硅工艺概论习题参考答案
硅工艺-《集成电路制造技术》课程-试题
硅工艺-《集成电路制造技术》课程-试题(总11页)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整型、定向、标识。
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（有确定晶向的）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（实现均匀掺杂的同时，并且复制仔晶的结构，得到合适的硅锭直径）。
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）。
10.晶片需要经过切片、磨片、抛光后，得到所需晶圆。
氧化10．二氧化硅按结构可分为（）和（）或（）。
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．用于热氧化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），其英语缩略语分别为LOCOS和（ STI ）。
15．列出热氧化物在硅片制造的4种用途：（掺杂阻挡）、（表面钝化）、场氧化层和（金属层间介质）。
16．可在高温设备中进行的五种工艺分别是（氧化）、（扩散）、（蒸发）、退火和合金。
17．硅片上的氧化物主要通过（热生长）和（淀积）的方法产生，由于硅片表面非常平整，使得产生的氧化物主要为层状结构，所以又称为（薄膜）。
集成电路制造技术-原理与工艺 课后习题答案
是在高真空溅射时，在衬底正上方插入一块高纵横比 孔的平板，称为准直器。溅射原子的平均自由程足够 长，则在准直器与衬底之间几乎不会发生碰撞。因 此， 。 。 。
高温二氧化硅 (掺杂或不掺 杂),氮化硅、多晶硅等
低温，快速淀积，好的台 阶覆盖能力，好的间隙填 充能力
要求 RF 系统，高成本， 压力远大于张力，化学物 质（如 H2）和颗粒沾污
高的深宽比间隙的填充，金 属上的 SiO2,ILD-1,ILD, 为了双镶嵌结构的铜籽晶 层，钝化( Si3N4).
5.等离子体是如何产生的？
PECVD 是如何利用等离子体的？
等离子增强化学气相淀积是采用等离子体技术把电能耦合到气体中， 激活并维持 化学反应进行薄膜的一种工艺方法。 衬底吸附等离子体内活泼的中性原子团与游 离基，在表面发生化学反应生成薄膜物质，并不断受到离子和电子轰击，容易迁 移、重排，使得淀积薄膜均匀性好，填充小尺寸结构能力强。
2
2
h
h
解：
氧化层生长厚度与生长时间之间的关系式为
xSiO2 2 AxSiO2 B(t )
已知 0 ， A 0.18 m ， B 0.415 m 所以
2
h
， xSiO2 1 m
t 2.84 h
抛物线型速率B T1=t/5, T2=t/20
第三单元
1.比较 APCVD、LPCVD 和 PECVD 三种方法的主要异同和主要优缺点？
答：通常情况下，气体处于中性状态，只有极少的分子受到高能宇宙射线的激发 而电离。在没有外加电场时，这些电离的带点粒子与气体分子一样，作杂乱无章 的热运动。当有外加电场时，气体中的自然产生的离子和电子做定向移动，运动 速度随着电压增加而加快，电流也就随着电压的增加而线性增大。当电压足够大 到一定时，出现辉光放电现象，气体突然发生击穿现象，使得气体具有一定导电 能力。此时的气体由正离子、电子、光子以及原子、原子团、分子及它们的激发 态所组成的混合气体， 宏观上呈现电中性。这种具有一定导电能力的混合气体就 是等离子体。
习题 4 硅集成电路工艺基础 习题 答案
复习题2-21、试说明热氧化法的两种基本方法，并比较两种方法的主要优缺点。
干氧氧化：是通过把硅暴露在高纯度氧气的高温气氛里完成氧化层均匀生长的方法。
氧化层结构致密、均匀性和重复性好，掩蔽能力强；与光刻胶粘附性较好，不易产生浮胶现象；氧化速度慢。
水汽氧化：高温下，将硅与高纯水产生的水蒸汽反应生成SiO2的方法。
水汽氧化速度更快；且受温度的影响更小；氧化层密度比干氧氧化的小(氧化层结构疏松，质量不如干氧氧化的好)；但可通过在惰性气体中加热氧化来改善；氧化层表面与光刻胶粘附性差，但可用吹干氧（或干氮）热处理来解决。
2、为什么水汽氧化生成的氧化层质量不如干氧氧化层？工艺中采用什么办法来改善其氧化层质量？原因：（1）由于水汽的进入，是网络中大量的桥键氧变为非桥键氧的羟基，使氧化层结构变疏松，密度降低，质量不如干氧氧化的好。
----可通过在惰性气体中加热氧化来改善。
（2）氢留在氧化层中，会产生陷阱或形成潜在的电荷态，造成结构的弱化和疏松。
（3）氧化层表面产生了极性的硅烷醇，它极易吸附水，从而使氧化层表面与光刻胶的粘附性变差。
----可用吹干氧（或干氮）热处理来解决。
3、什么是掺氯氧化？试说明氧化工艺中掺氯的主要优点。
