电子科大微电子工艺练习题

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2022试卷--张建国-答案

微电子工艺2022试卷--张建国-答案学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学2022-2022学年第二学期期末考试B卷课程名称：微电子工艺考试形式：开卷考试日期：20年月日考试时长：120分钟课程成绩构成：平时10%，期中%，实验%，期末90%本试卷试题由三部分构成，共4页。

题号得分得分一、简答题（共72分，共12题，每题6分）1、名词解释：集成电路、芯片的关键尺寸以及摩尔定律集成电路：多个电子元件，如电阻、电容、二极管和三极管等集成在基片上形成的具有确定芯片功能的电路。

关键尺寸：硅片上的最小特征尺寸摩尔定律：每隔12个月到18个月，芯片上集成的晶体管数目增加一倍，性能增加一倍2、MOS器件中使用什么晶面方向的硅片，双极型器件呢？请分别给出原因。

MOS：<100>Si/SiO2界面态密度低；双极：<111>生长快，成本低3、倒掺杂工艺中，为形成p阱和n阱一般分别注入什么离子？为什么一般形成P阱所需的离子注入能量远小于形成n阱所需的离子注入能量？PMOS管一般做在p阱还是n阱中？P阱：注B；N阱：注P。

B离子远比P离子要轻，所以同样注入深度，注P所需能量低PMOS管做在n阱中4、解释质量输运限制CVD工艺和反应速度限制CVD工艺的区别，哪种工艺依赖于温度，为什么LPCVD淀积的薄膜比APCVD淀积的薄膜更均匀？质量输运限制CVD：反应速率不能超过传输到硅片表面的反应气体的传输速率。

反应速度限制CVD：淀积速度受到硅片表面反应速度的限制，依赖于温度。

LPCVD工作于低压下，反应气体分子具有更大的平均自由程，反应器内的气流条件不重要，只要控制好温度就可以大面积均匀成膜。

一二三四五六七八九十合计第1页共6页学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……5、解释为什么目前CMOS工艺中常采用多晶硅栅工艺，而不采用铝栅工艺？多晶硅栅工艺优点：1、通过掺杂得到特定电阻2、和二氧化硅更优良的界面特性3、后续高温工艺兼容性4、更高的可靠性5、在陡峭的结构上的淀积均匀性6、能实现自对准工艺6、现在制约芯片运算速度的主要因素在于RC延迟，如何减少RC延迟？办法：1、采用电导率更高的互连金属，如Cu取代Al2、采用低K质介质取代SiO2作为层间介质7、列出引入铜金属化的五大优点，并说明铜金属化面临的三大问题，如何解决这些问题？优点：1、电阻率减少，RC延迟减少2、减少功耗3、更高的集成密度4、良好的抗电迁移特性5、更少的工艺步骤问题：1、铜的高扩散系数，有可能进入有源区产生漏电2、不能采用干法刻蚀3、低温下很快氧化办法：采用大马士革工艺、增加铜阻挡层金属8、解释什么是硅栅自对准工艺，怎么实现以及有何优势。

（完整版）电子科技大学微电子器件习题

（完整版）电子科技大学微电子器件习题第二章 PN 结填空题1、若某突变PN 结的P 型区的掺杂浓度为 N A =1.5 M016cm -3，则室温下该区的平衡多子浓度P po与平衡少子浓度 n po 分别为（）和（）°2、在 PN 结的空间电荷区中， P 区一侧带（）电荷， N 区一侧带（）电荷。

内建电场的方向是从（）区指向（）区。

3、当采用耗尽近似时， N 型耗尽区中的泊松方程为（）。

由此方程可以看出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（）。

4、 PN 结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（），内建电场的最大值就越（），内建电势V bi 就越（），反向饱和电流I o 就越（）,势垒电容C T 就越（），雪崩击穿电压就越（）。

