微电子工艺复习重点

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微电子制造工艺Ch-3

• 3.7晶片的杂质吸出工艺（18~19页）
– 杂质吸除 Gettering (晶体工程） – 外吸出（背吸除） – 背面淀积多晶硅薄膜（1~2m），并在 ~700C退火 – 内吸出 – 三段式氧吸除： – 1100C氧外扩散10h； 750C氧成核4h多次； 1000C氧吸除4h多次
– 氢、氦微孔结构的吸杂作用
3、杂质分布的控制： 1) 杂质的掺入, (高掺杂Si) ：0.001~100 cm 2) Segregation：17~20页；P23~24 生长附面层与有效分凝系数
附面层：
熔融体附面，杂质附面
公式（2-13) 例2-1 g=单晶硅重量/初始熔硅重量 g=0，0.1，0.5，0.8； C0=1x1015 atoms/cm3，（B）=15.3，14.98，13.3，11.1，（P）=14.4，13.4， 9.72，4.46，
2、Cz-Si生长工艺：（19-25页）
工艺控制：缩颈(Necking)；零位错生长温度场的分布；（缺陷、杂质、二次热缺陷）旋转速率；（温度场的均匀、杂质均匀）提升速率；（直径、缺陷、应力）弯月面的控制；（生长测控的特征面）气场的控制；（缺陷、杂质）
冷却过程中的缺陷；热历史对材料和以后的器件性质产生影响。
MGS（Metallurgical Grade Silicon）
SiO2+2C=Si+2CO↑

微电子工艺技术复习要点

第四章晶圆制造

1. CZ法提单晶旳工艺流程。阐明CZ法和FZ法。比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长措施旳优缺陷。

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，置于慢速转动旳石英坩埚内旳高纯度电子级硅在1415度融化。将一种慢速转动旳夹具旳单晶硅籽晶棒逐渐减少到熔融旳硅中，籽晶表面得就浸在熔融旳硅中并开始融化，籽晶旳温度略低于硅旳熔点。当系统稳定后，将籽晶缓慢拉出，同步熔融旳硅也被拉出。使其沿着籽晶晶体旳方向凝固。

FZ法：即悬浮区融法。将一条长度50-100cm 旳多晶硅棒垂直放在高温炉反应室，加热将多晶硅棒旳低端熔化，然后把籽晶溶入已经熔化旳区域。熔体将通过熔融硅旳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旳上方部分多晶硅棒开始熔化。此时靠近籽晶晶体一端旳熔融旳硅开始凝固，形成与籽晶相似旳晶体构造。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法长处：单晶直径大，成本低，可以很好控制电阻率径向均匀性。缺陷：石英坩埚内壁被熔融旳硅侵蚀及石墨保温加热元件旳影响，易引入氧、碳杂质，不易生长高电阻率单晶

FZ法长处：1、可反复生长，单晶纯度比CZ法高。2、无需坩埚石墨托，污染少。3、高纯度，高电阻率，低碳，低氧。缺陷：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：改善直拉法长处：较少温度波动，减轻溶硅与坩埚作用，减少了缺陷密度，氧含量，提高了电阻分布旳均匀性

微电子工艺

1.摩尔定律：半导体先驱者戈登.摩尔在1964年预言：在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番，后来在1975年被修正为预计每十八个月翻一番。对摩尔定律的关键贡献是加工硅片的能力，这是通过减小器件特征尺寸以得到新的CD以及随着每一代新产品的引入增加芯片上晶体管数来实现的。

2.关键尺寸 CD:芯片上的物理尺寸特征被称为特征尺寸，硅片上的最小特征尺寸就是关键尺寸CD。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上制造某种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，因此更容易生产。例如，如果芯片上的最小尺寸是0.18um，那么这个尺寸就是CD。半导体产业使用“技术节点”这一术语描述在硅片制造中使用的可应用CD。