掺氯氧化：在用于热氧化的干氧中填加少量卤素的一种新的热氧化技术，其将氯结合到氧化层中并集中分布在Si-SiO2界面附近，称之为掺氯氧化。
主要优点：可固定(称为钝化或俘获)可动离子，尤其是钠离子(Na+)，即氯有不断清洁含有这些杂质的环境的功效；可中和界面处的电荷堆积，降低了膜层中固定电荷和界面态密度；提高氧化速率提高10%~15%；增加了氧化层下面硅中少数载流子的寿命；减少了SiO2中的缺陷，提高了氧化层的抗击穿能力；减少了硅中的氧化诱生堆垛层错。
4、试说明什么是迪尔-格罗夫模型？试给出迪尔－格罗夫模型的示意图，并说明其物理含义。
Deal-Grove 氧化模型（线性－抛物线模型linear-parabolic model），是可以用固体理论解释的一维平面生长氧化硅的模型，是用来预测氧化层厚度的热动力学模型。
《硅酸盐工艺学》模拟试题及答案
《硅酸盐工艺学》模拟试题及答案硅酸盐工艺学试题B卷2008级硅工专业一、填空题（每题1分，共20分）1、测定水泥中SO3的方法有：和法。
2、GB175—92标准规定，硅酸盐水泥比表面积应大于/kg。
3、水泥胶砂强度检验灰砂比为，硅酸盐水泥水灰比为。
4、水泥工业熟料的最低共熔温度是C。
5、在硅酸盐水泥熟料矿物中，抗水性能较差的矿物是，抗冲击力好的矿物是。
6、当IM＜0.64时，此时形成的矿物有C3S、C2S、7、C3A在常温下的水化产物是8、在回转窑1300-1450-13000C温度范围内，物料发生物理过程是，化学过程是形成的化学反应过程。
9、导致预分解窑结皮堵塞的四种挥发组分是、、、。
10、水泥压蒸安定性和方镁石的和有关。
二、判断题（对者打“√”，错者打“×”，每小题2分，共20分。
）1、GB175-92标准规定，硅酸盐水泥终凝不得低于6小时30分钟。
（）2、AT管道分解炉，可省去三次风管，所以各种形式的冷却机均可适用。
（）3、烧成温度的液相量就是熔剂矿物的量。
（）4、rc2s具有水硬性。
（）5、C3S在12500C温度以下，可分解为C2S和CaO。
（）6、水泥标号是指水泥胶砂28天养护后，所承受单位面积上的抗压强度。
（）7、水泥熟料中四种矿物的水化速度一般为C3A＞C3S＞C4AF＞C2S。
（）8、生料的均化效果是用均化前后碳酸钙滴定值比值来表示。
（）9、粘土中蒙脱石的活性比高岭土差。
（）10、矿渣烘干时，烘干温度必须大于9000C。
（）三、选择题（每小题2分的，共10分）1、当溶液中CaO浓度饱和（≥1.12gCaO/L）时的水化硅酸钙是。
（）0余下全文A、C—S—H（I）B、C—S—H（II）2、硅酸盐水泥熟料中SO3安定性检验方法是。
（）A、沸煮法B、压蒸法C、水浸法3、硅酸盐水泥受硫酸盐溶液腐蚀程度随（）含量的升高而严重。
A、C3SB、C2SC、C3AD、C4AF4、一般水泥熟料中在烧成阶段的液量约（）%。
无机非金属材料的主角—— 硅习题及答案
第四章 非金属及其化合物第一讲 无机非金属材料的主角——硅(计时：45分钟 满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)1．下列说法中，不正确的是( )A．SiO2是酸性氧化物，但不与水反应B．泡花碱属于盐类C．明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒D．玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料解析 明矾中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体，其具有吸附作用，可以净水但不能杀菌、消毒；漂白粉具有强氧化性，具有杀菌、消毒作用。
答案 C2．下列关于硅的说法中，不正确的是( )A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应解析 晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热至一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应。
答案 C3．下列离子方程式不正确的是( )A．向烧碱溶液中通入过量的二氧化碳：2OH－＋CO2===CO＋H2OB．向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳：CO＋CO2＋H2O===2HCOC．向水玻璃中通入少量二氧化碳：SiO＋CO2＋2H2O===H4SiO4↓＋COD．向氢氧化钠溶液中加入硅：Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑解析 向烧碱溶液中通入过量的CO2的离子方程式为OH－＋CO2===HCO，A项错误。
答案 A4．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。
