2024年通信电子计算机技能考试-半导体芯片制造工笔试参考题库含答案

“人人文库”水印下载源文件后可一键去除，请放心下载！（图片大小可任意调节）2024年通信电子计算机技能考试-半导体芯片制造工笔试参考题库含答案“人人文库”水印下载源文件后可一键去除，请放心下载！第1卷一.参考题库(共75题)1.描述RF溅射系统。2.描述曝光波长和图像分辨率之间的关系。3.钯．银电阻的烧结分预烧结、烧结、降温冷却三个阶段。（）4.例举硅片制造厂房中的7种玷污源。5.腐蚀V形槽一般采用（）的湿法化学腐蚀方法。6.二氧化硅薄膜在集成电路中具有怎样的应用？7.解释下列名词：互连、接触、通孔和填充塞。8.pn结的击穿电压和反向漏电流既是晶体管的重要直流参数，也是评价（）的重要标志。A、扩散层质量B、设计C、光刻9.厚膜混合集成电路的基片种类很多，目前常用的有：氧化铝陶瓷，（），氮化铝（A1N）陶瓷。10.采用无定形掩膜的情况下进行注入，若掩蔽膜/衬底界面的杂质浓度减少至峰值浓度的1/10000，掩蔽膜的厚度应为多少？用注入杂质分布的射程和标准偏差写出表达式。11.解释投射电子能显微镜。12.简述你所在工艺的工艺质量要求？你如何检查你的工艺质量？13.下图是硅烷反应淀积多晶硅的过程，写出发生反应的方程式，并简述其中1～5各步的含义。 14.金丝球焊的优点是无方向性，键合强度一般（）同类电极系统的楔刀焊接。15.对净化间做一般性描述。16.光学光刻中影响图像质量的两个重要参数是什么？17.双极晶体管的高频参数是（）。A、hFEVcesB、BVceC、ftfm18.简述在芯片制造中对金属电极材料有什么要求？19.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。20.说明SiO2的结构和性质，并简述结晶型SiO2和无定形SiO2的区别。21.什么是硅片的自然氧化层？由自然氧化层引起的三种问题是什么？22.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。23.热蒸发法淀积薄膜的淀积速率与哪些因素有关？淀积速率的测量采用什么办法？24.例举并描述光刻中使用的两种曝光光源。25.写出IC制造的5个步骤。26.分别简述RVD和GILD的原理，它们的优缺点及应用方向。27.简述RTP在集成电路制造中的常见应用。28.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29.描述在硅片厂中使用的去离子水的概念。30.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。（）31.离子注入后为什么要进行退火？32.丝网印刷膜的厚度不随着刮板移动速度的增加而减小。（）33.解释发生刻蚀反应的化学机理和物理机理。34.塑封中注塑成型工艺主要工艺参数有（）、模具温度、合模压力、注射压力、注射速度和成型时间。A、准备工具B、准备模塑料C、模塑料预热35.什么是离子注入中常发生的沟道效应（Channeling）和临界角？怎样避免沟道效应？36.质量输运限制CVD和反应速度限制CVD工艺的区别？37.射频放电与直流放电相比有何优点？38.叙述氮化硅的湿法化学去除工艺。39.描述RCA清洗工艺。40.什么是Moremoore定律和MorethanMoore定律？41.在光刻中，能够在增加分辨率的同时增加聚焦深度吗？为什么？42.将圆柱形的单晶硅锭制备成硅片需要哪些工艺流程？43.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？44.二氧化硅的制备方法很多，其中最常用的是高温（）、（）淀积、PECVD淀积。45.例举出硅片厂中使用的五种通用气体。46.将预先制好的掩膜直接和涂有光致抗蚀剂的晶片表面接触，再用紫外光照射来进行曝光的方法，称为（）曝光。A、接触B、接近式C、投影47.在扩散之前在硅表面先沉积一层杂质，在整个过程中这层杂质作为扩散的杂质源，不再有新的杂质补充，这种扩散方式称为：（）48.描述净化间的舞厅式布局。49.简述硼和磷的退火特性。 50.常用溅射技术有哪几种，简述它们的工作原理和特点。51.说明影响氧化速率的因素。52.最常用的金属膜制备方法有（）加热蒸发、（）蒸发、（）。53.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。（）54.什么是IC可靠性？什么是老化测试？55.名词解释：high-k；low-k；Fabless；Fablite；IDM；Foundry；Chipless。56.硅MOSFET和硅JFET结构相同。（）57.什么是印刷电路板？58.操作人员的质量职责是什么？59.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60.以P2O5为例，多晶硅中杂质扩散的方式及分布情况。61.什么叫集成电路？写出集成电路发展的五个时代及晶体管的数量？62.退火处理能使金丝和硅铝丝的抗断强度下降。（）63.解释离子束扩展和空间电荷中和。64.例举并描述金属用于硅片制造的7种要求。65.什么是多层金属化？它对芯片加工来说为什么是必需的？66.什么是硅化物？难熔金属硅化物在硅片制造业中重要的原因是什么？67.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？68.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。（）69.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。70.设置的非破坏性键合拉力通常为最小键合强度的50％。（）71.应力分为压应力和张应力，下图的形状是由于哪种应力产生的？请在图上标出应力的方向。如果要让上面的结构材料变得平整，要怎么做？72.白光照射二氧化硅时，不同的厚度有不同的（）。73.