微电子工艺习题总结(DOC)
微电子工艺习题参考解答【范本模板】
CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY1.画出一50cm 长的单晶硅锭距离籽晶10cm 、20cm 、30cm 、40cm 、45cm 时砷的掺杂分布。
(单晶硅锭从融体中拉出时,初始的掺杂浓度为1017cm —3) 2.硅的晶格常数为5.43Å.假设为一硬球模型: (a)计算硅原子的半径。
(b)确定硅原子的浓度为多少(单位为cm —3)?(c)利用阿伏伽德罗(Avogadro)常数求出硅的密度。
3.假设有一l0kg 的纯硅融体,当硼掺杂的单晶硅锭生长到一半时,希望得到0。
01 Ω·cm 的电阻率,则需要加总量是多少的硼去掺杂?4.一直径200mm 、厚1mm 的硅晶片,含有5。
41mg 的硼均匀分布在替代位置上,求: (a)硼的浓度为多少?(b )硼原子间的平均距离.5.用于柴可拉斯基法的籽晶,通常先拉成一小直径(5。
5mm)的狭窄颈以作为无位错生长的开始.如果硅的临界屈服强度为2×106g/cm2,试计算此籽晶可以支撑的200mm 直径单晶硅锭的最大长度.6.在利用柴可拉斯基法所生长的晶体中掺入硼原子,为何在尾端的硼原子浓度会比籽晶端的浓度高?7.为何晶片中心的杂质浓度会比晶片周围的大?8.对柴可拉斯基技术,在k 0=0.05时,画出C s /C 0值的曲线。
9.利用悬浮区熔工艺来提纯一含有镓且浓度为5×1016cm -3的单晶硅锭。
一次悬浮区熔通过,熔融带长度为2cm ,则在离多远处镓的浓度会低于5×1015cm -3?10.从式L kx s e k C C /0)1(1/---=,假设k e =0.3,求在x/L=1和2时,C s /C 0的值。
11.如果用如右图所示的硅材料制造p +-n 突变结二极管,试求用传统的方法掺杂和用中子辐照硅的击穿电压改变的百分比。
12.由图10。
10,若C m =20%,在T b 时,还剩下多少比例的液体?13.用图10。
微电子工艺习题参考解答终审稿)
微电子工艺习题参考解答公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY1.画出一50cm 长的单晶硅锭距离籽晶10cm 、20cm 、30cm 、40cm 、45cm 时砷的掺杂分布。
(单晶硅锭从融体中拉出时,初始的掺杂浓度为1017cm -3) 2.硅的晶格常数为.假设为一硬球模型: (a)计算硅原子的半径。
(b)确定硅原子的浓度为多少(单位为cm -3)(c)利用阿伏伽德罗(Avogadro)常数求出硅的密度。
3.假设有一l0kg 的纯硅融体,当硼掺杂的单晶硅锭生长到一半时,希望得到 Ω·cm 的电阻率,则需要加总量是多少的硼去掺杂4.一直径200mm 、厚1mm 的硅晶片,含有的硼均匀分布在替代位置上,求: (a)硼的浓度为多少(b)硼原子间的平均距离。
5.用于柴可拉斯基法的籽晶,通常先拉成一小直径的狭窄颈以作为无位错生长的开始。
如果硅的临界屈服强度为2×106g/cm2,试计算此籽晶可以支撑的200mm 直径单晶硅锭的最大长度。
6.在利用柴可拉斯基法所生长的晶体中掺入硼原子,为何在尾端的硼原子浓度会比籽晶端的浓度高7.为何晶片中心的杂质浓度会比晶片周围的大8.对柴可拉斯基技术,在k 0=时,画出C s /C 0值的曲线。
9.利用悬浮区熔工艺来提纯一含有镓且浓度为5×1016cm -3的单晶硅锭。
一次悬浮区熔通过,熔融带长度为2cm ,则在离多远处镓的浓度会低于5×1015cm -3 10.从式L kx s e k C C /0)1(1/---=,假设k e =,求在x/L=1和2时,C s /C 0的值。
11.如果用如右图所示的硅材料制造p +-n 突变结二极管,试求用传统的方法掺杂和用中子辐照硅的击穿电压改变的百分比。
12.由图,若C m =20%,在T b 时,还剩下多少比例的液体13.用图解释为何砷化镓液体总会变成含镓比较多14.空隙n s 的平衡浓度为Nexp[-E s /(kT)],N 为半导体原子的浓度,而E s 为形成能量。
微电子工艺技术-复习要点答案(完整版)
第四章晶圆制造1.CZ法提单晶的工艺流程。
说明CZ法和FZ法。
比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点。
答:1、溶硅2、引晶3、收颈4、放肩5、等径生长6、收晶。
CZ法:使用射频或电阻加热线圈,置于慢速转动的石英坩埚内的高纯度电子级硅在1415度融化〔需要注意的是熔硅的时间不宜过长〕。
将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒逐渐降低到熔融的硅中,籽晶外表得就浸在熔融的硅中并开始融化,籽晶的温度略低于硅的熔点。
当系统稳定后,将籽晶缓慢拉出,同时熔融的硅也被拉出。
使其沿着籽晶晶体的方向凝固。
籽晶晶体的旋转和熔化可以改善整个硅锭掺杂物的均匀性。
FZ法:即悬浮区融法。
将一条长度50-100cm 的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室。
加热将多晶硅棒的低端熔化,然后把籽晶溶入已经熔化的区域。
熔体将通过熔融硅的外表张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间,然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化。
此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固,形成与籽晶相同的晶体结构。
当加热线圈扫描整个多晶硅棒后,便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒。
CZ法优点:①所生长的单晶的直径较大,成本相对较低;②通过热场调整及晶转,坩埚等工艺参数的优化,可以较好的控制电阻率径向均匀性。
缺点:石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响,易引入氧、碳杂质,不易生长高电阻率单晶。
FZ法优点:①可重复生长,提纯单晶,单晶纯度较CZ法高。
②无需坩埚、石墨托,污染少③高纯度、高电阻率、低氧、低碳④悬浮区熔法主要用于制造别离式功率元器件所需要的晶圆。
缺点:直径不如CZ法,熔体与晶体界面复杂,很难得到无位错晶体,需要高纯度多晶硅棒作为原料,成本高。