3.例举得到半导体级硅的三个步骤。半导体级硅的纯度能达到多少？

第一步：用碳加热硅石来制备冶金级硅

第二步：通过化学反应将冶金级硅提纯以生成三氯硅烷

第三步：利用西门子方法，通过三氯硅烷和氢气反应来生产SGS

纯度能达到99.99999999%

4.将圆柱形的单晶硅锭制备成硅片需要哪些工艺流程？

整形处理，切片，磨片和倒角，刻蚀，抛光，清洗，硅片评估，包装

5.什么是外延层？为什么硅片上要使用外延层？

外延层是指在硅的外延中以硅基片为籽晶生长的一薄膜层，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

6.按构成集成电路基础的晶体管分类可以将集成电路分为哪些类型？每种类型各有什么特征？

双极晶体管（BJT）集成电路，场效应管（FET）集成电路（JFET，MOSFET），CMOS 集成电路；

微电子工艺概论1-5

1.硅作为电子材料的优点

·原料充分，占地壳25%，沙子是硅在自然界中存在的主要形式；

·硅晶体表面易于生长稳定的氧化层，这对于保护硅表面器件或电路的结构、性质很重要； ·密度只有2.33g/cm3，是锗/砷化镓的43.8%，用于航空、航天；

·热学特性好，线热膨胀系数小，2.5*10-6/℃ ，热导率高，1.50W/cm ·℃，芯片散热； ·单晶圆片的缺陷少，直径大，工艺性能好，目前16英寸；

·机械性能良好，MEMS 。

2.硅晶体缺陷——点缺陷

·本征缺陷（晶体中原子由于热运动）空位 A ：晶格硅原子位置上出现空缺；

自填隙原子B ：硅原子不在晶格位置上，而处在晶格位置之间。 ·杂质（非本征缺陷：硅以外的其它原子进入硅晶体）替位杂质C 填隙杂质D 注：

·肖特基缺陷：空位缺陷； ·弗伦克尔（Frenkel ）缺陷：原子热运动脱离晶格位置进入晶格之间，形成的空穴和自填隙

的组合；

·填隙杂质在微电子工艺中是应尽量避免的，这些杂质破坏了晶格的完整性，引起点阵的变，但对半导体晶体的电学性质影响不大； ·替位杂质通常是在微电子工艺中有意掺入的杂质。例如，硅晶体中掺入Ⅲ、Ⅴ族替位杂质，目的是调节硅晶体的电导率；掺入贵金属Au 等，目的是在硅晶体中添加载流子复合中心，缩短载流子寿命。 3.硅晶体缺陷——线缺陷

·线缺陷最常见的就是位错。位错附近，原子排列偏离了严格的周期性，相对位置发生了错乱。位错可看成由滑移形成，滑移后两部分晶体重新吻合。在交界处形成位错。用滑移矢

量表征滑移量大小和方向。

·位错主要有刃位错和螺位错

微电子工艺要点

一、填空题

晶圆制备

1．用来做芯片的高纯硅被称为（半导体级硅），英文简称（GSG），有时也被称为（电子级硅）。

2．单晶硅生长常用（CZ法）和（区熔法）两种生长方式，生长后的单晶硅被称为（硅锭）。

3．晶圆的英文是（wafer），其常用的材料是（硅）和（锗）。

4．晶圆制备的九个工艺步骤分别是（单晶生长）、整型、（切片）、磨片倒角、刻蚀、（抛光）、清洗、检查和包装。

5．从半导体制造来讲，晶圆中用的最广的晶体平面的密勒符号是（100）、（110）和（111）。6．CZ直拉法生长单晶硅是把（融化了的半导体级硅液体）变为（有正确晶向）并且（被掺杂成p型或n型）的固体硅锭。

7．CZ直拉法的目的是（实现均匀参杂的同时并且复制籽晶的结构，得到合适的硅锭直径并且限制杂质引入到硅中）。影响CZ直拉法的两个主要参数是（拉伸速率）和（晶体旋转速率）。

8．晶圆制备中的整型处理包括（去掉两端）、（径向研磨）和（硅片定位边和定位槽）。9．制备半导体级硅的过程：1（制备工业硅）；2（生长硅单晶）；3（提纯）。

氧化

10．二氧化硅按结构可分为（结晶型）和（非结晶型）或（不定型）。

11．热氧化工艺的基本设备有三种：（卧式炉）、（立式炉）和（快速热处理炉）。

12．根据氧化剂的不同，热氧化可分为（干氧氧化）、（湿氧氧化）和（水汽氧化）。13．用于热工艺的立式炉的主要控制系统分为五部分：（工艺腔）、（硅片传输系统）、气体分配系统、尾气系统和（温控系统）。

14．选择性氧化常见的有（局部氧化）和（浅槽隔离）

15．列出热氧化物在硅片制造的4种用途：（参杂阻挡）、（表面钝化）、场氧化层和（金属层间介质）。

微电子工艺超详细重点总结

第一章

晶体管的发明：当代半导体产业伴随着1974年12月16日在贝尔电话实验室固态晶体管的发明而诞生，发明者是威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿。