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？74.什么是CMOS技术？什么是ASIC？75.例举淀积的5种主要技术。第2卷一.参考题库(共75题)1.光致抗蚀剂在曝光前对某些溶剂是可溶的，曝光后硬化成不可溶解的物质，这一类抗蚀剂称为负性光致抗蚀剂，由此组成的光刻胶称为负性胶。（）2.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？ 3.画出侧墙转移工艺和self-aligneddoublepatterning（SADP）的工艺流程图。4.解释铝已经被选择作为微芯片互连金属的原因。5.典型的光刻工艺主要有哪几步？简述各步骤的作用。6.简述几种典型真空泵的工作原理。7.反应离子腐蚀是（）。A、化学刻蚀机理B、物理刻蚀机理C、物理的溅射刻蚀和化学的反应刻蚀相结合8.禁带宽度的大小决定着电子从价带跳到导带的难易，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（）外界因素（如高温和辐射等）的干扰而产生变化。A、越不容易受B、越容易受C、基本不受9.例出并描述4种真空范围。10.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。11.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12.什么是掺杂？例举四种常用的掺杂杂质并说明它们是n型还是p型？13.什么叫光刻？光刻工艺质量的基本要求是什么？14.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。半导体器件的粘封工艺一般选用（）。A、热塑性树脂B、热固性或橡胶型胶粘剂15.外延生长方法比较多，其中主要的有（）外延、（）外延、金属有机化学气相外延、分子束外延、（）、固相外延等。16.什么是光刻中常见的表面反射和驻波效应？如何解决？17.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？18.硅片减薄腐蚀液为氢氟酸和硝酸系腐蚀液。砷化镓片用（）系、氢氧化氨系蚀腐蚀液。19.什么是溅射产额，其影响因素有哪些？简述这些因素对溅射产额产生的影响。20.给出使用初级泵和真空泵的理由。21.一片硅片由0.3um厚的SiO2薄膜覆盖。所需数据见下表，玻尔兹曼常数k=1.38×10-23。（1）在1200℃下，采用H2O氧化，使厚度增加0.5um需要多少时间？。（2）在1200℃下，采用干氧氧化，增加同样的厚度需要多少时间？22.值称为共发射极电流放大系数，是晶体管的一个重要参数，也是检验晶体管经过硼、砷掺杂后的两个pn结质量优劣的重要标志。（）23.热退火用于消除离子注入造成的损伤，温度要低于杂质热扩散的温度，然而，杂质纵向分布仍会出现高斯展宽与拖尾现象，解释其原因。24.在MEMS加工中，为了精确控制腐蚀深度，有哪几种腐蚀停止技术，分别说一下其腐蚀停止原理。25.从寄生电阻和电容、电迁移两方面说明后道工艺中（Back-End-Of-Line，BEOL）采用铜（Cu）互连和低介电常数（low-k）材料的必要性。26.在一个晶圆上分布着许多块集成电路，在封装时将各块集成电路切开时的切口叫（）。27.例举并描述IC生产过程中的5种不同电学测试。28.例举离子注入工艺和扩散工艺相比的优点和缺点。29.什么是阻挡层金属？阻挡层材料的基本特征是什么？哪种金属常被用作阻挡层金属？30.叙述H2还原SiCl4外延的原理，写出化学方程式。31.对于某种薄膜的CVD过程，淀积温度为900℃，质量传输系数hG=10cms-1，表面反应速率系数ks=1×107exp（-1.9eV/kT）cms-1。现有以下两种淀积系统可供选择（1）冷壁，石墨支座型；（2）热壁，堆放硅片型。应该选用哪种类型的淀积系统并简述理由。32.根据原理分类，干法刻蚀分成几种？各有什么特点？33.简述BOE（或BHF）刻蚀SiO2的原理。34.描述金属复合层中用到的材料？35.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.36.在半导体工艺中，硫酸常用于去除（）和配制（）等。37.采用LPCVDTEOS淀积的是什么膜？这层膜的优点是什么？38.金属剥离工艺是以具有一定图形的光致抗蚀剂膜为掩膜，带胶蒸发或溅射所需的金属，然后在去除光致抗蚀剂膜的同时，把胶膜上的金属一起去除干净。（）39.按蒸发源加热方法的不同，真空蒸发工艺可分为：（）蒸发、（）蒸发、离子束蒸发等。A、电阻加热B、电子束C、蒸气原子40.下图为一个典型的离子注入系统。（1）给出1~6数字标识部分的名称，简述其作用。（2）阐述部件2的工作原理。 41.工艺人员完成工艺操作后要认真、及时填写工艺记录，做到记录内容详细、（）、（）、书写工整、（）。42.外壳设计包括电性能设计、热性能设计和结构设计三部分，而（）设计也包含在这三部分中间。43.写出半导体产业发展方向？什么是摩尔定律？44.解释光刻胶选择比。要求的比例是高还是低？45.集成电路封装有哪些作用？46.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、（）。47.下列晶体管结构中，在晶体管输出电流很大时常使用的是：（）A、单基极条图形B、双基极条图形C、基极和集电极引线孔都是马蹄形结构D、梳状结构48.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元素（）、（）半导体、固溶半导体三大类。49.引线焊接有哪些质量要求？50.外壳设计包括（）设计、热性能设计和结构设计三部分，而可靠性设计也包含在这三部分中间。A、电性能B、电阻C、电感51.简述电子束光刻的光栅扫描方法和矢量扫描方法有何区别。52.假设进行一次受固溶度限制的预淀积扩散，从掺杂玻璃源引入的杂质总剂量为Qcm-2。53.给出投影掩模板的定义。