MCZ:改良直拉法优点:较少温度波动,减轻溶硅与坩埚作用,降低了缺陷密度,氧含量,提高了电阻分布的均匀性2.晶圆的制造步骤【填空】答:1、整形处理:去掉两端,检查电阻确定单晶硅到达合适的掺杂均匀度。
2、切片3、磨片和倒角4、刻蚀5、化学机械抛光3. 列出单晶硅最常使用的两种晶向。
微电子工艺习题参考解答
CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY1.画出一50cm 长的单晶硅锭距离籽晶10cm 、20cm 、30cm 、40cm 、45cm 时砷的掺杂分布。
(单晶硅锭从融体中拉出时,初始的掺杂浓度为1017cm -3) 2.硅的晶格常数为?.假设为一硬球模型: (a)计算硅原子的半径。
(b)确定硅原子的浓度为多少(单位为cm -3)(c)利用阿伏伽德罗(Avogadro)常数求出硅的密度。
3.假设有一l0kg 的纯硅融体,当硼掺杂的单晶硅锭生长到一半时,希望得到 Ω·cm 的电阻率,则需要加总量是多少的硼去掺杂4.一直径200mm 、厚1mm 的硅晶片,含有的硼均匀分布在替代位置上,求: (a)硼的浓度为多少(b)硼原子间的平均距离。
5.用于柴可拉斯基法的籽晶,通常先拉成一小直径的狭窄颈以作为无位错生长的开始。
如果硅的临界屈服强度为2×106g/cm2,试计算此籽晶可以支撑的200mm 直径单晶硅锭的最大长度。
6.在利用柴可拉斯基法所生长的晶体中掺入硼原子,为何在尾端的硼原子浓度会比籽晶端的浓度高7.为何晶片中心的杂质浓度会比晶片周围的大8.对柴可拉斯基技术,在k 0=时,画出C s /C 0值的曲线。
9.利用悬浮区熔工艺来提纯一含有镓且浓度为5×1016cm -3的单晶硅锭。
一次悬浮区熔通过,熔融带长度为2cm ,则在离多远处镓的浓度会低于5×1015cm -3 10.从式L kx s e k C C /0)1(1/---=,假设k e =,求在x/L=1和2时,C s /C 0的值。
11.如果用如右图所示的硅材料制造p +-n 突变结二极管,试求用传统的方法掺杂和用中子辐照硅的击穿电压改变的百分比。
12.由图,若C m =20%,在T b 时,还剩下多少比例的液体13.用图解释为何砷化镓液体总会变成含镓比较多14.空隙n s 的平衡浓度为Nexp[-E s /(kT)],N 为半导体原子的浓度,而E s 为形成能量。
微电子工艺技术复习要点答案(完整版)
微电子工艺技术复习要点答案(完整版)晶圆制造1.CZ法提单晶的工艺流程。
说明CZ法和FZ法。
比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点。
答:1、溶硅2、引晶3、收颈4、放肩5、等径生长6、收晶。
CZ法:使用射频或电阻加热线圈,置于慢速转动的石英坩埚内的高纯度电子级硅在1415度融化(需要注意的是熔硅的时间不宜过长)。
将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒逐渐降低到熔融的硅中,籽晶表面得就浸在熔融的硅中并开始融化,籽晶的温度略低于硅的熔点。
当系统稳定后,将籽晶缓慢拉出,同时熔融的硅也被拉出。
使其沿着籽晶晶体的方向凝固。
籽晶晶体的旋转和熔化可以改善整个硅锭掺杂物的均匀性。
即悬浮区融法。
将一条长度50-100cm 的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室。
加热将多晶硅棒的低端熔化,然后把籽晶溶入已经熔化的区域。
熔体将通过熔融硅的表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间,然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化。
此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固,形成与籽晶相同的晶体结构。
当加热线圈扫描整个多晶硅棒后,便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒。
CZ法优点:①所生长的单晶的直径较大,成本相对较低;②通过热场调整及晶转,坩埚等工艺参数的优化,可以较好的控制电阻率径向均匀性。
缺点:石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响,易引入氧、碳杂质,不易生长高电阻率单晶。
①可重复生长,提纯单晶,单晶纯度较CZ法高。
②无需坩埚、石墨托,污染少③高纯度、高电阻率、低氧、低碳④悬浮区熔法主要用于制造分离式功率元器件所需要的晶圆。
缺点:直径不如CZ法,熔体与晶体界面复杂,很难得到无位错晶体,需要高纯度多晶硅棒作为原料,成本高。
改进直拉法优点:较少温度波动,减轻溶硅与坩埚作用,降低了缺陷密度,氧含量,提高了电阻分布的均匀性2.晶圆的制造步骤答:1、整形处理:去掉两端,检查电阻确定单晶硅达到合适的掺杂均匀度。
2、切片3、磨片和倒角4、刻蚀5、化学机械抛光3. 列出单晶硅最常使用的两种晶向。
微电子工艺原理和技术复习题
《微电子工艺原理和技术》复习题一、填空题1.半导体集成电路主要的衬底材料有单元晶体材料⎽Si⎽、⎽Ge⎽和化合物晶体材料⎽GaAs⎽、⎽InP⎽;硅COMS集成电路衬底单晶的晶向常选(100);TTL集成电路衬底材料的晶向常选(111);常用的硅集成电路介电薄膜是⎽SiO2⎽、⎽Si3N4;常用的IC互连线金属材料是⎽Al⎽⎽、⎽Cu⎽。
2.画出P型(100)、(111)和N型(100)、(111)单晶抛光硅片的外形判别示意图。
3.硅微电子器件常用硅片的三个晶向是:(100)⎽、(111)、(110)画出它们的晶向图。
4.⎽⎽热扩散⎽⎽和⎽离子注入⎽是半导体器件的最常用掺杂方法。
⎽P⎽、⎽⎽As⎽⎽⎽是Si常用的施主杂质;⎽⎽⎽B⎽⎽⎽⎽是Si常用的受主杂质;⎽Zn⎽⎽⎽是GaAs常用的P型掺杂剂;⎽⎽⎽Si⎽⎽⎽⎽是GaAs常用的N型掺杂剂。
5.摩尔定律的主要内容是:⎽晶体管特征尺寸每三年减小到约70%,30年内有效,也可表示为,集成电路的特征尺寸每三年缩小30%;集成度每三年翻二翻;集成电路工艺每三年升级一代;逻辑电路的速度每三年提高30%。
6. 集成电路用单晶硅的主要制备方法是⎽提拉法⎽和⎽区熔法⎽⎽⎽。
7.半导体材料的缺陷主要有点缺陷、位错、层错、孪晶。
8. 半导体晶体的晶胞具有⎽⎽立方⎽⎽⎽⎽⎽对称性, Si、Ge 、GaAs 晶体为⎽金刚石⎽⎽结构。
用⎽⎽密勒指数⎽⎽⎽h,k,l 表示晶胞晶面的方向。
9.电子和空穴是半导体的主要载流子,N型半导体中⎽电子⎽浓度高于⎽空穴⎽⎽⎽浓度,而P型半导体中⎽空穴⎽⎽浓度高于⎽电子浓度,⎽本证⎽半导体中的两种载流子浓度相等。
