硅集成电路复习资料

硅集成电路工艺基础考试复习题，，完全更新版。。。

来源：陈萌的日志

集成电路工艺基础复习提纲

氧化

1、sio2的特性二氧化硅对硅的粘附性好，化学性质比较稳定，绝缘性好

2、sio2的结构，分为哪两种结晶形与不定形二氧化硅

3、什么是桥键氧和非桥键氧连接两个Si-o四面体的氧称为桥键氧；只与一个硅连接的氧称为非桥键氧。

4、在无定形的sio2中，si、o那个运动能力强，为什么？氧的运动同硅相比更容易些；因为硅要运动就必须打破四个si-o键，但对氧来说，只需打破两个si-o键，对非桥键氧只需打破一个si-o键。

5、热氧化法生长sio2过程中，氧化生长的方向是什么？在热氧化法制备sio2的过程中，是氧或水汽等氧化剂穿过sio2层，到达si-sio2界面，与硅反应生成sio2，而不是硅向sio2外表面运动，在表面与氧化剂反应生成sio2

6、Sio2只与什么酸、碱发生反应？只与氢氟酸、强碱溶液发生反应

7、杂质在sio2中的存在形式，分别给与描述解释，各自对sio2网络的影响能替代si-o四面体中心的硅，并能与氧形成网络的杂志，称为网络形成者；存在于sio2网络间隙中的杂志称为网络改变者。

8、水汽对sio2网络的影响水汽能以分子态形式进入sio2网络中，并能和桥键氧反应生成非桥键氢氧基，本反应减少了网络中桥键氧的数目，网络强度减弱和疏松，使杂志的扩散能力增强。

9、为什么选用sio2作为掩蔽的原因，是否可以作为任何杂质的掩蔽材料为什么？

10、制备sio2有哪几种方法？热分解淀积法，溅射法，真空蒸发法，阳极氧化法，化学气相淀积法，热氧化法等。

11、热生长sio2的特点硅的热氧化法是指硅与氧气或水汽等氧化剂，在高温下经化学反应生成sio2

12、生长一个单位厚度的sio2需要消耗0.44个单位的si

13、热氧化分为哪几种方法？各自的特点是什么？干氧氧化是指在高温下，氧气与硅反应生成sio2。水汽氧化是指在高温下，硅与高纯水长生的蒸汽反应生成sio2。湿氧氧化的氧化剂是通过高纯水的氧气，高纯水一般被加热到95摄氏度左右。

14、实际生产中选用哪种生长方法制备较厚的sio2层？采用干氧-湿氧-干氧相结合的氧化方式

15、由公式2.24，2.25分析两种极限情况，给出解释其一是当氧化剂在sio2中的扩散系数

D sio2很小时（D sio2《k s x0，则的C i→0，C0→C*，在这种情况下，sio2的生长速率主要由氧化剂在sio2中的扩散速度所决定，称这种极限情况为扩散控制；其二，如果扩散系数D sio2很大，则C1=C0=C*/（1+k s/h），sio2生长速率由si表面的化学反应速度控制，称这种极限情况为反应控制。

16、热氧化速率受氧化剂在sio2的扩散系数和与si的反应速度中较快还是较慢的影响？较慢的一个因素决定

17、sio2生长厚度与时间的关系，分别解释x02+Ax0=B（t+τ），当氧化时间很长，即t》τ和t》A2/4B时，则x02=B（t+τ），这种情况下的氧化规律称抛物型规律，B为抛物型速率常数，sio2的生长速率主要由氧化剂在sio2中的扩散快慢决定；当氧化时间很短，即（t+τ）《A2/4B，则x0=B（t+τ）/A，这种极限情况下的氧化规律称线性规律，B/A为线性速率常数，具体表达式B/A=-k s hc*/(k s+h)N1。

18、氧化速度与氧化剂分压、温度成正比?