5、硅突变结内建电势 V bi 可表为（），在室温下的典型值为（）伏特。

6、当对 PN 结外加正向电压时，其势垒区宽度会（），势垒区的势垒高度会（）。

7、当对 PN 结外加反向电压时，其势垒区宽度会（），势垒区的势垒高度会（）。

8、在P 型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度n p 与外加电压 V 之间的关系可表示为（）°若P 型区的掺杂浓度 N A =1.5 M017cm -3，外加电压V= 0.52V ,则P 型区与耗尽区边界上的少子浓度 n p 为（）°9、当对 PN 结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（）；当对PN 结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（）。

1o 、 PN 结的正向电流由（电流三部分所组成。

11、PN 结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（）；PN 结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（）。

12、当对 PN 结外加正向电压时，由 N 区注入 P 区的非平衡电子一边向前扩散，一边（）。

每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（）。

13、PN 结扩散电流的表达式为（）。

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)）-微电子工艺操作参考答案第一次操作(全体参与)1，微电子在人类社会中的作用简述a:自20世纪40年代晶体管诞生以来，微电子技术发展极为迅速，现已进入大规模集成电路和系统集成时代，成为整个信息时代的标志和基础。

毫不夸张地说，如果没有微电子技术，今天就不会有信息社会。

纵观人类社会发展的文明史，生产方式的所有重大变化都是由新的科学发明引起的。

科学技术作为第一生产力，推动着社会的发展。

1774年，英国格拉斯哥大学的修理工瓦特发明了蒸汽机，这引发了第一次工业革命，产生了现代纺织和机械制造业，把人类带入了一个机器被用来扩展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电机，引发了以电气化工业为代表的第二次技术革命。

目前，我们正在经历一场新的技术革命。

虽然第三次技术革命包括新材料、新能源、生物工程、海洋工程、航天工程和电子信息技术等。

，以微电子学为核心的电子信息技术仍然是影响最大、渗透力最强和最具代表性的新技术革命。

信息是客观事物状态和运动特征的共同表现，是仅次于物质和能量的第三大资源，是人类物质文明和精神文明赖以发展的三大支柱之一。

当前，世界正处于一场跨越时空的新信息技术革命之中。

它将对社会经济、政治和文化产生比人类历史上任何其他技术革命更大的影响。

它将改变我们人类生产、生活、工作和治理国家的方式。

实现社会信息化的关键是各种计算机和通信设备，但其基础是半导体和微电子技术。

1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC诞生于宾夕法尼亚大学摩尔学院，运行速度仅为每秒5000次，存储容量仅为1000位，平均稳定运行时间仅为7分钟。

当时，专家认为世界上只有四个ENIAC单元就足够了。

然而，仅仅半个多世纪后，现在世界上有数亿台计算机。

微电子学是这一巨大变化的技术基础。

现在，电子信息产业已经成为世界上最大的产业毫无疑问，21世纪将是信息化的世纪。

微电子产业在国民经济中的战略地位首先体现在现代食物链的关系上。

微电子工艺考试(开卷)试题及答案

《微电子工艺》考试(开卷)1、简述三维集成技术的优、缺点，及其应用领域？(15 ')1)优：互联线更短、低功耗、速度高、所占平面面积小、引脚少2)缺：制造工艺复杂、成本高、不易散热3)应用：成像传感器、存储器、处理器2、简述BOSCI刻蚀工艺原理？(15 ')BOSCH刻蚀为时分复用刻蚀。

1)各自同性刻蚀， SF6 等离子体现各项同性刻蚀，刻蚀循环7-16s；2)保护：C4F8生成类似Teflen的氟碳化合物高分子膜(-CF2-) n保护循环5-15s；3)刻蚀温度：液氮冷却 40 C；4)电感耦合等离子： ICP 产生等离子体，平板电极加速离子；5)气体切换系统；6)刻蚀掩膜；7)侧壁；8)刻蚀速率。

3、简述光刻的主要工艺步骤，并配图说明？(15' )1)涂光刻胶2)对准与曝光3)显影4)刻蚀5)去除光刻胶4、简述常压CVD工艺在Si表面淀积SiO2膜时，与热氧化工艺的不同之处是？(15 ' )1)CVD法SiO2膜中的硅来自外加的反应气体，而热氧化法SiO2膜中的硅来自硅衬底本身，氧化过程中需消耗掉一部分衬底中的硅；2)CVD法德反应发生在 SiO2膜表面，膜厚与时间始终成线性关系。