10. 半导体单晶材料中的电子能级由于价电子的共有化分裂成能带,价带是⎽0 K 条件下被 电子填充的能量最高的能带,导带是0 K 条件下未被电子填充的能量最低的能带 ,导 带底与价带顶之间称禁带。
施主能级靠近⎽导带底⎽⎽,受主能级靠近⎽价带顶⎽。
微电子工艺作业参考答案(第1-第10次)
微电⼦⼯艺作业参考答案(第1-第10次)微电⼦⼯艺作业参考答案第⼀次作业(全体交)1、简单叙述微电⼦学对⼈类社会的作⽤答:⾃上世纪40年代晶体管诞⽣以来,微电⼦学科技术发展异常迅猛,⽬前已进⼊到巨⼤规模集成电路和系统集成时代,已经成为整个信息时代的标志和基础。
可以毫不夸张地说,没有微电⼦就没有今天的信息社会。
纵观⼈类社会发展的⽂明史,⼀切⽣产⽅式的重⼤变⾰都是由新的科学发明⽽引起的。
科学技术作为第⼀⽣产⼒,推动者社会向前发展。
1774年,英国格拉斯哥⼤学的修理⼯⽡特发明了蒸汽机,触发了第⼀次⼯业⾰命,产⽣了近代纺织业和机械制造业,使⼈类进⼊了利⽤机器延伸和发展⼈类体⼒劳动的时代。
1866年,德国科学家西门⼦发明了发发电机,引发了以电⽓化⼯业为代表的第⼆次技术⾰命。
当前,我们正在经历着⼀场新的技术⾰命,虽然第三次技术⾰命包含了新材料、新能源、⽣物⼯程、海洋⼯程、航天⼯程和电⼦信息技术等等,但影响最⼤、渗透性最强、最具有新技术⾰命代表性的仍是以微电⼦技术为核⼼的电⼦信息技术。
信息是客观事物状态和运动特征的⼀种普遍表现形式,是继材料和能源之后的第三⼤资源,是⼈类物质⽂明与精神⽂明赖以发展的三⼤⽀柱之⼀。
⽬前,全球正处在⼀场跨越时空的新的信息技术⾰命中,它将⽐⼈类历史上的任何⼀次技术⾰命对社会经济、政治、⽂化等带来的冲击都更为巨⼤,它将改变我们⼈类的⽣产⽅式、⽣活⽅式、⼯作⽅式,以及治理国家的⽅式。
实现社会信息化的关键是各种计算机和通讯设备,但其基础都是半导体和微电⼦技术。
1946年,美国宾⼣法尼亚⼤学莫尔学院诞⽣了世界第⼀台电⼦计算机ENIAC,运⾏速度只有每秒5000次,存储容量只有千位,平均稳定运⾏时间只有7分钟。
当时的专家认为,全世界只要有4台ENIAC就⾜够了。
然⽽,仅仅过了半多世纪,现在全世界的计算机数量已多达数亿台。
造成这个巨⼤变⾰的技术基础就是微电⼦。
现在,电⼦信息产业已经成为全球第⼀⼤产业。
微电子工艺习题参考解答
创作编号:BG7531400019813488897SX 创作者: 别如克*CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY1.画出一50cm 长的单晶硅锭距离籽晶10cm 、20cm 、30cm 、40cm 、45cm 时砷的掺杂分布。
(单晶硅锭从融体中拉出时,初始的掺杂浓度为1017cm -3) 2.硅的晶格常数为5.43Å.假设为一硬球模型: (a)计算硅原子的半径。
(b)确定硅原子的浓度为多少(单位为cm -3)?(c)利用阿伏伽德罗(Avogadro)常数求出硅的密度。
3.假设有一l0kg 的纯硅融体,当硼掺杂的单晶硅锭生长到一半时,希望得到0.01 Ω·cm 的电阻率,则需要加总量是多少的硼去掺杂?4.一直径200mm 、厚1mm 的硅晶片,含有5.41mg 的硼均匀分布在替代位置上,求:(a)硼的浓度为多少?(b)硼原子间的平均距离。
5.用于柴可拉斯基法的籽晶,通常先拉成一小直径(5.5mm)的狭窄颈以作为无位错生长的开始。
如果硅的临界屈服强度为2×106g/cm2,试计算此籽晶可以支撑的200mm 直径单晶硅锭的最大长度。
6.在利用柴可拉斯基法所生长的晶体中掺入硼原子,为何在尾端的硼原子浓度会比籽晶端的浓度高?7.为何晶片中心的杂质浓度会比晶片周围的大?8.对柴可拉斯基技术,在k 0=0.05时,画出C s /C 0值的曲线。
9.利用悬浮区熔工艺来提纯一含有镓且浓度为5×1016cm -3的单晶硅锭。
一次悬浮区熔通过,熔融带长度为2cm ,则在离多远处镓的浓度会低于5×1015cm -3? 10.从式L kx s e k C C /0)1(1/---=,假设k e =0.3,求在x/L=1和2时,C s /C 0的值。
11.如果用如右图所示的硅材料制造p +-n 突变结二极管,试求用传统的方法掺杂和用中子辐照硅的击穿电压改变的百分比。
微电子工艺习题总结
微电子工艺习题总结第一章1. What is a wafer? What is a substrate? What is a die?什么是硅片,什么是衬底,什么是芯片答:硅片是指由单晶硅切成的薄片;芯片也称为管芯(单数和复数芯片或集成电路);硅圆片通常称为衬底。
2. List the three major trends associated with improvement in microchip fabrication technology, and give a short description of each trend.列出提高微芯片制造技术相关的三个重要趋势,简要描述每个趋势答:提高芯片性能:器件做得越小,在芯片上放置得越紧密,芯片的速度就会提高。
提高芯片可靠性:芯片可靠性致力于趋于芯片寿命的功能的能力。
为提高器件的可靠性,不间断地分析制造工艺。
降低芯片成本:半导体微芯片的价格一直持续下降。
3. What is the chip critical dimension (CD)? Why is this dimension important?什么是芯片的关键尺寸,这种尺寸为何重要答:芯片的关键尺寸(CD)是指硅片上的最小特征尺寸;因为我们将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,因此更容易产生。
4. Describe scaling and its importance in chip design.描述按比例缩小以及在芯片设计中的重要性答:按比例缩小:芯片上的器件尺寸相应缩小是按比例进行的重要性:为了优电学性能,多有尺寸必须同时减小或按比例缩小。
5. What is Moore's law and what does it predict?什么是摩尔定律,它预测了什么答:摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数,月每隔18个月便会增加1倍,性能也将提升1倍。
微电子工艺考题
一、名词解释1.水汽氧氧化:氧化(氧气)中携带一定量的水气,氧化特性介于干氧和湿氧之间。
2.恒定源扩散:在扩散过程中,硅片表面的杂质浓度N s始终保持不变。