19、晶向对氧化速率的影响当氧化温度升高时，晶面取向对线性氧化速率的影响在减小，甚至消失；如果氧化时间很长，晶面取向对线性氧化速率的影响也就根本不起作用。

20、解释图2.15

21、什么是位阻现象？生成反应物本身的阻挡价键与反应表面的倾角导致反应不能流畅无阻地进行的现象。

22、什么是分凝现象？解释硼对氧化速率的影响si氧化后原本在si中的杂质跑入其他材料重新排列叫做分凝现象；在分凝过程中有大量的硼从硅中进入并停留在sio2中，因而sio2中非桥键氧的数目增加，从而降低了sio2的结构强度，氧化剂不但容易进入sio2，而且穿过sio2的扩散能力也增加，因此抛物型速率常数明显增大，而对线性速率常数没有明显的影响。

23、为了准确控制干氧试验为什么选用液态氧源？

24、纳和氯对氧化的影响当氧化层中如果含有高浓度钠时，则线性和抛物型氧化速率都明显变大；在干氧氧化的气氛中加氯，氧化速率常数明显变大。

25、sio2和si-sio2界面中的四种类型电荷，解释可动离子电荷的主要存在形式和危害

可动离子电荷、氧化层固定电荷、界面陷阱电荷、氧化层陷阱电荷；主要以网络改变者形式存在、荷正电的碱金属离子；阈值电压的不稳定、局部电场加强、mos管低击穿。

26、描述b-t试验实验步骤：1、初测2、加正电压并保持300℃测量ΔF B=N m/qc0x

扩散

1、什么是扩散？扩散室将一定数量的某种杂志掺入到硅晶体中或其他半导体晶体中去，以改变点选性质。并视掺入的杂志数量，分布形式和深度都满足

2、扩散的几种形式间隙式和替位式扩散

3、什么是间隙式杂质，间隙式杂质的跳跃几率表达式存在于晶格间隙的杂质称为间隙式杂质表达式：P i=γ0e-wi/kT

4、什么是替位式杂质，替位式杂质的跳跃几率表达式占据晶格位置的外来原子称为替位式杂质，表达式：Pγ=γ0exp[(w v+w s)/kT].

5、为什么替位式杂质的运动相比间隙式杂质运动更为困难？因为替位式杂质首先要在近邻出现空位，同时还要求靠热涨落获得大于势垒高度Ws的能量才能实现替位运动。

6、菲克第一定律表述形式J=-DӘC(x，t)/ Әx表述为：杂质在扩散流密度J正比于杂质浓度梯度，比例系数D定义为杂质在基体中的扩散系数

7、如何由菲克第一定律推出扩散系数的表达式推导：在单位时间内，替位原子由x-a/2处单位面积上跳跃x+a/2处的粒子数目为：C（x-a/2，t）P v a，而由x+a/2处单位面积上跳到x-a/2处的粒子数目为：C（x+a/2，t）P v a，在t时刻，通过x处单位面积的净粒子数目，即粒子流密度为：J（x，t）=C（x-a/2，t）P v a-C（x+a/2，t）P v a=-a2P vӘC（x，t）/Әx，由它与菲克第一定律比较：D=a2P v，则：D=a2υ0exp[-（W s+W v）/kT]=D0exp（-ΔE/kT）

8、菲克第二定律的表达式ӘC(x，t)/ Әt=Ә(DӘC(x,t)/ Әt)/ Әx

9、扩散的两种经典模型，各自的边界条件和初始条件恒定表面源扩散：边界条件：①、C （0，t）=C s，②、C（∞，t）=0；初始条件：C（x，0）=0，x>0；有限表面源扩散：边界条件：①、C（x，0）=0，x>h，②、C（∞，t）=0，初始条件：C（x，0）=C s（0）=Q/h，0≤x≤h。

10、恒定源扩散的杂质浓度服从什么分布，其缺点？余误差函数分布，缺点很难通过温度来达到控制表面浓度Cs的目的。

11、有限表面源扩散杂质浓度服从什么分布？任何时刻的表面浓度是什么？高斯函数分布，Cs（t）=C（0，t）=Q/√ΠDt p＞0

12、为什么要用两步扩散法？希望得到低表面浓度的掺杂，但高温下杂质将发生固溶，使得