而在热氧化法中，一旦SiO2膜形成后，反应剂必须穿过 SiO2膜，反应发生在 SiO2/Si界面上；3)CVD 法温度较低，但膜质量较差，通常需经增密处理，而热氧化法湿度高，SiO 结构致密，掩膜性能良好。

5、参考PMO晶体管的制造工艺流程，绘制NMOS!体管的制造工艺流程，并给予简要说明。

(30 ' )NMOS晶休管的工艺流程概介■:- StepO: _块卩型琏NMOS晶体管的工艺槪概介-"Stepl: (layering)生长一层厚二氧化硅(5000A),作为掺杂阻拦层，也叫场氧.NMOS晶体管的工艺勰概介△2& (patterning)涂•發.NMOS晶休管的工艺般概介。

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。

(完整版)电子科技大学微电子器件习题

第二章PN结填空题1、若某突变PN结的P型区的掺杂浓度为N A=1.5×1016cm-3，则室温下该区的平衡多子浓度p p0与平衡少子浓度n p0分别为（）和（）。

2、在PN结的空间电荷区中，P区一侧带（）电荷，N区一侧带（）电荷。

内建电场的方向是从（）区指向（）区。

3、当采用耗尽近似时，N型耗尽区中的泊松方程为（）。

由此方程可以看出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（）。

4、PN结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（），内建电场的最大值就越（），内建电势V bi就越（），反向饱和电流I0就越（），势垒电容C T就越（），雪崩击穿电压就越（）。

5、硅突变结内建电势V bi可表为（），在室温下的典型值为（）伏特。

6、当对PN结外加正向电压时，其势垒区宽度会（），势垒区的势垒高度会（）。

7、当对PN结外加反向电压时，其势垒区宽度会（），势垒区的势垒高度会（）。

8、在P型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度n p与外加电压V之间的关系可表示为（）。

若P型区的掺杂浓度N A=1.5×1017cm-3，外加电压V= 0.52V，则P型区与耗尽区边界上的少子浓度n p为（）。

9、当对PN结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（）；当对PN结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（）。

10、PN结的正向电流由（）电流、（）电流和（）电流三部分所组成。

11、PN结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（）；PN结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（）。

12、当对PN结外加正向电压时，由N区注入P区的非平衡电子一边向前扩散，一边（）。

每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（）。

13、PN结扩散电流的表达式为（）。

这个表达式在正向电压下可简化为（），在反向电压下可简化为（）。

14、在PN结的正向电流中，当电压较低时，以（）电流为主；当电压较高时，以（）电流为主。

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。

微电子工艺原理试题

微电⼦⼯艺原理试题微电⼦⼯艺原理⼀、单项选择1.The most common reticle reduction ratio used with step-and-scan exposure tools is（）a.1:1 and 4:1b. 1:1 and 5:1c.4:1 and 5:1d.4:12. Which of the following processes are performed in the diffusion area? Circle all that apply. （）a. wafer cleansb.high temperature processingc.metallizationd.polishinge.photoresist stripping3.What are the three production areas where photoresist-coated wafers can be found? （）a.diffusionb.photolithographyc.etchd.implante.thin filmsf.polish4. Which of the following is not a common production tool in the thin films area? （）a.plasma resist stripperb.CVD systemsC. PVD systemsd.rapid thermal anneal systeme.sputtering systemf.spin-on-glass dispense system5.What does the term CMP stand for? （）a.chemically modulated photostabilizerb.chemical mechanical propellantc.chemicaly manipulated plasmad. chemical mechanical planarization6.What is another name for CMP? （）a.etchb.implantc.polishd.diffusion7.The term WET stands for（）a.wafer etch technologyb. wet etch for titanium contanctsc. wafer elastomeric treatmentd. wafer electrical test8. The data obtained from wafer test/sort is used to（）a.determine which wafers need to go through WET.b.determine which wafers need to go through backgrind.c.determines the die yield for each wafer.d.calculate cycle time for wafer production.9.The wafer is tested twice in order to determine its product worthiness（）a.once after first metal etch and after the completion of the last wafer process step.b.once before the contanct etch and after the completion of the wafer process flow.c. once after the first ion implant and after the completion of the wafer process flow.d.once at wafer/test sort and after die separation.10.The purpose of the contanct formation process is to （）a.insulate all exposed silicon areas of the wafer.b.form metal contacts on all active areas of the silicon.c.create barriers for charge carriers between transistors.d.form metal contacts on all exposed areas of silicon dioxide.11.What are the reasons for the thermal anneal process after ion implantation? （）a.Annealing ensures that the silicon is ready to bond with the implanted tungsten.b. Annealing the wafer after implant prepares the silicon for the STI etch processc. Anneal drives dopants further into the silicon and recrystalizes the substrate.d. Anneal helps clean off residual oxide from the silicon substrate.12.What is shallow trench isolation (STI)? （）a.STI utilizes an older selective oxidation technique to isolate transistors.b. STI forms oxide structures atop the substrate to isolate neighboring transistorsc. STI forms windows in a nitride mask which allow some silicon to be oxidazed.d. STI uses oxide-filled trenches to isolate transistors from each other.⼆、翻译并解释1.active region —有源区有源区：硅⽚上做有源器件的区域。