例如,基区、发射区的预淀积,箱法扩散。
3.扩散系数:描述粒子扩散快慢的物理量,是微观扩散的宏观描述。
4.外延:一种在单晶或多晶衬底上生长一层单晶或多晶薄膜的技术。
5.分辨率:光刻时所能得到的光刻图形的最小尺寸,用来表征光刻的精度。
二、简述问答题2.微电子器件对接触和互连有什么要求?获得良好欧姆接触的方法有哪几种?答:对接触和互连有的基本要求有:1)能形成良好的欧姆接触;2)互连材料具有低的电阻率和良好的稳定性;3)可被精细刻蚀;4)易淀积成膜;5)粘附性好;6)强的抗电迁移能力;7)便于键合。
获得良好欧姆接触的方法有:1)高掺杂欧姆接触;2)低势垒欧姆接触;3)高复合欧姆接触。
4.简述电子束曝光的特点答:1)优点:分辨率比光学曝光高;无需光刻板;曝光自动化,加工精度高;在真空中进行;可直接观察曝光的质量。
2)缺点:设备复杂,成本高;产量低;存在邻近效应。
5.X光衍射晶体定向的基本原理是什么?答:1)入射角λ应满足:nλ=2dsinθ;2)晶面密勒指数(hkl)应满足:h2+k2+l2=4n-1(n为奇数),以及h2+k2+l2=4n(n为偶数)。
一、名词解释1.Moore定律:集成电路的集成度每3年增长4倍;特征尺寸每3年减小平方根2倍。
2. 分辨率:表征光刻精度,即光刻时所能得到的光刻图形的最小尺寸。
3.结深:pn结的几何位置和扩散层表面的距离。
5.欧姆接触:当金属和半导体的接触电阻小到可忽略不计时,称为欧姆接触。
二、选择和填空题1.在温度相同的情况下,制备相同厚度的氧化层,分别用干氧,湿氧和水汽氧化,哪个需要的时间最长?(A)A.干氧B.湿氧C.水汽氧化2.二氧化硅膜能有效的对扩散杂质起掩蔽作用的基本条件有(B)①杂质在硅中的扩散系数大于在二氧化硅中的扩散系数②杂质在硅中的扩散系数小于在二氧化硅中的扩散系数③二氧化硅的厚度大于杂质在二氧化硅中的扩散深度④二氧化硅的厚度小于杂质在二氧化硅中的扩散深度A.②④ B. ①③C①④ D. ②③3.离子注入和热扩散相比,哪个横向效应小(A )A. 离子注入B. 热扩散4.在LPCVD中由于hG>>kS,质量转移系数远大于表面反应速率常数,所以LPCVD系统中,淀积过程主要是质量转移控制错(对/错)5.预淀积是在较低温度下(和再分布相比),采用恒定(表面)源扩散方式,在硅片表面扩散一层数量一定按余误差(函数)形式分布的6.扩散只用于浅结的制备错(对/错)7.不论正胶或负胶,光刻过程中都包括如下步骤:①涂胶②前烘③曝光④显影⑤坚膜⑥刻蚀⑦去胶。
(整理)微电子工艺答案,整理好的了
1.1.保护器件避免划伤和沾污2.限制带电载流子场区隔离(表面钝化)3.栅氧或存储单元结构中的介质材料4.掺杂中的注入掩蔽5.金属导电层间的电介质6.减少表面悬挂键2.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3.、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4.掺杂物、晶体晶向、压力、温度、水蒸气5.界面陷阱电荷、可移动氧化物电荷6.工艺腔、硅片传输系统、气体分配系统、尾气系统、温控系统4.工艺腔是对硅片加热的场所,由垂直的石英罩钟、多区加热电阻丝和加热管套组成硅片传输系统在工艺腔中装卸硅片,自动机械在片架台、炉台、装片台、冷却台之间移动气体分配系统通过将正确的气体通到炉管中来维持炉中气氛控制系统控制炉子所有操作,如工艺时间和温度控制、工艺步骤的顺序、气体种类、气流速率、升降温速率、装卸硅片...1.(1)薄膜:指某一维尺寸远小于另外两维上的尺寸的固体物质。
. (2).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(导致衬底变形,..好的粘附性避免分层、开裂致漏电)2.(1)晶核形成分离的小膜层形成于衬底表面,是薄膜进一步生长的基础。
(2)凝聚成束形成(Si)岛,且岛不断长大(3)连续成膜岛束汇合并形成固态的连续的薄膜淀积的薄膜可以是单晶(如外延层)、多晶(多晶硅栅)和无定形(隔离介质,金属膜)的3.答:..多层金属化:用来连接硅片上高密度器件的金属层和绝缘层 ..关键层:线条宽度被刻蚀为器件特征尺寸的金属层。
微电子工艺原理习题
微电子工艺原理习题一、填空题1.传统集成电路制造工艺的发展以的出现作为大致的分界线,现代集成电路制造工艺进入超大规模集成电路后又以工艺的作为划分标志。
2.能提供多余空穴的杂质称为,P型半导体中的多子是。
3.多晶硅转变成单晶硅的实质是。
4.单晶硅拉制过程中引晶阶段的温度选择非常重要,温度过高时会造成,温度过低时会形成。
5.SiO2网络中氧的存在有两种形式,其中原子浓度越高,网络的强度越强;原子浓度越高,网络的强度越弱。
6.目前常用的两种掺杂技术是和。
7.完整的光刻工艺应包括和两部分,随着集成电路生产在微细加工中的进一步细分,后者又可独立成为一个工序。
8.伴随刻蚀工艺实现的图形转换发生在和之间。
9.按照功能和用途进行分类,集成电路可以分为和两类。
10.能提供多余电子的杂质称为,N型半导体中的少子是。
11.固溶体分为替位式固溶体和间隙式固溶体,两类大部分施主和受主杂质都与硅形成固溶体。
12.单晶硅的性能测试涉及到的测试、的测试和缺陷检验等多个方面。
13.SiO2中掺入杂质的种类对SiO2网络强度的影响表现在:掺入Ⅲ族元素如硼时,网络强度;掺入Ⅴ族元素如磷时,网络强度。
14.常用的芯片封装方法有、和陶瓷封装。
15.光刻胶又叫,常用的光刻胶分为和两类。
1.下列有关集成电路发展趋势的描述中,不正确的是。
(A)特征尺寸越来越小(B)晶圆尺寸越来越小(C)电源电压越来越低(D)时钟频率越来越高2.下面几种薄膜中,不属于半导体膜的是。
(A)SiO2膜(B)单晶硅膜(C)多晶硅膜(D)GaAs膜3.下列有关芯片封装的描述中不正确是。
(A)金属封装热阻小有良好的散热性能(B)塑料封装机械性能差,导热能力弱(C)金属封装成本低,塑料封装成本高(D)陶瓷封装的气密性好,但脆性较高4.下列选项中属于光刻工艺三要素之一的是。
(A)曝光(B)光刻胶(C)显影(D)刻蚀5.下列有关扩散的几种描述中不正确的是。
(A)扩散是一种掺杂技术。
微电子工艺技术-复习要点答案(完整版)
第四章晶圆制造1.CZ法提单晶的工艺流程。
说明CZ法和FZ法。
比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点。
答:1、溶硅2、引晶3、收颈4、放肩5、等径生长6、收晶。
CZ法:使用射频或电阻加热线圈,置于慢速转动的石英坩埚内的高纯度电子级硅在1415度融化(需要注意的是熔硅的时间不宜过长)。