投影掩模板和光掩模板的区别是什么？54.单相3线插座接线有严格规定（）A、“左零”“右火”B、“左火”“右零”55.物理气相淀积最基本的两种方法是什么？简述这两种方法制备薄膜的过程。56.下图为硅外延生长速度对H2中SiCL4摩尔分量的函数曲线，试分析曲线走势，并给出其变化的原因。 57.属于绝缘体的正确答案是（）。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58.硅片关键尺寸测量的主要工具是什么？59.芯片焊接质量通常进行镜检和（）两项试验。60.表面钝化工艺是在半导体芯片表面复盖一层保护膜，使器件的表面与周围气氛隔离。（）61.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62.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63.离子源的目的是什么？最常用的离子源是什么？64.典型的GaAsMESFET结构IC的工艺流程？65.影响外延薄膜的生长速度的因素有哪些？66.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。67.例出典型的硅片湿法清洗顺序。68.钎焊包括合金烧结、共晶焊；聚合物焊又可分为（）、（）等。69.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？70.热分解化学气相淀积二氧化硅是利用（）化合物，经过热分解反应，在基片表面淀积二氧化硅。71.洁净区工作人员应注意些什么？72.二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73.分别画出单大马士革和双大马士革工艺流程图。74.例举并描述薄膜生长的三个阶段。75.名词解释：CVD、LPCVD、PECVD、VPE、BPSG。（将这些名词翻译成中文并做出解释）。第1卷参考答案一.参考题库1.参考答案：2.参考答案：减少曝光光源的波长对提高分辨率非常重要，波长的越小，图像的分辨率就越高，图像就越精确。3.参考答案：正确4.参考答案：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。5.参考答案：各向异性6.参考答案：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。7.参考答案：（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。8.参考答案：A9.参考答案：氧化铍陶瓷10.参考答案： 无定形靶内的纵向浓度分布可用高斯函数表示： 其中，Rp为投影射程，ΔRp为投影射程的标准偏差，φ为剂量。以上为浓度与深度的函数变化关系。由于离子注入过程的统计特性，离子也有穿透掩蔽膜边缘的横向散射，因此分布应考虑为二维的，既有横向也有纵向的标准偏差。射程估算：如果注入离子能量比Ec大很多，则离子在靶内主要以电子阻止形式损失能量，可按下式估算射程：R≈K1E1/2如果注入离子的能量E11.参考答案：TEM把加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的电子碰撞而电子与样品中的原子的碰撞而改变方向，从而产生立体角散射，散射角的大小与样品的密度、厚度有关，因此可以形成明暗不同的影像。TEM是惟一定量测量硅片上一些非常小特征尺寸的测量工具。12.参考答案： 外延要求：1.集电极击穿电压要求 2.集电极串联电阻要小. 3.高频大功率小型化. 刻蚀要求：1.图形转换的保真度高 2.选择比高. 3.刻蚀速率高. 4.刻蚀剖面. 5.刻蚀偏差. 6.刻蚀因子大. 7.均匀性.13.参考答案： （1）反应气体从腔体入口向晶圆片附近输运； （2）这些气体反应生成系列次生分子； （3）这些反应物输运到晶圆片表面； （4）表面反应释放出硅； （5）气体副产物解吸附； （6）副产物离开晶圆片表面的输运； （7）副产物离开反应器的输运14.参考答案：大于15.参考答案：净化间是硅片制造设备与外部环境隔离，免受诸如颗粒、金属、有机分子和静电释放（ESD）的玷污。一般来讲，那意味着这些玷污在最先进测试仪器的检测水平范围内都检测不到。净化间还意味着遵循广泛的规程和实践，以确保用于半导体制造的硅片生产设施免受玷污。16.参考答案：分辨率和焦深。17.参考答案：C18.参考答案： 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。19.参考答案：电子从价带跳到导带20.参考答案： 结晶形SiO2——由Si-O四面体在空间规则排列构成每个顶角的O原子与两个相邻四面体中心的Si原子形成共价键。无定形SiO2——Si-O四面体的空间排列没有规律Si-O-Si键桥的角度不固定，在110-180°之间，峰值144°。无定形SiO2的性质：Si-O四面体在空间的排列无规则，大部分O与相邻的两个Si-O四面体的Si形成共价键（称为桥键氧），也有一部分只与一个Si-O四面体的Si形成共价键（称为非桥键氧）；无定形网络疏松、不均匀、有孔洞，SiO2分子约占无定形网络空间体积43%，密度2.15-2.25g/cm3结晶形SiO2密度为2.65g/cm3在无定形SiO2网络中，氧的运动（1-2个Si-O键）比Si（4个Si-O键）容易；室温下Si-O键以共价键为主，也含有离子键成份，随温度的升高，离子键成份比例增大。密度：一般为2.20g/cm3（无定形，一般用称量法测量）；折射率：是波长的函数，5500Å左右时为1.46，密度较大则折射率较大；电阻率：高温干氧氧化法制备的SiO2电阻率高达1016Ω·cm；介电强度：单位厚度的SiO2所能承受的最小击穿电压，与致密程度、均匀性、杂质含量等因素有关，一般为106-107V/cm；化学性质：非常稳定，室温下只与氢氟酸发生反应： 21.参考答案：自然氧化层：如果曝露于室温下的空气或含溶解氧的去离子水中，硅片的表面将被氧化。