微电子工艺学试卷(A卷)参考答案

华中科技大学2011—2012学年第二学期电子科学与技术专业《微电子工艺学》试卷A(开卷)一、判断下列说法的正误，正确的在后面括号中划“√”，错误的在后面括号中划“×”(本大题共10小题，每小题1分，共10分)1、单晶生长实际上是液固两相的转化，实现条件是在两相界面附近存在浓度梯度。

( × )2、如果光刻胶的CMTF 小于实际光刻图形的MTF ，则光刻图形上的最小尺寸线条可能被分辨。

反之，不能被分辨。

(√ )3、热氧化过程中，硅内靠近Si-SiO 2 界面的杂质将在界面两边的硅和二氧化硅中形成再分布。

对于k <1、二氧化硅中的慢扩散杂质，再分布之后靠近界面处二氧化硅中的杂质浓度比硅中高，硅表面附近浓度下降。

( √ )4、研究表明，杂质在半导体晶体中的扩散虽然比较复杂，但可以归纳为几种典型的形式，如填隙式和替位式扩散，其中替位式扩散的速度较快。

( × )5、离子注入掺杂时，降低离子能量是形成浅结的重要方法。

但在低能情况下，沟道效应很明显，可能使结深增加一倍，且离子束稳定性降低。

( √ )6、氮化硅(Si 3N 4)薄膜介电常数约 6~9，不能作为层间绝缘层，否则将造成较大寄生电容，降低电路速度。

但它对杂质扩散有极强掩蔽能力，可以作为器件最终钝化层和机械保护层以及硅选择性氧化的掩模。

( √ )7、自掺杂效应是气相外延过程中的无意识掺杂效应，采取适当措施可以完全避免，例如降低由衬底蒸发的杂质量以及避免使蒸发出的杂质重新进入外延层。

( × )8、溅射仅是离子对物体表面轰击时可能发生的四种物理过程之一，其中每种物理过程发生的几率取决于入射离子的剂量。

( × )9、等离子体刻蚀与溅射刻蚀并无明显界限，化学反应和物理作用都可能发生，具体刻蚀模式取决于系统压力、温度、气流、功率及相关可控参数。

( √ )10、MOS 器件之间是自隔离的(self-isolated)，可大大提高集成度。

微电子工艺学试卷(A卷)参考答案

华中科技大学2011—2012学年第二学期电子科学与技术专业《微电子工艺学》试卷A(开卷)一、判断下列说法的正误，正确的在后面括号中划“√”，错误的在后面括号中划“×”(本大题共10小题，每小题1分，共10分)1、单晶生长实际上是液固两相的转化，实现条件是在两相界面附近存在浓度梯度。