将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒逐渐降低到熔融的硅中,籽晶表面得就浸在熔融的硅中并开始融化,籽晶的温度略低于硅的熔点。
当系统稳定后,将籽晶缓慢拉出,同时熔融的硅也被拉出。
使其沿着籽晶晶体的方向凝固。
籽晶晶体的旋转和熔化可以改善整个硅锭掺杂物的均匀性。
FZ法:即悬浮区融法。
将一条长度50-100cm 的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室。
加热将多晶硅棒的低端熔化,然后把籽晶溶入已经熔化的区域。
熔体将通过熔融硅的表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间,然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化。
此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固,形成与籽晶相同的晶体结构。
当加热线圈扫描整个多晶硅棒后,便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒。
CZ法优点:①所生长的单晶的直径较大,成本相对较低;②通过热场调整及晶转,坩埚等工艺参数的优化,可以较好的控制电阻率径向均匀性。
缺点:石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响,易引入氧、碳杂质,不易生长高电阻率单晶。
FZ法优点:①可重复生长,提纯单晶,单晶纯度较CZ法高。
②无需坩埚、石墨托,污染少③高纯度、高电阻率、低氧、低碳④悬浮区熔法主要用于制造分离式功率元器件所需要的晶圆。
缺点:直径不如CZ法,熔体与晶体界面复杂,很难得到无位错晶体,需要高纯度多晶硅棒作为原料,成本高。
MCZ:改进直拉法优点:较少温度波动,减轻溶硅与坩埚作用,降低了缺陷密度,氧含量,提高了电阻分布的均匀性2.晶圆的制造步骤【填空】答:1、整形处理:去掉两端,检查电阻确定单晶硅达到合适的掺杂均匀度。
2、切片3、磨片和倒角4、刻蚀5、化学机械抛光3. 列出单晶硅最常使用的两种晶向。
微电子工艺习题答案(整理供参考)
第一章1.集成电路:通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互连,“集成”在一块半导体单晶片(如Si、GaAs)上,封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能。
集成电路发展的五个时代及晶体管数目:小规模集成电路(小于100个)、中规模集成电路(100~999)、大规模集成电路(1000~99999)、超大规模集成电路(超过10万)、甚大规模集成电路(1000万左右)。
2、硅片制备(Wafer preparation)、硅片制造(Wafer fabrication)硅片测试/拣选(Wafer test/sort)、装配与封装(Assembly and packaging)、终测(Final test)。
3、半导体发展方向:提高性能、提高可靠性、降低价格。
摩尔定律:硅集成电路按照4年为一代,每代的芯片集成度要翻两番、工艺线宽约缩小30%,IC工作速度提高1.5倍等发展规律发展。
4、特征尺寸也叫关键尺寸,集成电路中半导体器件能够加工的最小尺寸。
5、more moore定律:芯片特征尺寸的不断缩小。
从几何学角度指的是为了提高密度、性能和可靠性在晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸的继续缩小,more than moore定律:指的是用各种方法给最终用户提供附加价值,不一定要缩小特征尺寸,如从系统组件级向3D集成或精确的封装级(SiP)或芯片级(SoC)转移。
6、High-K:高介电系数;low-K:低介电系数;Fabless:无晶圆厂;Fablite:轻晶片厂;IDM:Integrated Device Manufactory集成器件制造商;Foundry:专业代工厂;Chipless:无晶片1、原因:更大直径硅片,更多的芯片,单个芯片成本减少;更大直径硅片,硅片边缘芯片减小,成品率提高;提高设备的重复利用率。
硅片尺寸变化:2寸(50mm)-4寸(100mm)-5寸(125mm)-6寸(150mm)-8寸(200mm)-12寸(300mm)-18寸(450mm).2、物理尺寸、平整度、微粗糙度、氧含量、晶体缺陷、颗粒、体电阻率。
微电子加工工艺总结资料
微电子加工工艺总结资料第一篇:微电子加工工艺总结资料1、分立器件和集成电路的区别分立元件:每个芯片只含有一个器件;集成电路:每个芯片含有多个元件。
2、平面工艺的特点平面工艺是由Hoerni于1960年提出的。
在这项技术中,整个半导体表面先形成一层氧化层,再借助平板印刷技术,通过刻蚀去除部分氧化层,从而形成一个窗口。
P-N结形成的方法:① 合金结方法A、接触加热:将一个p型小球放在一个n型半导体上,加热到小球熔融。
B、冷却:p型小球以合金的形式掺入半导体底片,冷却后,小球下面形成一个再分布结晶区,这样就得到了一个pn结。
合金结的缺点:不能准确控制pn结的位置。
②生长结方法半导体单晶是由掺有某种杂质(例如P型)的半导体熔液中生长出来的。
生长结的缺点:不适宜大批量生产。
扩散结的形成方式与合金结相似点:表面表露在高浓度相反类型的杂质源之中与合金结区别点:不发生相变,杂质靠固态扩散进入半导体晶体内部扩散结的优点扩散结结深能够精确控制。
平面工艺制作二极管的基本流程:衬底制备——氧化——一次光刻(刻扩散窗口)——硼预沉积——硼再沉积——二次光刻(刻引线孔)——蒸铝——三次光刻(反刻铝电极)——P-N结特性测试3、微电子工艺的特点高技术含量设备先进、技术先进。
高精度光刻图形的最小线条尺寸在亚微米量级,制备的介质薄膜厚度也在纳米量级,而精度更在上述尺度之上。
超纯指工艺材料方面,如衬底材料Si、Ge单晶纯度达11个9。
超净环境、操作者、工艺三个方面的超净,如VLSI在100级超净室10级超净台中制作。
大批量、低成本图形转移技术使之得以实现。
高温多数关键工艺是在高温下实现,如:热氧化、扩散、退火。