这一薄氧化层称为自然氧化层。硅片上最初的自然氧化层生长始于潮湿，当硅片表面暴露在空气中时，一秒钟内就有几十层水分子吸附在硅片上并渗透到硅表面，这引起硅表面甚至在室温下就发生氧化。 自然氧化层引起的问题是： ①将妨碍其他工艺步骤，如硅片上单晶薄膜的生长和超薄氧化层的生长。 ②另一个问题在于金属导体的接触区，如果有氧化层的存在，将增加接触电阻，减少甚至可能阻止电流流过。 ③对半导体性能和可靠性有很大的影响22.参考答案：元素；化合物23.参考答案： 简述其工作原理。淀积速率与蒸发材料温度腔体形状等因素有关。淀积速率通常用石英晶体速率指示仪测量。所用器件为一个谐振板，它可以在谐振频率下振荡，工作时测量其振荡频率。原理：因为晶体顶部有材料蒸发淀积，所外加的质量将使得频率偏移，由测得的频率移动可得出淀积速率。淀积足够厚的材料后，谐振频率会移动几个百分点，振荡器便会失效，不再出现尖锐谐振。将频率测量系统的输出与机械挡板的控制相连，淀积层厚度可以在很宽的淀积速率范围内得到很好的控制。同时可以将淀积厚度的时间速率变化反馈给坩埚的温度控制，以得到恒定的淀积速率。24.参考答案：汞灯，高压汞灯，电流通过装有氙汞气体的管子产生电弧放电，这个电弧发射出一个特征光谱，包括240纳米到500纳米之间有用的紫外辐射准分子激光，准分子是不稳定分子是有惰性气体原子和卤素构成只存在与准稳定激发态。25.参考答案：26.参考答案： 快速气相掺杂（RVD，RapidVapor-phaseDoping）利用快速热处理过程（RTP）将处在掺杂剂气氛中的硅片快速均匀地加热至所需要的温度，同时掺杂剂发生反应产生杂质原子，杂质原子直接从气态转变为被硅表面吸附的固态，然后进行固相扩散，完成掺杂目的。同普通扩散炉中的掺杂不同，快速气相掺杂在硅片表面上并未形成含有杂质的玻璃层；同离子注入相比（特别是在浅结的应用上），RVD技术的潜在优势是：它并不受注入所带来的一些效应的影响；对于选择扩散来说，采用快速气相掺杂工艺仍需要掩膜。另外，快速气相掺杂仍然要在较高的温度下完成。杂质分布是非理想的指数形式，类似固态扩散，其峰值处于表面处。气体浸没激光掺杂（GILD://GasImmersionLaserDoping）用准分子激光器（308nm）产生高能量密度（0.5—2.0J/cm2）的短脉冲（20-100ns）激光，照射处于气态源中的硅表面；硅表面因吸收能量而变为液体层；同时气态掺杂源由于热解或光解作用产生杂质原子；通过液相扩散，杂质原子进入这个很薄的液体层，溶解在液体层中的杂质扩散速度比在固体中高八个数量级以上，因而杂质快速并均匀地扩散到整个熔化层中。 当激光照射停止后，已经掺有杂质的液体层通过固相外延转变为固态结晶体。由液体变为固态结晶体的速度非常快。在结晶的同时，杂质也进入激活的晶格位置，不需要近一步退火过程，而且掺杂只发生在表面的一薄层内。由于硅表面受高能激光照射的时间很短，而且能量又几乎都被表面吸收，硅体内仍处于低温状态，不会发生扩散现象，体内的杂质分布没有受到任何扰动。硅表面溶化层的深度由激光束的能量和脉冲时间所决定。因此，可根据需要控制激光能量密度和脉冲时间达到控制掺杂深度的目的。27.参考答案： 1）杂质的快速热激活RTP工艺最具吸引力的的热点之一是晶圆片不用达到热平衡状态，意味着电活性的有效掺杂实际上可以超过固溶度限制。例如，对砷进行数毫秒的退火，它的激活浓度可达到3×1021左右，大约是其固溶度的10倍。因为，在短时间的退火过程中，砷原子没有足够的时间来形成聚团并凝聚成无活性的缺陷。 2）介质的快速热加工快速热氧化（RTO）可以在合适的高温下通过精确控制的气氛来实现短时间生长薄氧层。（干氧方法）RTO生长的氧化层具有很好的击穿特性，电性能上坚固耐用。由于不均匀温度分布产生的晶圆片内的热塑应力影响了RTO的均匀性。若适当冷却反应腔壁，可以用作冷壁工艺，防止腔壁污染后续工艺。3）硅化物和接触的形成快速热处理也经常被用于形成金属硅化物接触，其可以仔细控制硅化反应的温度和环境气氛，以尽量减少杂污染，并促使硅化物的化学配比和物相达到最理想的状态。形成阻挡层金属也是RTP在Si技术中的一个应用，这些导电的阻挡层金属可以阻止硅衬底和用于器件互联的Al基合金之间的互扩散。另外RTP还可以在GaAs工艺中用于接触的形成，淀积一层金锗混合物并进行热退火，可以在N型GaAs材料上形成低阻的欧姆接触。28.参考答案：A,B,C,D29.参考答案：去离子水：在半导体制造过程中广泛使用的溶剂，在它里面没有任何导电的离子。DIWater的PH值为7，既不是酸也不是碱，是中性的。它能够溶解其他物质，包括许多离子化合物和供价化合物。当水分子（H2O）溶解离子化合物时，它们通过克服离子间离子键使离子分离，然后包围离子，最后扩散到液体中。30.参考答案：正确31.参考答案：推进，激活杂质，修复损伤。32.参考答案：错误33.参考答案：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。34.参考答案：C35.参考答案： 沟道效应：对晶体靶进行离子注入，当离子速度方向平行于主晶轴时，将很少受到核碰撞，离子将沿沟道运动，注入深度很深。由于沟道效应，使注入离子浓度的分布产生很长的拖尾，对于轻原子注入到重原子靶时，拖尾效应尤其明显。解决办法：A.偏离轴注入，采用7°的倾斜角，但并不能完全消除沟道效应。B.注入前破坏晶格结构，使用Si、F或Ar离子注入完成硅的预非晶化。C.使用薄的屏蔽氧化层，使离子进入晶体前的速度方向无序化，但会将部分氧注入晶体。（1）偏轴注入：一般选取5～7倾角，入射能量越小，所需倾角越大（2）衬底非晶化预处理：进行一次高剂量Ar+注入，使硅表面非晶化（3）非晶层散射：表面生长200～250Å二氧化硅（ScreenOxidE.，使入射离子进入硅晶体前方向无序化（4）注入杂质的自非晶化效应：重杂质（As），高剂量注入。36.参考答案：1、质量传输限制淀积速率 淀积速率受反应物传输速度限制，即不能提供足够的反应物到衬底表面，速率对温度不敏感（如高压CVD）。 