集成电路（IC）的发明：由仙童半导体公司的罗伯特·诺伊思和德州仪器公司的杰克·基尔比于1959年分别独自发明。

电路集成半导体产业周期每个芯片元件数

没有集成（分离元件）1960年之前 1

小规模集成电路（SSI）20世纪60年代前期2至50

中规模集成电路（MSI）20世纪60年代到70年代前期20至5000

大规模集成电路（LSI）20世纪70年代前期到70年代后期5000至100000

超大规模集成电路（VISI）20世纪70年代后期至80年代后期100000至1000000

甚大规模集成电路（ULSI）20世纪90年代后期至今大于1000000

集成电路的发展时代

集成电路的制造步骤：1、硅片制备；2、硅片制造；3、硅片测试/拣选；4、装配与封装；5、终测。

关键尺寸CD，技术节点：芯片上的物理尺寸特征被称为特征尺寸，硅片上的最小特征尺寸称为关键尺寸或CD．半导体产业使用技术节点描述在硅片制造中使用的可应用CD。

摩尔定律1964年，戈登·摩尔预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番。（1975年被修改为每18个月翻一番）

电子时代阶段20世纪50年代晶体管技术；20世纪60年代工艺技术；20世纪70年代竞争；20世纪80年代自动化；20世纪90年代批量生产。

第二章

材料分类：根据流经材料电流的不同可分为三类材料：导体，绝缘体，半导体。

硅的优点，被选为主要半导体材料的原因：主要有四个理由：硅的丰裕度；更高的融化温度允许更宽的工艺容限；更宽的工作温度范围；氧化硅的自然生成。硅的掺杂剂：通常用于掺杂ⅢＡ族和ⅤＡ族元素。P型—价带空穴数大于导带电子数，n型—导带电子多余价带空穴，多子—多数载流子，少子—少数载流子，pn结—是在两部分本质相同的材料之间形成的。

微电子工艺原理与技术第1章引论

发展更先进的制造技术，如纳米压印、3D 打印等，以实现更高精度和更复杂的微纳结构制造。
智能化与自动化
绿色制造与可持续发展
推动微电子工艺的智能化和自动化发展，提高生产效率和产品质量。
注重微电子工艺的环保性和可持续性，减少资源消耗和环境污染。
THANKS
感谢观看
01
加工精度与效率
提高微纳加工技术的加工精度和效率，实现更高性能、更小尺寸的微电
子器件制造。
02
新材料应用
探索新型材料在微纳加工中的应用，如二维材料、碳纳米管等，提升器
件性能和功能。
03
绿色制造技术
发展环保、低能耗的微纳加工技术，减少对环境的影响，推动微电子工
艺的可持续发展。
06
总结与展望
本章内容回顾与总结
刻蚀技术
干法刻蚀
利用等离子体中的活性物种与基片表面材料进行化学反应，实现材料的去除。
湿法刻蚀
将基片浸泡在刻蚀液中，通过化学反应去除基片表面的材料。
激光刻蚀
利用高能激光束对基片表面进行局部加热和熔化，然后通过冷却和凝固实现材料的去除。
掺杂技术
热扩散掺杂
将基片置于高温环境中，使杂质元素在基片中扩散并达到所需的浓度分布。
05
微电子工艺发展趋势与挑战
三维集成技术发展趋势
垂直互连技术

微电子学概论复习(知识点总结)

第一章绪论

1.画出集成电路设计与制造的主要流程框架。

2.集成电路分类情况如何？

答：

3.微电子学的特点是什么？

答：微电子学：电子学的一门分支学科

微电子学以实现电路和系统的集成为目的，故实用性极强。

微电子学中的空间尺度通常是以微米(μm, 1μm ＝10－6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的。

微电子学是信息领域的重要基础学科

微电子学是一门综合性很强的边缘学科

涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路BiCMOS BiMOS 型BiMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS 双极型单片集成电路按结构分类集成电路

机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个学科

微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向

微电子学的渗透性极强，它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等

第二章半导体物理和器件物理基础

1.什么是半导体？特点、常用半导体材料

答：什么是半导体？

微电子工艺整理.doc

微电子工艺引论

硅片、芯片的概念

硅片：制造电子器件的基本半导体材料硅的圆形单晶薄片

芯片：由硅片生产的半导体产品

*什么是微电子工艺技术？微电子工艺技术主要包括哪些技术？

微电子工艺技术：在半导体材料芯片上采用微米级加工工艺制造微小型化电子元器件和微型化电路技术

主要包括：超精细加工技术、薄膜生长和控制技术、高密度组装技术、过程检测和过程控制技术等

集成电路制造涉及的五个大的制造阶段的内容

硅片制备：将硅从沙中提炼并纯化、经过特殊工艺产生适当直径的硅锭、将硅锭切割成用于制造芯片的薄硅片

芯片制造：硅片经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂步骤，一整套集成电路永久刻蚀在硅片上

芯片测试/拣选：对单个芯片进行探测和电学测试，挑选出可接受和不可接受的芯片、为有缺陷的芯片做标记、通过测试的芯片将继续进行以后的步骤

装配与封装：对硅片背面进行研磨以减少衬底的厚度、将一片厚的塑料膜贴在硅片背面、在正面沿着划片线用带金刚石尖的锯刃将硅片上的芯片分开、在装配厂，好的芯片被压焊或抽空形成装配包、将芯片密封在塑料或陶瓷壳内