( × )2、如果光刻胶的CMTF 小于实际光刻图形的MTF ，则光刻图形上的最小尺寸线条可能被分辨。

反之，不能被分辨。

(√ )3、热氧化过程中，硅内靠近Si-SiO 2 界面的杂质将在界面两边的硅和二氧化硅中形成再分布。

对于k <1、二氧化硅中的慢扩散杂质，再分布之后靠近界面处二氧化硅中的杂质浓度比硅中高，硅表面附近浓度下降。

( √ )4、研究表明，杂质在半导体晶体中的扩散虽然比较复杂，但可以归纳为几种典型的形式，如填隙式和替位式扩散，其中替位式扩散的速度较快。

( × )5、离子注入掺杂时，降低离子能量是形成浅结的重要方法。

但在低能情况下，沟道效应很明显，可能使结深增加一倍，且离子束稳定性降低。

( √ )6、氮化硅(Si 3N 4)薄膜介电常数约 6~9，不能作为层间绝缘层，否则将造成较大寄生电容，降低电路速度。

但它对杂质扩散有极强掩蔽能力，可以作为器件最终钝化层和机械保护层以及硅选择性氧化的掩模。

( √ )7、自掺杂效应是气相外延过程中的无意识掺杂效应，采取适当措施可以完全避免，例如降低由衬底蒸发的杂质量以及避免使蒸发出的杂质重新进入外延层。

( × )8、溅射仅是离子对物体表面轰击时可能发生的四种物理过程之一，其中每种物理过程发生的几率取决于入射离子的剂量。

( × )9、等离子体刻蚀与溅射刻蚀并无明显界限，化学反应和物理作用都可能发生，具体刻蚀模式取决于系统压力、温度、气流、功率及相关可控参数。

( √ )10、MOS 器件之间是自隔离的(self-isolated)，可大大提高集成度。

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。

微电子工艺学试卷(A卷)及参考答案

文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.华中科技大学2010—2011学年第二学期电子科学与技术专业《微电子工艺学》试卷（A 卷）一、判断下列说法的正误，正确的在后面括号中划“√”，错误的在后面括号中划“×”（本大题共12小题，每小题2分，共24分）1、用来制造MOS 器件最常用的是（100）面的硅片，这是因为（100）面的表面状态更有利于控制MOS 器件开态和关态所要求的阈值电压。

（√）2、在热氧化过程的初始阶段，二氧化硅的生长速率由氧化剂通过二氧化硅层的扩散速率决定，处于线性氧化阶段。

（× ）3、在一个化学气相淀积工艺中，如果淀积速率是反应速率控制的，则为了显著增大淀积速率，应该增大反应气体流量。

（ × ）4、LPCVD 紧随PECVD 的发展而发展。

由660℃降为450℃，采用增强的等离子体，增加淀积能量，即低压和低温。

（×）5、蒸发最大的缺点是不能产生均匀的台阶覆盖，但是可以比较容易的调整淀积合金的组分。

（×）6、化学机械抛光(CMP)带来的一个显著的质量问题是表面微擦痕。

小而难以发现的微擦痕导致淀积的金属中存在隐藏区，可能引起同一层金属之间的断路。

（√）7、曝光波长的缩短可以使光刻分辨率线性提高，但同时会使焦深线性减小。

如果增大投影物镜的数值孔径，那么在提高光刻分辨率的同时，投影物镜的焦深也会急剧减小，因此在分辨率和焦深之间必须折衷。

（ √ ）8、外延生长过程中杂质的对流扩散效应，特别是高浓度一侧向异侧端的扩散，不仅使界面附近浓度分布偏离了理想情况下的突变分布而形成缓变，且只有在离界面稍远处才保持理想状态下的均匀分布，使外延层有效厚度变窄。