2、反应速度限制淀积速率 淀积速率受反应速度限制，这是由于反应温度或压力过低（传输速率快），提供驱动反应的能量不足，反应速率低于反应物传输速度。 可以通过加温、加压提高反应速度。37.参考答案： 直流放电中，电荷在表面的积聚会使电场减小，直到等离子体消失。在射频电场中，因为电场周期性地改变方向，带电粒子不容易到达电极和器壁而离开放电空间，相对地减少了带电粒子的损失。在两极之间不断振荡运动的电子可以从高频电场中获得足够的能量使气体分子电离，只要有较低的电场就可以维持放电。阴极产生的二次电子发射不再是气体击穿的必要条件。射频电场可以通过任何一种类型的阻抗耦合进入淀积室，所以电极可以是导体，也可是绝缘体。38.参考答案：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。39.参考答案：工业标准湿法清洗工艺称为RCA清洗工艺，由美国无线电公司（RCA）于20世纪60年代提出。RCA湿法清洗由一系列有序的浸入两种不同的化学溶液组成：1号标准清洗液（SC-1）和2号标准清洗液（SC-2）。SC-1的化学配料为NH4OH/H2O2/H2O这三种化学物按1：1：5到1：2：7的配比混合，它是碱性溶液，能去除颗粒和有机物质，SC-1湿法清洗主要通过氧化颗粒或电学排斥起作用。SC-2的组分是HCL/H2O2/H2O，按1：1：6到1：2：8的配比混合，用于去除硅片表面的金属。改进后的RCA清洗可在低温下进行，甚至低到45摄氏度。40.参考答案：41.参考答案： 不能！聚焦深度：在保持图形聚焦的前提下，沿着光路方向晶圆片移动的距离是聚焦深度—— ，NA为数值孔径，意味着增加分辨率会减小聚焦深度，因此分辨率和聚焦深度之间必须做某些折中。42.参考答案：整形处理，切片，磨片和倒角，刻蚀，抛光，清洗，硅片评估，包装。43.参考答案：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。44.参考答案：氧化；气相45.参考答案：氧气（O2）、氩气（Ar）、氮气（N2）、氢气（H2）和氦气（He）。46.参考答案：A47.参考答案：恒定表面源扩散48.参考答案：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。49.参考答案： 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。50.参考答案： 直流溅射——惰性气体，如氩，送入低压下的溅射腔体，电压加在电极上产生等离子体。加负直流电压的的是顶电极为需要淀积的源材料，例如铝或铝压板，作为靶材。硅片放置于底电极上，高能粒子撞击靶材，溅射出靶原子，这些原子以蒸汽形式自由走过等离子体撞击到硅片表面，凝聚并形成薄膜。 射频溅射——直流溅射方法的前提之一是靶材应具有较好的导电性。射频溅射是一种能适用于各种金属和非金属材料的一种溅射淀积方法。在两个电极之间接上高频电场时，因为高频电场可以经由其他阻抗形式耦合进入淀积室，不必要求电极一定是导电体。射频方法可以在靶材上产生自偏压效应.即在射频电场起作用的同时，靶材会自动地处于一个负电位，这将导致气体离子对其产生自发的轰击和溅射。在实际应用中，射频溅射的交流辉光放电是在l3.56MHz下进行的。 反应溅射——采用以纯金属作为溅射靶材，但在工作气体中通入适量的活性气体，使其在溅射淀积的同时生成特定的化合物，这种在淀积的同时形成化合物的溅射技术被称为反应溅射方法。 偏压溅射：溅射刻蚀和偏压溅射淀积溅射刻蚀：在淀积前的一个短时间内，将衬底和靶的电学连接相颠倒，可以使得衬底发生溅射而不是靶材，这样可以从晶圆片表面去除自然氧化物和残留的玷污。对于简单的磁控系统，如果衬底和淀积材料是导体，可以调节加于衬底上的相对于等离子体的偏压。因为溅射刻蚀的薄膜，在低偏压下可以重新淀积于晶圆片上，因而得到台阶覆盖的净改善。51.参考答案： 1）氧化剂分压因为平衡情况下，SiO2中氧化剂的浓度C0=HPg，而抛物型速率常数B=2DSiO2C0/N1，所以气体中的氧化剂分压Pg是通过氧化剂的浓度对速率常数B产生影响，B与Pg成正比关系。A与氧化剂分压无关。因为B、B/A均与Pg成正比，那么在一定氧化条件下，通过改变氧化剂分压可达到改变二氧化硅生长速率的目的。2）氧化温度对抛物线性速率系数B的影响是通过氧化剂在SiO2中扩散系数DSiO2C0/N1产生的。由B＝2DSiO2C0/N1可知，B与温度之间也是指数关系。对线性速率系数B/A的影响线性速率常数B/A与温度的关系如图，对于干氧氧化和水汽氧化都是指数关系，激活能分别为2.00eV和1.96eV，其值接近Si-Si键断裂所需要的1.83eV的能量值，说明支配线性速率常数B/A的主要因素是化学反应常数ks，ks与温度的关系为：ks=ks0exp（-Ea/kT）其中，ks0为实验常数，Ea为化学激活能。3）晶向抛物型氧化速率常数B，与硅衬底晶向无关，这是因为在氧化剂压力一定的条件下，B的大小只与氧化剂在SiO2中的扩散能力有关.线性氧化速率常数B/A则强烈地依赖于晶面的取向，因为在氧化剂分压不是很低时气相质量输运系数h>>ks，在这种情况下线性氧化速率常数的大小主要由化学反应常数ks决定，即由硅表面处的原子经化学反应转变为SiO2的速率决定。表面化学反应速率是与硅表面的原子密度，也就是与表面的价键密度有关。（111）面上的硅原子密度比（100）面上大。因此，（111）面上的线性氧化速率常数应比（100）面上大。4）杂质影响掺磷/硼掺氯在干分子氧中加入少量（1%~3%）卤素能够显著改善SiO2特性：①加速反应Si-O键能为4.25eV，Si-Cl键能为0.5eV。氯气与Si反应生成的SiCl4可以与氧气反应生成SiO2，这里氯气起到了催化剂的作用。②Cl-能够中和积累在表面的电荷。③氯气能够与大多数重金属原子反应生成挥发性的金属氯化物，起到清洁作用。52.参考答案：电阻；电子束；溅射53.参考答案：正确54.