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．SiO

2

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．SiO

2中掺入杂质的种类对SiO

2

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)。

相反，光刻胶被曝光的部分由非溶性物质变成了可溶性物质，这种光刻胶类型被称为正胶。

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替位式固溶体。

注：固溶体：元素B溶入元素A中后仍保持元素A的晶体结构

固溶度：杂质在晶体中的最大溶解度

固溶体分类：

⏹替位式固溶体杂质占据格点位置

形成替位式固溶体必要条件：溶质原子半径的大小接近溶剂原子半径，若溶质原子半

径与溶剂原子半径相差大于15%，则可能性很小。（几何

有利因素）

大部分施主和受主杂质都与硅形成替位式固溶体

⏹间隙式固溶体杂质存在间隙中

14．常用的芯片封装方法有金属封装、塑料封装和陶瓷封装。

二、选择题

1．下列有关集成电路发展趋势的描述中，不正确的是 B 。

（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 B 。

（A）SiO

2

膜（B）单晶硅膜（C）多晶硅膜（D）GaAs膜

8．下面几种材料的薄膜中，不属于介质膜的是 C 。

（A）SiO

2膜（B）Si

3

N

4

膜（C）多晶硅膜（D）Al

2

O

3

膜

注：①制作薄膜的材料很多，其中半导体材料有硅和砷化镓；金属材料有金和铝；无机绝缘材料有二氧化硅、磷硅玻璃、氮化硅、三氧化二铝；半绝缘材料有多晶硅和非晶硅等。此外，还有目前广泛应用于生产的聚酰亚胺类有机绝缘树脂材料等。

②介质膜在半导体生产中用途广泛，主要用于杂质扩散的掩蔽膜、绝缘膜，金属层间介质膜、钝化膜等。主要的介质膜有SiO2、Si3N4、Al2O3、PSG、BPSG等。

3．下列有关芯片封装的描述中不正确是 C 。

（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

注：①金属封装：特点：坚固耐用，热阻小有良好的散热性能，有电磁屏蔽作用，但成本高，重量重，体积大

②塑料封装：特点：重量轻，体积小，有利于微型化，节省大量的金属和合金，成本降

低（一般可降低30%-60%）适合于自动化生产，提高了生产效率，但机械性能差，导热能力弱，对电磁不能屏蔽，一般适用于民品。

③陶瓷封装：特点：于集成电路封装，特别是目前用于要求具有气密性好、高可靠性或者

大功率的情况

4．下列选项中属于光刻工艺三要素之一的是 B 。

（A）曝光（B）光刻胶（C）显影（D）刻蚀

注：光刻三要素：光刻胶、掩膜版和光刻机

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。（B）扩散有气态扩散、液态扩散和固态扩散三种。

（C）替位型杂质在硅中的扩散方式有替代扩散、空位扩散以及间隙扩散三种。

（D）替位型杂质的掺入不会改变材料的电学性质。

注：杂质在硅中的扩散运动通过空位机制、间隙机制实现。

6．下列关于光刻胶的描述中正确的是 C 。

（A）负胶具有较高的固有分辨率（B）正胶成本低，适合大批量生产

（C）正胶的分辨率高，抗干法腐蚀能力强（D）负胶粘附性差，抗湿法腐蚀能力弱

注：

7．硅片中同时有浅施主和浅受主时，导电类型和载流子浓度由 A 决定。

（A）杂质浓度差（B）施主杂质（C）受主杂质（D）杂质浓度和