终测：为确保芯片的功能，对每一个被封装的集成电路进行电学和环境特性参数的测试IC工艺前工序、IC工艺后工序、以及IC工艺辅助工序

IC工艺前工序：（1）薄膜制备技术：主要包括外延、氧化、化学气相淀积、物理气相淀积(如溅射、蒸发) 等

（2）掺杂技术：主要包括扩散和离子注入等技术

（3）图形转换技术：主要包括光刻、刻蚀等技术

IC工艺后工序：划片、封装、测试、老化、筛选

IC工艺辅助工序：超净厂房技术

超纯水、高纯气体制备技术

微电子期末考试复习题(附答案)

1. 光敏半导体、掺杂半导体、热敏半导体是固体的三种基本类型。( × ) 2．用来做芯片的高纯硅被称为半导体级硅，有时也被称为分子级硅。(×)电子3. 硅和锗都是Ⅳ族元素，它们具有正方体结构。( × ) 金刚石结构

4．硅是地壳外层中含量仅次于氮的元素。( × ) 氧

5．镓是微电子工业中应用最广泛的半导体材料，占整个电子材料的95％左右。( × ) 硅

6．晶圆的英文是wafer，其常用的材料是硅和锡。( × ) 硅和锗

7．非晶、多晶、单晶是固体的三种基本类型。( √ )

8．晶体性质的基本特征之一是具有方向性。( √ )

9．热氧化生长的SiO2属于液态类。( × ) 非结晶态

10．在微电子学中的空间尺寸通常是以μm和mm为单位的。( × )um和nm 11．微电子学中实现的电路和系统又称为数字集成电路和集成系统，是微小化的。( × ) 集成电路

12．微电子学是以实现数字电路和系统的集成为目的的。( × ) 电路13．采用硅锭形成发射区接触可以大大改善晶体管的电流增益和缩小器件的纵向尺寸。( √ )

14．集成电路封装的类型非常多样化。按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。( √ )

15．源极氧化层是MOS器件的核心。( × ) 栅极

16. 一般认为MOS集成电路功耗高、集成度高，不宜用作数字集成电路。

( × ) 功耗低，宜做

17. 反映半导体中载流子导电能力的一个重要参数是迁移率。( √ )

18. 双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用。( √ )

19. 在P型半导体中电子是多子，空穴是少子。( × ) 空穴是多子

微电子器件原理知识点总结

一、场效应晶体管

场效应晶体管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种利用半导体的电场调控电流的三端半导体器件，其优点是功耗小、速度快、耐高温等特点，因此在数模混合电路、功率放大、射频射频等领域广泛应用。FET的基本结构包括栅、漏、源和沟道四个部分，它根据电场调控电流的机制可以分为JFET（结型场效应管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）两种。

1. MOSFET的工作原理

MOSFET是一种采用金属栅极、绝缘体绝缘层和半导体衬底的结构，其工作原理是通过控制栅电压调节沟道区的电场，以改变沟道区的电导率来调节漏、源之间的电流。根据栅电压的正负性质，MOSFET又可以分为增强型MOSFET和耗尽型MOSFET。

根据MOSFET的电子输运机制，主要包括掺杂效应、载流子输运和表面态三个方面。掺杂效应指的是不同掺杂浓度和类型对MOSFET电性能的影响，主要表现为掺杂对阈值电压、子阈电压等性能参数的影响。载流子输运指的是沟道区的电导率由电子载流子和空穴载流子共同决定，主要通过沟道长度和空穴寿命等参数来分析MOSFET的电导率。表面态指的是沟道表面的固体缺陷和氧化层的影响，主要通过表面态密度和氧化层质量来评估MOSFET的性能。

2. MOSFET的应用及进展

MOSFET由于其优良的电性能和可靠性，被广泛应用于数字集成电路、模拟混合电路和功率器件中。随着芯片尺寸的不断缩小和工作频率的不断增大，MOSFET的封装技术、结构优化和制程工艺得到了不断改进，包括高介电常数栅介质、金属栅材料选择、沟道长度和宽度优化等方面，以提高MOSFET的性能和稳定性。