参考答案：IC可靠性是指器件在其预期寿命内，在其使用环境中正常工作的概率，换句话说就是集成电路能正常使用多长时间。老化测试在很苛刻的环境中（如吧温度提高到85℃，提高偏置电压）给芯片加电并测试，使不耐用的器件失效，从而避免它们被交给客户），这种测试能够产生更可靠的集成电路，但往往需要长时间的测试，十几甚至数百小时，这是一种费钱耗时的工作。55.参考答案：56.参考答案：错误57.参考答案：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。58.参考答案： 操作人员的质量职责是：（1）按规定接受培训考核，以达到所要求的技能、能力和知识；（2）严格按工艺规范和工艺文件进行操作，对工艺质量负责；（3）按规定填写质量记录，对其准确性、完整性负责；（4）做好所使用的仪器、设备、工具的日常维护保养工作；（6）对违章作业造成的质量事故负直接责任。59.参考答案：B60.参考答案： 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。61.参考答案：62.参考答案：正确63.参考答案：由于电荷之间的相互排斥，所以一束仅包括正电荷的离子束本身是不稳定的，容易造成离子束的膨胀即离子束的直径在行进过程中不断的增大，最终导致注入不均匀。离子束可以用二次电子中和离子的方法缓解，被称为空间电荷中和。64.参考答案：金属用于硅片制造的七个要求： 1.导电率：为维持电性能的完整性，必须具有高电导率，能够传导高电流密度。 2.粘附性：能够粘附下层衬底，容易与外电路实现电连接。与半导体和金属表面连接时接触电阻低。 3.淀积：易于淀积并经相对的低温处理后具有均匀的结构和组分（对于合金）。能够为大马士革金属化工艺淀积具有高深宽比的间隙。 4.刻印图形/平坦化：为刻蚀过程中不刻蚀下层介质的传统铝金属化工艺提供具有高分辨率的光刻图形；大马士革金属化易于平坦化。 5.可靠性：为了在处理和应用过程中经受住温度循环变化，金属应相对柔软且有较好的延展性。 6.抗腐蚀性：很好的抗腐蚀性，在层与层之间以及下层器件区具有最小的化学反应。 7.应力：很好的抗机械应力特性以便减少硅片的扭曲和材料失效，比如断裂、空洞的形成和应力诱导腐蚀。65.参考答案：66.参考答案：硅化物是难熔金属与硅反应形成的金属化合物，是一种具有热稳定性的金属化合物，并且在硅/难熔金属的分界面具有低的电阻率。 难熔金属硅化物的优点和其作用： 1、降低接触电阻 2、作为金属与有源层的粘合剂 3、高温稳定性好，抗电迁移性能好 4、可直接在多晶硅上淀积难熔金属，经加温处理形成硅化物，工艺与现有硅栅工艺兼容67.参考答案：68.参考答案：正确69.参考答案： 分辨率： 焦深：70.参考答案：错误71.参考答案： 张应力（张的时候产生的应力）与压应力（压的时候产生的应力） 在张应力作用下，薄膜会相对衬底进行收缩•可能由薄膜与衬底的热膨胀系数差异引起•悬浮的薄膜如果是通过两个锚点与衬底相连，薄膜会被衬底拉伸而保持平整在压应力作用下，薄膜相对于衬底膨胀•悬浮的薄膜如果通过两个锚点与衬底相连，薄膜会弯曲72.参考答案：干涉色73.参考答案： 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②hg74.参考答案：CMOS（互补型金属氧化物半导体）技术：将成对的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）集成在一块硅片上。使集成电路有功耗低，工作电压范围宽，逻辑摆幅大，使电路抗干扰能力强，隔离栅结构使CMOS器件的输入电阻极大，从而使CMOS期间驱动同类逻辑门的能力比其他系列强得多。 ASIC://（Application Specific Integrated Circuits）专用集成电路，是指应特定用户要求或特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。优点是：体积小，重量轻，功耗低，可靠性好，易于获得高性能，保密性好，大批量应用时显著降低成本。75.参考答案：第2卷参考答案一.参考题库1.参考答案：正确2.参考答案： 加入少量的氧气能够提高Si和SiO2的刻蚀速率。 加入少量的氢气可以导致Si和SiO2的刻蚀速率减慢。 原理：氧气与碳原子反应生成CO和CO2，因此从等离子体中去掉了一些碳，从而增加了氟的浓度。这些等离子体称为富氟等离子体。 氧添加之后对Si的刻蚀速率提升比SiO2的刻蚀要快。 当氧添加含量超过一定值后，二者的刻蚀速率开始下降，是因为气相的氟原子再结合形成氟分子使得自由氟原子减少的缘故。另一方面二者的选择比也会急剧下降，因为吸附在硅表面的氧原子和氧分子会使得硅表现得更像二氧化硅。 往等离子体中加入氢，氢会与氟反应，一方面减少了氟离子的浓度，降低了刻蚀速率。另一方面形成富碳等离子体，过量碳会导致非挥发性的物质累积在侧壁表面，阻滞横向刻蚀的发生。 往CF4等离子体中加入少量的H2将导致硅和二氧化硅的刻蚀速率同时减慢。在中等的H2浓度下，H和F反应生成HF，HF刻蚀SiO2但并不刻蚀Si。同时，各向异性的不挥发性碳氟化合物薄膜的淀积过程得到增强。另一方面，SiO2表面反应生成的CO和CO2可以从系统中抽去，在Si表面确没有这些反应。因此，随着H2的加入，刻蚀SiO2和Si的选择比会急剧上升。3.参考答案： 4.参考答案：（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。5.参考答案： 涂胶→前烘→对准与曝光→曝光后烘烤→显影→坚膜→显影检查 前烘，softbake目的：蒸发光刻胶中的溶剂溶剂能使涂覆的光刻胶更薄，但吸收热量且影响光刻胶的黏附性过多的烘烤使光刻胶聚合，感光灵敏度变差烘烤不够影响黏附性和曝光。对准：预对准，通过硅片上的notch或者flat进行激光自动对准通过对准标志，位于切割槽上。另外层间对准，即套刻精度，保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准。