（ × ）9、在各向同性刻蚀时，薄膜的厚度应该大致大于或等于所要求分辨率的三分之一。

如果图形所要求的分辨率远小于薄膜厚度，则必须采用各向异性刻蚀。

（ × ）10、热扩散中的横向扩散通常是纵向结深的75%~85%。

电子科大微电子工艺练习题

已知线性－抛物线性模型为：t2ox＋Atox＝B(t + τ)。其中，tox 为硅片上生长的SiO2总的厚度(μm)；B为抛物线速率系数 (μm2/h)；B/A为线性速率系数(μm/h)；τ为生成初始氧化层所用的时间(h)。假如硅片在初始状态时已有100nm的氧化层。计算 (1) 在120分钟内，920℃水汽氧化过程中生长的SiO2的厚度。(2) 在120分钟内水汽氧化中所消耗的硅的厚度是多少？已知：在920℃下，A=0.50μm，B=0.20μm2/h。解：(1)初始状态时已有0.1μm的氧化层初始时间τ ＝ ( t2ox + Atox ) / B = 0.3 h 120分钟氧化后，氧化硅总厚度：t2ox＋Atox＝B(t + τ)，t=2h， τ=0.3h代入，得tox=0.473um 120分钟氧化的SiO2厚度为：0.473-0.1=0.373um (2) 120分钟内水汽氧化中所消耗的硅的厚度 0.373 ×0.45＝0.168um

在P型〈100〉衬底硅片上，进行As离子注入，形成 P-N结二极管。已知衬底掺杂浓度为1×1016cm-3，注入能量：100KEV，注入剂量：5.0E15cm-2，试计算砷离子注入分布的最大掺杂浓度Nmax和注入结深。解：注入能量为100KEV时，△Rp值为207埃，Rp值为582埃。 Nmax≈0.4φ／ △Rp=0.4×5.0×1015/（207×10-8） ≈9.66×1020 cm-3 Xj= Rp± △Rp［2ln（ Nmax/ NB）］1/2 20 / （1×1016）］｝ =582 ± 207 ×｛ 2ln ［ 9.66 × 10 1/2

=582 ±992 ∴ Xj= 582+992=1574埃=157.4 nm

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。

9．按照功能和用途进行分类，集成电路可以分为数字集成电路和模拟集成电路两类。

2．能提供多余空穴的杂质称为受主杂质，P型半导体中的多子是空穴。

10．能提供多余电子的杂质称为施主杂质，N型半导体中的少子是空穴。

6．目前常用的两种掺杂技术是扩散和离子注入。

3．多晶硅转变成单晶硅的实质是原子按统一规则进行重新排列。

4．单晶硅拉制过程中引晶阶段的温度选择非常重要，温度过高时会造成籽晶会被融化，温度过低时会形成多晶。

12．单晶硅的性能测试涉及到物理性能的测试、电气参数的测试和缺陷检验等多个方面。

注：单晶：由分子、原子或离子按统一规则周期性排列构成的晶体。

多晶：由若干个取向不同的小单晶构成的晶体从多晶硅制备单晶的三个条件：单晶硅的制备方法：直拉法(Czochralski，CZ法)和悬浮区熔法(Float-Zone，FZ) 多晶硅的制备：三氯氢硅还原法直拉硅单晶的工艺步骤：引晶→缩颈（收颈）→放肩→收肩（转肩）→等径生长→收尾。

直拉法拉制较大直径的单晶，但氧碳含量高，悬浮区熔法拉制直径小，但纯度高。

5．SiO2网络中氧的存在有两种形式，其中桥联氧原子浓度越高，网络的强度越强；非桥联氧原子浓度越高，网络的强度越弱。

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，网络强度增强；掺入Ⅴ族元素如磷时，网络强度减弱。

注：SiO2网络中的氧：桥联氧：Si-O-Si和非桥联氧：Si-O-7．完整的光刻工艺应包括光刻和刻蚀两部分，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光刻胶层和晶圆层之间。

15．光刻胶又叫光致抗蚀剂，常用的光刻胶分为正胶和负胶两类。

注：光刻胶被曝光的部分由可溶性物质变成了非溶性物质，这种光刻胶类型被称为负胶，这种化学变化称为聚合(polymerization)。

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，氧化特性介于干氧与湿氧之间。

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)，以与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结的几何位置与扩散层表面的距离。

5.欧姆接触:当金属与半导体的接触电阻小到可忽略不计时，称为欧姆接触。

二、选择与填空题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．离子注入与热扩散相比，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杂质。

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