4、芯片制造的四个阶段固态器件的制造分为4个大的阶段(粗线条):① ② ③ ④晶圆制备:(1)获取多晶(2)晶体生长----制备出单晶,包含可以掺杂(元素掺杂和母金掺杂)(3)硅片制备----制备出空白硅片硅片制备工艺流程(从晶棒到空白硅片):晶体准备(直径滚磨、晶体定向、导电类型检查和电阻率检查)→切片→研磨→化学机械抛光(CMP)→背处理→双面抛光→边缘倒角→抛光→检验→氧化或外延工艺→打包封装芯片制造的基础工艺增层——光刻——掺杂——热处理材料制备晶体生长/晶圆准备晶圆制造、芯片生成封装5、high-k技术High—K技术是在集成电路上使用高介电常数材料的技术,主要用于降低金属化物半导体(MOS)晶体管栅极泄漏电流的问题。
微电子工艺习题参考解答
CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY1.画出一50cm 长的单晶硅锭距离籽晶10cm 、20cm 、30cm 、40cm 、45cm 时砷的掺杂分布。
(单晶硅锭从融体中拉出时,初始的掺杂浓度为1017cm -3) 2.硅的晶格常数为5.43Å.假设为一硬球模型: (a)计算硅原子的半径。
(b)确定硅原子的浓度为多少(单位为cm -3)?(c)利用阿伏伽德罗(Avogadro)常数求出硅的密度。
3.假设有一l0kg 的纯硅融体,当硼掺杂的单晶硅锭生长到一半时,希望得到0.01 Ω·cm 的电阻率,则需要加总量是多少的硼去掺杂?4.一直径200mm 、厚1mm 的硅晶片,含有5.41mg 的硼均匀分布在替代位置上,求: (a)硼的浓度为多少?(b)硼原子间的平均距离。
5.用于柴可拉斯基法的籽晶,通常先拉成一小直径(5.5mm)的狭窄颈以作为无位错生长的开始。
如果硅的临界屈服强度为2×106g/cm2,试计算此籽晶可以支撑的200mm 直径单晶硅锭的最大长度。
6.在利用柴可拉斯基法所生长的晶体中掺入硼原子,为何在尾端的硼原子浓度会比籽晶端的浓度高?7.为何晶片中心的杂质浓度会比晶片周围的大?8.对柴可拉斯基技术,在k 0=0.05时,画出C s /C 0值的曲线。
9.利用悬浮区熔工艺来提纯一含有镓且浓度为5×1016cm -3的单晶硅锭。
一次悬浮区熔通过,熔融带长度为2cm ,则在离多远处镓的浓度会低于5×1015cm -3?10.从式L kx s e k C C /0)1(1/---=,假设k e =0.3,求在x/L=1和2时,C s /C 0的值。
11.如果用如右图所示的硅材料制造p +-n 突变结二极管,试求用传统的方法掺杂和用中子辐照硅的击穿电压改变的百分比。
12.由图10.10,若C m =20%,在T b 时,还剩下多少比例的液体?13.用图10.11解释为何砷化镓液体总会变成含镓比较多?14.空隙n s 的平衡浓度为Nexp[-E s /(kT)],N 为半导体原子的浓度,而E s 为形成能量。
微电子工艺复习题目(精选)
微电子工艺复习题目(精选)第一单元3比较硅单晶锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点?答:CZ法工艺成熟可拉制大直径硅锭,但受坩锅熔融带来的O等杂质浓度高,存在一定杂质分布,因此,相对于MCZ和FZ法,生长的硅锭质量不高。
当前仍是生产大直径硅锭的主要方法。
MCZ法是在CZ技术基础上发展起来的,生长的单晶硅质量更好,能得到均匀、低氧的大直径硅锭。
但MCZ设备较CZ设备复杂得多,造价也高得多,强磁场的存在使得生产成本也大幅提高。
MCZ法在生产高品质大直径硅锭上已成为主要方法。
FZ法与CZ、MCZ法相比,去掉了坩埚,因此没有坩埚带来的污染,能拉制出更高纯度、无氧的高阻硅,是制备高纯度,高品质硅锭,及硅锭提存的方法。
但因存在熔融区因此拉制硅锭的直径受限。
FZ法硅锭的直径比CZ、MCZ法小得多。
6硅气相外延工艺采用的衬底不是准确的晶向,通常偏离(100)或(111)等晶向一个小角度,为什么?答:从硅气相外延工艺原理可知,硅外延生长的表面外延过程是外延剂在衬底表面被吸附后分解出Si原子,他迁移到达结点位置停留,之后被后续的Si原子覆盖,该Si原子成为外延层中原子。
因此衬底表面“结点位置”的存在是外延过程顺利进行的关键,如果外延衬底不是准确的(100)或(111)晶面,而是偏离一个小角度,这在其表面就会有大量结点位置,所以,硅气相外延工艺采用的衬底通常偏离准确的晶向一个小角度。
8异质外延对衬底和外延层有什么要求?对于B/A型的异质外延,在衬底A上能否外延生长B,外延层B 晶格能否完好,受衬底A与外延层B的兼容性影响。
衬底与外延层的兼容性主要表现在三个方面:其一,衬底A与外延层B两种材料在外延温度不发生化学反应,不发生大剂量的互溶现象。
即A和B的化学特性兼容;其二,衬底A与外延层B的热力学参数相匹配,这是指两种材料的热膨胀系数接近,以避免生长的外延层由生长温度冷却至室温时,因热膨胀产生残余应力,在B/A界面出现大量位错。
微电子工艺习题参考解答
CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY1.画出一50cm 长的单晶硅锭距离籽晶10cm 、20cm 、30cm 、40cm 、45cm 时砷的掺杂分布。
(单晶硅锭从融体中拉出时,初始的掺杂浓度为1017cm -3) 2.硅的晶格常数为5.43Å.假设为一硬球模型: (a)计算硅原子的半径。
(b)确定硅原子的浓度为多少(单位为cm -3)?(c)利用阿伏伽德罗(Avogadro)常数求出硅的密度。
3.假设有一l0kg 的纯硅融体,当硼掺杂的单晶硅锭生长到一半时,希望得到0.01 Ω·cm 的电阻率,则需要加总量是多少的硼去掺杂?4.一直径200mm 、厚1mm 的硅晶片,含有5.41mg 的硼均匀分布在替代位置上,求: (a)硼的浓度为多少?(b)硼原子间的平均距离。
5.用于柴可拉斯基法的籽晶,通常先拉成一小直径(5.5mm)的狭窄颈以作为无位错生长的开始。
如果硅的临界屈服强度为2×106g/cm2,试计算此籽晶可以支撑的200mm 直径单晶硅锭的最大长度。
6.在利用柴可拉斯基法所生长的晶体中掺入硼原子,为何在尾端的硼原子浓度会比籽晶端的浓度高?7.为何晶片中心的杂质浓度会比晶片周围的大?8.对柴可拉斯基技术,在k 0=0.05时,画出C s /C 0值的曲线。
9.利用悬浮区熔工艺来提纯一含有镓且浓度为5×1016cm -3的单晶硅锭。
一次悬浮区熔通过,熔融带长度为2cm ,则在离多远处镓的浓度会低于5×1015cm -3?10.从式L kx s e k C C /0)1(1/---=,假设k e =0.3,求在x/L=1和2时,C s /C 0的值。
11.如果用如右图所示的硅材料制造p +-n 突变结二极管,试求用传统的方法掺杂和用中子辐照硅的击穿电压改变的百分比。
