质是空气，空气的折射率是1；浸液式光刻机采用一种高折射率的介质代替空气，那么NA就能够提高。66.正确答案:（1）互连：由导电材料，如铝、多晶硅和铜制成的连线将电信号传输到芯片的不同部分。互连也被用于芯片上器件和器件整个封装之间的金属连接。（2）接触：硅芯片内部的器件与第一金属层间在硅片表面的连接。（3）通孔：穿过各种介质从某一金属层到毗邻金属层形成电通路的开口。（4）填充薄膜：用金属薄膜填充通孔以便在两层金属间形成电连接。67.正确答案:A68.正确答案: 二氧化硅腐蚀 最常见的湿法腐蚀工艺之一是在稀释的HF溶剂中进行的SiO2湿法腐蚀法。常用腐蚀液配比是6：1，10：1，50：1，意味着6份，10份或50份（体积）的水于一份HF混合。发生的总反应如下：SiO2+6HF→H2SiO6+2H2O实际反应时，是腐蚀液中的HF发生电离产生氢离子和氟离子HF←→H++F− 六个F−与二氧化硅中的一个Si+4结合生成负二价的六氟硅酸根络离子[（SiF6）2-]，它与两个H+结合，生成六氟硅酸（H2SIF6）。 显然反应速率与𝐅−和𝑯++的浓度有关，因此在腐蚀过程中通常加入氟化铵（𝐍𝐇4𝐅）作为缓冲剂，𝐍𝐇4𝐅能够电离生成𝐅−以补充随着反应推进而逐渐减少的𝐅−数量，并使HF电离平衡向左移动，调节溶液的PH值，以减轻腐蚀液对光刻胶的腐蚀作用。加入𝐍𝐇4𝐅的HF溶液称为BOE（bufferedoxideetching）或BHF（bufferedHF.。69.正确答案:印刷电路板（PCB）又称为底板或载体，用焊料将载有芯片的集成电路块粘贴在板上的电路互连，同时使用连接作为其余产品的电子子系统的接口。70.正确答案:A71.正确答案:A72.正确答案:B73.正确答案:刻蚀工艺：干法刻蚀和湿法刻蚀。 干法刻蚀是把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体，等离子体通过光刻胶中开出的窗口，与硅片发生物理或化学反应（或这两种反应），从而去掉曝露的表面材料，一般用于亚微米尺寸。 湿法刻蚀中，液体化学试剂（如酸、碱和溶剂等）以化学方式去除硅片表面的材料，一般用于尺寸较大的情况下（大于3微米）。74.正确答案:D75.正确答案:错误76.正确答案:A77.正确答案:78.正确答案:ECR反应器在1~10毫托的工作压力下产生很密的等离子体。它在磁场环境中采用2.45GHZ微波激励源来产生高密度等离子体。ECR反应器的一个关键点是磁场平行于反应剂的流动方向，这使自由电子由于磁力的作用做螺旋运动。当电子的回旋频率等于所加的微波电场频率时，能有效地把电能转移到等离子体中的电子上。这种振荡增加了电子碰撞的可能性，从而产生高密度的等离子体，获得大的离子流。这些反应离子朝硅片表面运动并与表面层反应而引起刻蚀反应。79.正确答案:硅片制造厂房中的七中沾污源： （1）空气：净化级别标定了净化间的空气质量级别，它是由净化室空气中的颗粒尺寸和密度表征的； （2）人：人是颗粒的产生者，人员持续不断的进出净化间，是净化间沾污的最大来源； （3）厂房：为了是半导体制造在一个超洁净的环境中进行，有必要采用系统方法来控制净化间区域的输入和输出； （4）水：需要大量高质量、超纯去离子水，城市用水含有大量的沾污以致不能用于硅片生产。去离子水是硅片生产中用得最多的化学品 （5）工艺用化学品：为了保证成功的器件成品率和性能，半导体工艺所用的液态化学品必须不含沾污； （6）工艺气体：气体流经提纯器和气体过滤器以去除杂质和颗粒； （7）生产设备：用来制造半导体硅片的生产设备是硅片生产中最大的颗粒来源。80.正确答案:采用干法刻蚀，是为了保证深宽比。81.正确答案: 扩散工艺分类：按原始杂质源在室温下的相态分类，可分为固态源扩散，液态源扩散和气态源扩散。固态源扩散（1）.开管扩散优点：开管扩散的重复性和稳定性都很好。（2）.箱法扩散优点；箱法扩散的硅表面浓度基本由扩散温度下杂质在硅中的固溶度决定，均匀性较好。（3）.涂源法扩散缺点：这种扩散方法的表面浓度很难控制，而且又不均匀。（4）.杂质源也可以采用化学气相淀积法淀积，这种方法的均匀性、重复性都很好，还可以把片子排列很密，从而提高生产效率，其缺点是多了一道工序。液态源扩散液态源扩散优点：系统简单，操作方便，成本低，效率高，重复性和均匀性都很好。扩散过程中应准确控制炉温、扩散时间、气体流量和源温等。源瓶的密封性要好，扩散系统不能漏气。气态源扩散气态杂质源多为杂质的氢化物或者卤化物，这些气体的毒性很大，且易燃易爆，操作上要十分小心。快速气相掺杂（RVD）气体浸没激光掺杂（GILD）82.正确答案: 常用胶粘剂有热固性树脂、热塑性树脂和橡胶型胶粘剂3大类。83.正确答案:目的：使待注入的物质以带电粒子束的形式存在 最常用的源：Freeman离子源和Bernas离子源84.正确答案:85.正确答案:Pn结介质；Pn结隔离；Pn结介质混合86.正确答案:扫描投影光刻机的概念是利用反射镜系统把有1：1