曝光中最重要的两个参数：曝光能量（Energy）焦距（Focus）如果能量和焦距调整不好，就不能得到要求的分辨率和大小的图形。表现为图形的关键尺寸超出要求的范围曝光后烘烤（post-exposurebakE.作用：①减少驻波效应；②激发化学增强光刻胶的PAG产生的酸与光刻胶上的保护基团发生反应并移除基团使之能溶解于显影。显影：①显影液溶剂溶解掉光刻胶中软化部分；②从掩膜版转移图形到光刻胶上三个基本步骤：显影、漂洗、干燥坚膜，hardbake作用：①完全蒸发掉光刻胶里面的溶剂；②提高光刻胶在离子注入或刻蚀中保护下表面的能力；③进一步增强光刻胶与硅片表面之间的黏附性；④减少驻波效应图形检测检测要点 对准问题：重叠和错位，掩膜旋转，圆片旋转，X方向错位，Y方向错位临界尺寸表面不规则：划痕、针孔、瑕疵和污染物6.参考答案： 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。7.参考答案：C8.参考答案：A9.参考答案：四种真空范围：（1）低级真空：气流主要是由分子间碰撞产生的（也称滞留），压强高得足以机械型压力测量仪测量。（2）中级真空：范围是1托到10e-3托。（3）高级真空：气体分子间很少有碰撞。（4）超高级真空：是高级真空的延伸，通过对真空腔的设计和材料的严格控制尽量减少不需要的气体成分。10.参考答案：氧化物11.参考答案：A12.参考答案：13.参考答案： 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。14.参考答案：B15.参考答案：化学气相；液相；原子束外延16.参考答案： 表面反射——穿过光刻胶的光会从晶圆片表面反射出来，从而改变投入光刻胶的光学能量。当晶圆片表面有高度差时，表面反射会导致线条的缺失，无法控制图形。针对表面反射效应的解决办法：①改变沉积速率以控制薄膜的反射率②避免薄膜表面高度差，表面平坦化处理（CMP）③光刻胶下涂覆抗反射的聚合物（Anti-reflectcoating，ARC. 驻波效应——在微细图形光刻时，一般曝光光源为单色或窄带光源，在由基片、氧化物层和抗蚀剂等组成的多层膜系情况下，由于膜系各层折射率不同，曝光时在基底表面产生的反射光和入射光相互干涉而形成驻波。抗蚀剂在曝光过程中由于其折射率和基底材料折射率不匹配，入射光将在各层膜的界面处发生多次反射，在光致抗蚀剂中形成驻波。应用抗反射涂层（ARC.可以完全消除驻波图形。17.参考答案： RTP工艺是一类单片热处理工艺，其目的是通过缩短热处理时间和温度或只缩短热处理时间来获得最小的工艺热预算（ThermalBudget）。RTP工艺的发展，是为了适应等比例缩小器件结构对杂质再分布的严格要求；最早的RTP工艺主要用于注入后的退火。目前，RTP工艺的应用范围已扩展到氧化、化学气相淀积和外延生长等领域。杂质的再分布问题随着器件等比例缩小到深亚微米阶段，源、漏区的PN结结深要求做得非常浅。离子注入后的杂质，必须通过足够高温度下的热处理，才能具有电活性，同时消除注入损伤。传统的高温炉管工艺，由于升、降温缓慢和热处理时间长，从而造成热处理过程中杂质的再分布问题严重，难以控制PN结结深。最早的RTP工艺，就是为了离子注入后退火而开发的。RTP设备与传统高温炉管的区别加热元件：RTP采用加热灯管，传统炉管采用电阻丝硅片 温度控制：传统炉管利用热对流及热传导原理，使硅片与整个炉管周围环境达到热平衡，温度控制精确；而RTP设备通过热辐射选择性加热硅片，较难控制硅片的实际温度及其均匀性。 升降温速度：RTP设备的升、降温速度为10-200℃/秒，而传统炉管的升、降温速度为5-50℃/分钟。传统炉管是热壁工艺，容易淀积杂质；RTP设备则是冷壁工艺，减少了硅片沾污。 生产方式：RTP设备为单片工艺，而传统炉管为批处理工艺。 传统炉管的致命缺点是热预算大，无法适应深亚微米工艺的需要；而RTP设备能大幅降低热预算。18.参考答案：硫酸19.参考答案： 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。20.参考答案：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。21.参考答案： 22.参考答案：正确23.参考答案： 离子注入后会对晶格造成简单晶格损伤和非晶层形成；损伤晶体空位密度大于非损伤晶体，且存在大量间隙原子和其他缺陷，使扩散系数增大，扩散效应增强；故，虽然热退火温度低于热扩散温度，但杂质的扩散也是非常明显的，出现高斯展宽与拖尾现象。24.参考答案： 腐蚀停止目的：为了精确控制腐蚀深度.P++腐蚀停止技术（形成重掺杂B层）： Si的湿法腐蚀速率在B掺杂浓度5×1019cm-3时腐蚀基本停止 因此可用形成重掺杂B层来精确控制腐蚀深度（P++） [B]>1020cm-3时KOH腐蚀速率可减小20-100X 可以使用气态或固体B扩散源来制作 腐蚀机理：Si+2OH-→𝐒𝐢（𝐎𝐇）2+2+4𝐞-4𝑯2O+4𝐞−→4（𝐎𝐇）-+2𝑯2在重掺杂情况下，电子与空穴复合，从而第二个反应难以进行，减小腐蚀速率 与IC工艺不兼容 大的残余应力可能会引起硅片翘曲电化学腐蚀停止技术电化学钝化：在硅片上加以足够大的阳极电势时，会在硅片表面发生氧化从而阻止腐蚀的进行。钝化电势：在钝化电势作用下会形成薄层Si𝑶2，钝化电势大小与p-Si和n-Si相关基本要求：硅片一定要在阳极要产生钝化效果，一定要有电流 反向偏置的PN结满足这一要求其他腐蚀停止技术：定时腐蚀；介质腐蚀停止（𝑺𝒊3𝑵4）25.参考答案： 寄生电阻和寄生电容造成的延迟。电子在导电过程中会撞击导体中的离子，将动量转移给离子从而推动离子发生缓慢移动。该现象称为电迁移。在导电过程中，电迁移不断积累，并最终在导体中产生分散的缺陷。这些缺陷随后集合成大的空洞，造成断路。因此，电迁移直接影响电路的可靠性。采用铜互连可大幅降低金属互连线的电阻从而减少互连造成的延迟。铜的电迁移比铝材料小很多：铜的晶格扩散的激活能为2.2eV，晶界扩散结合能在0.7到1.2eV之间；而铝分别为1.4eV和0.4-0.8eV.