12.由图10.10,若C m =20%,在T b 时,还剩下多少比例的液体?13.用图10.11解释为何砷化镓液体总会变成含镓比较多?14.空隙n s 的平衡浓度为Nexp[-E s /(kT)],N 为半导体原子的浓度,而E s 为形成能量。
微电子工艺习题参考解答
CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY1.画出一50cm 长的单晶硅锭距离籽晶10cm 、20cm 、30cm 、40cm 、45cm 时砷的掺杂分布。
(单晶硅锭从融体中拉出时,初始的掺杂浓度为1017cm -3) 2.硅的晶格常数为5.43Å.假设为一硬球模型: (a)计算硅原子的半径。
(b)确定硅原子的浓度为多少(单位为cm -3)?(c)利用阿伏伽德罗(Avogadro)常数求出硅的密度。
3.假设有一l0kg 的纯硅融体,当硼掺杂的单晶硅锭生长到一半时,希望得到0.01 Ω·cm 的电阻率,则需要加总量是多少的硼去掺杂?4.一直径200mm 、厚1mm 的硅晶片,含有5.41mg 的硼均匀分布在替代位置上,求: (a)硼的浓度为多少?(b)硼原子间的平均距离。
5.用于柴可拉斯基法的籽晶,通常先拉成一小直径(5.5mm)的狭窄颈以作为无位错生长的开始。
如果硅的临界屈服强度为2×106g/cm2,试计算此籽晶可以支撑的200mm 直径单晶硅锭的最大长度。
6.在利用柴可拉斯基法所生长的晶体中掺入硼原子,为何在尾端的硼原子浓度会比籽晶端的浓度高?7.为何晶片中心的杂质浓度会比晶片周围的大?8.对柴可拉斯基技术,在k 0=0.05时,画出C s /C 0值的曲线。
9.利用悬浮区熔工艺来提纯一含有镓且浓度为5×1016cm -3的单晶硅锭。
一次悬浮区熔通过,熔融带长度为2cm ,则在离多远处镓的浓度会低于5×1015cm -3?10.从式L kx s e k C C /0)1(1/---=,假设k e =0.3,求在x/L=1和2时,C s /C 0的值。
11.如果用如右图所示的硅材料制造p +-n 突变结二极管,试求用传统的方法掺杂和用中子辐照硅的击穿电压改变的百分比。
12.由图10.10,若C m =20%,在T b 时,还剩下多少比例的液体?13.用图10.11解释为何砷化镓液体总会变成含镓比较多?14.空隙n s 的平衡浓度为Nexp[-E s /(kT)],N 为半导体原子的浓度,而E s 为形成能量。
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1. What is a wafer? What is a substrate? What is a die?什么是硅片,什么是衬底,什么是芯片答:硅片是指由单晶硅切成的薄片;芯片也称为管芯(单数和复数芯片或集成电路);硅圆片通常称为衬底。
2. List the three major trends associated with improvement in microchip fabrication technology, and give a short description of each trend.列出提高微芯片制造技术相关的三个重要趋势,简要描述每个趋势答:提高芯片性能:器件做得越小,在芯片上放置得越紧密,芯片的速度就会提高。
提高芯片可靠性:芯片可靠性致力于趋于芯片寿命的功能的能力。
为提高器件的可靠性,不间断地分析制造工艺。
降低芯片成本:半导体微芯片的价格一直持续下降。
3. What is the chip critical dimension (CD)? Why is this dimension important?什么是芯片的关键尺寸,这种尺寸为何重要答:芯片的关键尺寸(CD)是指硅片上的最小特征尺寸;因为我们将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,因此更容易产生。
4. Describe scaling and its importance in chip design.描述按比例缩小以及在芯片设计中的重要性答:按比例缩小:芯片上的器件尺寸相应缩小是按比例进行的重要性:为了优电学性能,多有尺寸必须同时减小或按比例缩小。
5. What is Moore's law and what does it predict?什么是摩尔定律,它预测了什么答:摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数,月每隔18个月便会增加1倍,性能也将提升1倍。
预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番。
第二章6. What is the advantage of gallium arsenide over silicon?砷化镓相对于硅的优点是什么答:优点:具有比硅更高的电子迁移率;减小寄生电容和信号损耗的特性;集成电路的速度比硅电路更快;材料的电阻率更大。
7. What is the primary disadvantage of gallium arsenide over silicon?砷化镓相对于硅的主要缺点是什么答:主要缺点:缺乏天然氧化物;材料的脆性;成本比硅高10倍;有剧毒性在设备,工艺和废物清除设施中特别控制。
8. What is an active component? Give two examples of this type of component.什么是无源元件,举出两个无源元件的例子答:有源器件:在不需要外加电源的条件下,就可以显示其特性的电子元件。
例子:电阻,电容。
9. What are some notable characteristics of bipolar technology? What is biggest drawback to bipolar technology?双极技术有什么显著特征,双极技术的最大缺陷是什么答:显著特征:高速,耐久性和功率控制能力。
最大缺陷:功耗高。
10. What are the benefits of the field-effect transistor (FET)?场效应管有什么优点答:低电压和低功耗。
11. What are the two basic types of FETs? What is the major difference between them?FET的两种基本类型是什么,他们之间的主要区别是什么答:类型:结型(JFET)和金属-氧化物型(MOSFET)半导体。
区别:MOSFET作为场效应管晶体输入端的栅极由一层薄介质与晶体管的其他两极绝缘。
