半导体掺杂工艺工程师考试试卷及答案

半导体掺杂工艺工程师考试试卷及答案一、填空题（共10题，每题1分）1.半导体中，硼（B）通常作为______型掺杂剂。2.扩散工艺按温度可分为高温扩散和______扩散。3.离子注入中，注入离子的______决定其在半导体中的射程。4.退火工艺的核心目的之一是______掺杂离子的电活性。5.磷（P）在硅中的扩散系数随温度升高而______。6.浅结制备常采用低能量______工艺。7.当P型掺杂剂浓度高于N型时，半导体整体呈______型。8.MOSFET源漏区通常采用______掺杂以降低接触电阻。9.固态扩散常用的掺杂源有______（举1例）。10.离子注入后，半导体晶格会产生______缺陷。答案：1.P；2.低温；3.能量；4.激活；5.增大；6.离子注入；7.P；8.重；9.硼片（或磷片）；10.晶格（或损伤）二、单项选择题（共10题，每题2分）1.属于各向异性掺杂的工艺是？A.固态扩散B.液态扩散C.离子注入D.气相扩散2.扩散深度的主要决定参数是？A.扩散时间B.扩散温度C.掺杂源浓度D.衬底类型3.快速热退火（RTA）的主要优势是？A.激活率低B.热预算小C.设备成本低D.缺陷多4.不是N型掺杂剂的是？A.磷B.砷C.硼D.锑5.离子注入剂量的单位是？A.cmB.cm²C.cm⁻²D.cm⁻³6.避免离子注入沟道效应的方法是？A.高能量注入B.倾斜注入C.高温扩散D.重掺杂7.扩散系数与温度的关系符合？A.D∝TB.D∝1/TC.D∝exp(-Ea/kT)D.D∝T²8.MOSFET栅极下方衬底通常为？A.重掺杂P型B.轻掺杂P型C.重掺杂N型D.轻掺杂N型9.BJT基区掺杂浓度比发射区？A.高B.低C.相等D.无关10.监控掺杂均匀性的常用方法是？A.四探针测试B.SEMC.TEMD.XRD答案：1.C；2.B；3.B；4.C；5.C；6.B；7.C；8.B；9.B；10.A三、多项选择题（共10题，每题2分）1.扩散工艺的主要步骤包括？A.衬底清洗B.掺杂源引入C.退火D.刻蚀E.沉积2.离子注入的主要参数有？A.注入能量B.剂量C.束流D.注入角度E.衬底温度3.常见退火类型有？A.RTAB.炉管退火C.激光退火D.电子束退火E.等离子体退火4.半导体掺杂的主要目的是？A.改变导电类型B.调整电阻率C.形成PN结D.修复缺陷E.沉积薄膜5.浅结制备的关键技术有？A.低能量注入B.低温扩散C.预非晶化注入D.高剂量注入E.高温退火6.掺杂补偿的应用场景有？A.调整电阻率B.形成埋层C.修复缺陷D.制备绝缘层E.调整PN结位置7.离子注入产生的缺陷类型有？A.空位B.间隙原子C.位错D.堆垛层错E.氧化层缺陷8.MOSFET的掺杂区域包括？A.源区B.漏区C.栅区D.衬底E.沟道区9.BJT的掺杂区域包括？A.发射区B.基区C.集电区D.栅区E.源区10.影响扩散均匀性的因素有？A.温度均匀性B.掺杂源浓度C.衬底平整度D.扩散时间E.气体流量答案：1.ABC；2.ABCDE；3.ABCD；4.ABC；5.ABC；6.ABE；7.ABCD；8.ABD；9.ABC；10.ABCDE四、判断题（共10题，每题2分）1.扩散各向同性，离子注入各向异性。（）2.退火仅激活掺杂，无法修复晶格缺陷。（）3.硼是P型、砷是N型常用掺杂剂。（）4.掺杂浓度越高，激活率一定越高。（）5.浅结需高能量离子注入。（）6.扩散系数随温度升高增大，符合阿伦尼乌斯公式。（）7.N型掺杂浓度高于P型时，半导体呈N型。（）8.MOSFET源漏区用轻掺杂降低串联电阻。（）9.BJT发射区掺杂浓度高于基区。（）10.离子注入剂量越大，器件性能越好。（）答案：1.√；2.×；3.√；4.×；5.×；6.√；7.√；8.×；9.√；10.×五、简答题（共4题，每题5分）1.离子注入与扩散工艺的主要区别？答案：离子注入是离子加速注入，各向异性，可精确控剂量/深度，适合浅结但产生晶格损伤；扩散是原子热运动迁移，各向同性，均匀性好但难控浅结，无损伤但热预算高。离子注入需退火修复损伤，扩散无需额外损伤修复。2.退火工艺的目的及常见类型？答案：目的是激活掺杂离子、修复晶格损伤、调整掺杂分布。常见类型：快速热退火（RTA，热预算小）、炉管退火（均匀性好）、激光退火（局部加热，超浅结适用）、电子束退火（快速修复缺陷）。3.浅结制备的关键技术？答案：①低能量离子注入（<10keV）；②预非晶化注入（抑制杂质扩散）；③低温扩散（<900℃）；④快速热退火（短时间高温，减少再扩散）；⑤倾斜注入（避免沟道效应）。4.掺杂补偿的原理及应用？答案：原理是同时引入P/N型掺杂，高浓度类型决定导电类型，低浓度补偿载流子。应用：①调整电阻率（如P型硅掺少量N型降空穴浓度）；②形成埋层（双极型器件隔离）；③调整PN结位置。六、讨论题（共2题，每题5分）1.如何平衡离子注入剂量与器件性能？答案：剂量需匹配器件需求：过高则晶格损伤重、激活率低（团簇形成）；过低则载流子不足、导通电阻大。需协同注入能量、退火工艺：如MOSFET源漏用中等剂量（1e15~1e16cm⁻²）+低能量+RTA，平衡激活率与损伤；通过电学参数（阈值电压、漏电流）迭代优化，避免剂量过高导致结深变大。2.扩散工艺中温度对均匀性的影响及控制？答案：温度偏