采用低介电常数材料填充平行导线之间的空间可降低金属互连线之间的电容从而减少延迟。采用铜/low-k互连可大幅减小互连pitch，从而减少互连金属层数。26.参考答案：划片槽27.参考答案：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。28.参考答案：离子注入的优点： （1）精确控制杂质含量和分布 （2）很好的杂质均匀性 （3）对杂质穿透深度有很好的控制 （4）产生单一离子束 （5）低温工艺 （6）注入的离子能穿透薄膜 （7）无固溶度极限 离子注入的缺点： （1）高能杂质离子轰击硅原子将对晶体结构产生损伤 （2）注入设备的复杂性29.参考答案：阻挡层金属是淀积金属或金属塞，作用是阻止层上下的材料互相混合。 可接受的阻挡层金属的基本特征是： ①好的阻挡扩散特性； ②高电导率具有很低的欧姆接触电阻； ③与半导体和金属接触良好； ④抗电迁移 ⑤膜薄和高温下稳定性好； ⑥抗腐蚀和氧化。通常用作阻挡层的金属是一类具有高熔点且被认为是难熔的金属。 在硅片制造业中，用于多层金属化的普通难熔金属有钛、钨、钽、钼、钴和铂。难溶金属已经被用于硅片制造业，如双极工艺的肖特基势垒二极管的形成。钛钨和氮化钛也是两种普通的阻挡层金属材料，它们禁止硅衬底和铝之间的扩散。30.参考答案： 在气相外延生长过程中，首先是反应剂输运到衬底表面；接着是它在衬底便面发生反应释放出硅原子，硅原子按衬底晶向成核，长大成为单晶层。化学方程式如下： 31.参考答案： 反应室类型热壁：反应室腔壁与硅片及支撑件同时加热。一般为电阻丝加热，可精确控制反应腔温度和均匀性。适合对温度控制要求苛刻的化学反应控制淀积系统，腔内各处都发生薄膜生长。冷壁：仅对硅片和支撑件加热，一般采用辐照加热和射频加热，升降温快速，但温度均匀性差，适合对温度要求不高的质量输运控制。冷壁系统能够降低在侧壁上的淀积，减小了反应剂的损耗，也减小壁上颗粒剥离对淀积薄膜质量的影响。32.参考答案： 干法刻蚀是采用等离子体进行刻蚀的技术，根据原理分为溅射与离子铣（物理）、等离子刻蚀（化学）、反应离子刻蚀（物理+化学）。 干法刻蚀与湿法刻蚀相比具有以下优点：①刻蚀剖面是各向异性，具有非常好的侧壁控制；②良好的CD控制③最小的光刻胶脱落或粘附问题④良好的片内、片间、批次间的刻蚀均匀性⑤较低的化学制品使用和处理费用 然而干法刻蚀也存在一些缺点，最主要的是对下层材料的选择比不高、等离子体带来的器件损伤以及昂贵的设备。33.参考答案： 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.。34.参考答案：35.参考答案：Pn结介质；Pn结隔离；Pn结介质混合36.参考答案：光刻胶；洗液37.参考答案：多晶硅薄膜 用TEOS（正硅酸乙酯）-臭氧方法淀积SiO2 Si（C2H5O4）＋8O3 SiO2＋10H2O＋8CO2 优点： A.低温淀积； B.高的深宽比填隙能力； C.避免硅片表面和边角损伤。38.参考答案：正确39.参考答案：A,B40.参考答案： 1.离子源2.分析磁块3.加速器4.中性束闸5.x&y扫描板6.法拉第杯 1.离子源作用：产生注入用的离子原理：高能电子轰击（电子放电）杂质原子形成注入离子类型：高频，电子振荡，溅射气体流入一个放电腔室，热灯丝发射的电子与气体分子碰撞，当能量足够大时，气体分子被离化。2.质量分析器作用：将所需离子分选出来原理：带电离子在磁场中受洛伦磁力作用，运动轨迹发生弯曲由离子源引出的离子流含有各种成分，其中大多数是电离的，在BF3的例子中，我们需要仅仅拣选出B+，这样的过程通常由一个分析磁铁完成。离子束进入一个低压腔体内，该腔体内的磁场方向垂直于离子束的速度方向，利用磁场对荷质比不同的离子产生的偏转作用大小不同，最后在特定位置采用一个狭缝，可以将所需的离子分离出来。 3.加速器作用：使离子获得所需的能量。原理：利用强场，使离子获得更大的速度加速器的主要作用是使离子增加离子能量能够达到器件所需要的结深。用一组静电透镜将束聚焦为一个圆斑或长条状，然后束进入一个线性静电加速器，加速器沿加速管的长度方向建立一个电场来改变离子的能量。4.中性束闸和中性束阱作用：使中性原子束因直线前进不能达到靶室原理：用一静电偏转板使离子束偏转5º--8º作用再进入靶室5.扫描系统作用：使离子在整个靶片上均匀注入。方式：①靶片静止，离子束在X，Y方向作电扫描。②粒子束在Y方向作电扫描，靶片在X方向作机械运动。③粒子束静止，靶片在X，Y方向作机械运动。6.法拉第杯作用：收集束流测量注入剂量原理：收集到的束流对时间进行积分得到束流的大小信息41.参考答案：真实；完整；数据准确42.参考答案：可靠性43.参考答案：44.参考答案：光刻胶选择比是指显影液与曝光的光刻胶反应的速度快慢，选择比越高，反应速度越快，所以要比例高。45.参考答案： （1）机械支撑和机械保护作用。 （2）传输信号和分配电源的作用。 （3）热耗散的作用。 （4）环境保护的作用。46.参考答案：是否均匀；是否致密；斑点；白雾；无针孔47.参考答案：D48.参考答案：半导体；化合物49.参考答案： 可靠性好，易保持一定形状，化学稳定性好。尽量少形成金属间化合物，键合引线和焊盘金属间形成低电阻欧姆接触。平整度倾斜度，平行度焊接时间焊接界面的清润。50.参考答案：A51.参考答案： 在光栅扫描方法中，每一个像素必须被逐次扫描。这样，曝光时间几乎与图形无关，图形就是通过打开和关闭快门写出来的。而已经开发出来的另一种矢量扫描方法，是将每个需要曝光区域的数字位置传送给x，y数/模转换器（DAC.，电子束只指向那些需要曝光的像素。矢量扫描系统优于光栅法的重要优点在于将电子束偏转时间减到最小，另一方面，图形地址精度简单的取决于数字的字长，使用高速宽字长DAC就能够将每个像素放在一个极细小的格点上。52.参考答案： （1）如果这次预淀积进行了总共t分钟，若预淀积温度不变，引入3Qcm-2的杂质需要多长时间？（2）预淀积后再进行推进扩散，要求推