JFET的栅极实际上同晶体管其他电极形成物理的pn结。
12. What are the two categories of MOSFETs? How are they distinguishable from one another? MOSFET有哪两种类型,他们怎样区分答:类型:nMOS(n沟道)和pMOS(p沟道)区分方法:可有各自器件的多数载流来区别。
13. What two IC technologies are used in BiCMOS?BiCMOS使用了哪两种集成电路技术答:采用了CMOS和双极技术14. What could a digital/analog (D/A) converter chipbe used for? What could an analog/digital (A/D) chip be used for?数模转换器芯片能用做什么,模数转换器芯片能用做什么答:数/模转化器芯片可用来提供用做电子机械设备的控制模拟驱动信号。
模/数转换器芯片可用来测量模拟驱动信号的输出。
15. Explain the difference between an enhancement-mode transistor and depletion-mode transistor with regards to their standby condition.解释增强型晶体管和耗尽型晶体管使用情况的区别答:增强型晶体管很好地工作于数字陆机应用中,只需要单极的输入信号控制场效应晶体管。
耗尽型被已经存在的闭合沟道部分开启。
输入电压可以在一个方向变化以提高流过沟道的电流,或者在相反方向降低流过的沟道电流。
如果栅极的输入电压在反向更大地提高,耗尽型晶体管将会断开。
第四章16. Why is it necessary to have monocrystal silicon for wafer fabrication?为什么要用单晶进行硅片制造答:半导体芯片加工需要纯净的单晶硅结构,这是因为单胞重复的单晶结构能够提供制作工艺和器件特性所需要的电学和机械性质。
糟糕的晶体结构和缺陷导致微缺陷的形成。
17.Which crystal plane orientation is most common MOS? Which is most common for bipolar? MOS器件中用的最多的是哪种方向晶向,双极型用的最多的是哪几种答:MOS :(100)面的硅片;双极型:(111)面的硅片18.Define crystal growth. What is the CZ method for crystal growth?定义晶体生长,什么是CZ单晶生长法答:晶体生长:是把半导体级硅的多晶硅块转换成一块大的单晶硅。
CZ单晶生长法:是熔化了的半导体级硅液体变为有正确晶向并且被掺杂成n型或p型的固体硅锭。
19. List seven wafer quality requirements for a silicon wafer.列举硅片的七种质量要求答:物理尺寸;平整度;微粗糙度;氧含量;晶体缺陷;颗粒;体电阻率20. What is an epitaxial layer, and why is it used on wafers?什么是外延层,为什么在硅片上使用它答:在某种情况下,需要硅片有非常纯的与衬底有相同晶体结构的硅表面,还要保持对杂质类型和浓度的控制,这要通过在硅表面沉积一个外延层来达到。
原因是外延层在优化pn结的击穿电压的同时降低了集电极电阻,在适中的电流强度下提高了器件速度。
外延在CMOS集成电路中变得重要起来,因为随着器件尺寸不断缩小它将闩锁效应降到最低。
外延层通常是没有玷污的。
第八章21、What is plasma? Why is RF energy used in plasma?什么是等离子体,为什么要在等离子体中使用RF能量答:等离子是一种中性,高能量,离子化的气体,包含中性原子或分子,带电离子和自由电子。
RF能量的使用可以产生一个高功效的等离子体。
第九章22、List the six distinct production areas in a wafer fab and give a short description of each area.列出芯片厂中6个不同的生产区域并对每一个区域做简单的描述答:扩散:扩散区一般认为是进行高温工艺及薄膜沉积的区域。
光刻:使用黄色莹光管照明使得光刻区与芯片厂中的其他各个区明显不同。
刻蚀:是在硅片上没有光刻胶保护的地方留下永久的图形。
离子注入:采用高电压和磁场来控制并加速离子。
薄膜生长:主要负责生产各个步骤当中的介质层与金属层的沉积。
抛光:为了使硅片表面平坦化,是通过将硅片表面突出的部分减薄到下凹部分的高度实现。
23、Identify the three production areas where photoresistcoated wafers can be found.确定有光刻胶覆盖硅片的三个生产区域答:光刻区,刻蚀区和离子注入区24、What is the purpose of the etch process? Name the most common tools used in this area?刻蚀工艺的目的是什么,这个区中最常用的设备是什么答:目的:硅片上没有光刻胶保护的地方留下永久的图形。
常用设备:等离子刻蚀机,等离子体去胶机和湿法清洗设备。
25、What are the reasons for the thermal anneal process after ion implantation?离子注入后进行退火工艺的原因是什么答:可使裸露的硅片表面生长一层新的阻挡氧化层;高温使得杂质向硅中移动;可使注入引入的损伤得到修复;使杂质原子与硅原子间的共价键被激活,使得杂质原子成为晶格结构中的一部分。
26、What is shallow trench isolation (STI)? What process did it replace?什么是浅槽隔离(STI),它取代了什么工艺答:浅槽隔离(STI)是在衬底制作的晶体管有源区之间隔离区的一种可选工艺。
取代了局域氧化工艺(LOCOS)第十章27、What is the difference between a grown and a deposited oxide layer?生长氧化层和淀积氧化层间的区别是什么答:在升温环境里,通过外部供给高纯氧气使之与硅衬底反应,可以在硅片上得到一层热生长的氧化层;沉积的氧化层可以通过外部供给氧气和硅源,使它们在腔体中反应,从而在硅片表面形成一层薄膜。