微电子工艺概论1-5

微电⼦⼯艺概论1-5

1.硅作为电⼦材料的优点

·原料充分，占地壳25%，沙⼦是硅在⾃然界中存在的主要形式；

·硅晶体表⾯易于⽣长稳定的氧化层，这对于保护硅表⾯器件或电路的结构、性质很重要； ·密度只有2.33g/cm3，是锗/砷化镓的43.8%，⽤于航空、航天；

·热学特性好，线热膨胀系数⼩，2.5*10-6/℃，热导率⾼，1.50W/cm ·℃，芯⽚散热； ·单晶圆⽚的缺陷少，直径⼤，⼯艺性能好，⽬前16英⼨；

·机械性能良好，MEMS 。

2.硅晶体缺陷——点缺陷

·本征缺陷（晶体中原⼦由于热运动）空位 A ：晶格硅原⼦位置上出现空缺；

⾃填隙原⼦B ：硅原⼦不在晶格位置上，⽽处在晶格位置之间。 ·杂质（⾮本征缺陷：硅以外的其它原⼦进⼊硅晶体）替位杂质C 填隙杂质D 注：

·肖特基缺陷：空位缺陷； ·弗伦克尔（Frenkel ）缺陷：原⼦热运动脱离晶格位置进⼊晶格之间，形成的空⽳和⾃填隙

的组合；

·填隙杂质在微电⼦⼯艺中是应尽量避免的，这些杂质破坏了晶格的完整性，引起点阵的变，但对半导体晶体的电学性质影响不⼤； ·替位杂质通常是在微电⼦⼯艺中有意掺⼊的杂质。例如，硅晶体中掺⼊Ⅲ、Ⅴ族替位杂质，⽬的是调节硅晶体的电导率；掺⼊贵⾦属Au 等，⽬的是在硅晶体中添加载流⼦复合中⼼，缩短载流⼦寿命。 3.硅晶体缺陷——线缺陷

·线缺陷最常见的就是位错。位错附近，原⼦排列偏离了严格的周期性，相对位置发⽣了错乱。位错可看成由滑移形成，滑移后两部分晶体重新吻合。在交界处形成位错。⽤滑移⽮

量表征滑移量⼤⼩和⽅向。

·位错主要有刃位错和螺位错

微电子工艺习题总结

第一章

1．What ｉｓa wafer？Whaｔis a substｒａte？Ｗhaｔis 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 theｔｈｒee mａjoｒtｒｅｎdｓassociaｔed with improｖｅmｅnt ｉｎmicrochip 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 criticaｌｄiｍension(CＤ)？Ｗｈy iｓtｈisｄｉｍenｓｉoｎiｍpｏrtant?

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 itｓｉmｐoｒｔaｎce iｎchｉｐｄesiｇn。

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

微电子知识点总结

微电子是一门关于微型电路和器件设计、制造和应用的学科，它涵盖了半导体器件、集成电路、微系统、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）等领域。微电子技术的发展对电子行业和科学研究产生了深远的影响，为现代科技的发展做出了巨大贡献。本文将对微电子的相关知识点进行总结，帮助读者对微电子有一个更深入的了解。

1. 半导体基础知识

半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料，它具有在一定条件下可用作电子或空穴传导的特性。半导体材料主要包括硅（Si）、锗（Ge）等。半导体器件是利用半导体材料制成的电子器件，包括二极管、晶体管、场效应管等。

2. PN结与二极管

PN结是半导体器件中常见的结构，它是由P型半导体和N型半导体连接而成的结构。PN 结具有单向导电特性，可以用于制作二极管。二极管是一种最简单的半导体器件，具有导通和截止两种状态，广泛应用于电子电路中的整流、稳压等功能。

3. 晶体管与场效应管

晶体管是一种利用PN结的放大原理制成的电子器件，包括三极管和场效应晶体管。三极管是一种控制电流放大的器件，场效应管是一种受控电压放大的器件。晶体管的发明和应用推动了电子技术的飞速发展，被广泛应用于放大、开关、振荡等电路中。

4. 集成电路与半导体工艺

集成电路是将数百万甚至数十亿个晶体管、电阻、电容等元件集成在一个芯片上的器件，分为大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）和超大规模集成电路（ULSI）等级。半导体工艺是制作集成电路的关键技术，包括光刻、蚀刻、离子注入、金属化等工艺步骤。

微电子工艺技术-复习要点答案(完整版)教学内容

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。