下列关于硅的说法不正确的是( )A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片B．硅可由二氧化硅还原制得C．低温时硅与水、空气、盐酸、硝酸、硫酸不反应，但能与氢氟酸反应D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅解析 自然界中无单质硅存在。
硅材料制备技术基础知识单选题100道及答案解析
硅材料制备技术基础知识单选题100道及答案解析1. 硅材料制备过程中，常用的提纯方法是（）A. 化学气相沉积B. 区域熔炼C. 电解精炼D. 萃取答案：B解析：区域熔炼是硅材料制备中常用的提纯方法。
2. 以下哪种原料常用于硅材料的制备（）A. 石英砂B. 碳酸钙C. 碳酸钠D. 氯化钠答案：A解析：石英砂是制备硅材料的常见原料。
3. 在硅的晶体生长中，直拉法的关键步骤是（）A. 引晶B. 缩颈C. 放肩D. 等径生长答案：A解析：引晶是直拉法晶体生长的关键起始步骤。
4. 硅材料的电阻率主要取决于（）A. 杂质浓度B. 晶体结构C. 温度D. 压力答案：A解析：杂质浓度对硅材料的电阻率起着决定性作用。
5. 制备硅单晶时，所用坩埚的材料通常是（）A. 石英B. 石墨C. 陶瓷D. 不锈钢答案：B解析：石墨坩埚常用于硅单晶的制备。
6. 硅材料的禁带宽度约为（）A. 0.67 eVB. 1.12 eVC. 2.0 eVD. 3.0 eV答案：B解析：硅材料的禁带宽度约为 1.12 eV。
7. 硅的原子序数是（）A. 12B. 14C. 16D. 18答案：B解析：硅的原子序数是14。
8. 以下哪种不是硅材料的常见应用（）A. 集成电路B. 玻璃制造C. 太阳能电池D. 半导体器件答案：B解析：玻璃制造通常不用硅材料，硅主要用于集成电路、太阳能电池和半导体器件等。
9. 硅的熔点约为（）A. 1083℃B. 1410℃C. 1728℃D. 2355℃答案：B解析：硅的熔点约为1410℃。
10. 在硅材料制备中，用于检测杂质含量的仪器是（）A. 分光光度计B. 质谱仪C. 原子吸收光谱仪D. 红外光谱仪答案：C解析：原子吸收光谱仪常用于检测杂质含量。
11. 硅材料的导电机理主要是（）A. 电子导电B. 空穴导电C. 电子和空穴导电D. 离子导电答案：C解析：硅材料中电子和空穴都参与导电。
12. 硅单晶生长过程中，控制晶体直径的方法是（）A. 控制温度B. 控制提拉速度C. 控制坩埚转速D. 控制保护气体流量答案：B解析：通过控制提拉速度来调节晶体直径。
广工集成电路工艺原理复习题目与答案(全)
1、将硅单晶棒制成硅片的过程包括哪些工艺？答：滚圆，x射线定位，切片，倒角，研磨，清洗，化学腐蚀，热处理2、切片可决定晶片的哪四个参数/答：切片决定了硅片的四个重要参数：晶向、厚度、斜度、翘度和平行度。
3、硅单晶研磨清洗的重要性。
答：硅片清洗的重要性：硅片表面层原子因垂直切片方向的化学键被破坏成为悬挂键，形成表面附近的自由力场，极易吸附各种杂质，如颗粒、有机杂质、无机杂质、金属离子等，造成磨片后的硅片易发生变花发蓝发黑等现象，导致低击穿、管道击穿、光刻产生针孔，金属离子和原子易造成pn结软击穿，漏电流增加，严重影响器件性能与成品率4、硅片表面吸附杂质的存在状态有哪些？清洗顺序？答：被吸附杂质的存在状态：分子型、离子型、原子型清洗顺序：去分子－去离子－去原子－去离子水冲洗－烘干、甩干5、硅片研磨及清洗后为什么要进行化学腐蚀，腐蚀的方法有哪些？答：工序目的：去除表面因加工应力而形成的损伤层及污染腐蚀方式：喷淋及浸泡6、什么是CMP工艺？有哪些控制参数？化学机械抛光过程是以化学反应为主的机械抛光过程1.抛光时间：影响磨掉材料的数量、平整性2.磨头压力（向下压力）：影响抛光速率、平坦化和非均匀性3.转盘速率；影响抛光速率、非均匀性4.磨头速度：影响非均匀性5.磨料化学成分；材料选择比（同时磨掉几种材料）、抛光速率6.磨料流速：影响抛光垫上的磨料数量和设备的润滑性能7.抛光垫修整：影响抛光速率、非均匀性、CMP工艺的稳定性8.硅片/磨料温度：影响抛光速率9.硅片背压：影响非均匀性（中央变慢）、碎片7、SiO2按结构特点分为哪些类型？热氧化生长的SiO2属于哪一类？答：二氧化硅按结构特点可将其分为结晶形跟非结晶形，热氧化生长的SiO2为非结晶态。
8、何谓桥键氧，非桥键氧？它们对SiO2密度有何影响？答：连接两个Si—O四面体的氧原子称桥联氧原子，只与一个四面体连接的氧原子称非桥联氧原子。
桥联的氧原子数目越多，网络结合越紧密，反之则越疏松9、二氧化硅的主要作用有哪些？1.在MOS电路中作为MOS器件的绝缘栅介质，器件的组成部分2.扩散时的掩蔽层，离子注入的阻挡层3.作为集成电路的隔离介质材料4.作为电容器的绝缘介质材料（二氧化硅击穿电压高，温度系数小）5.作为多层金属互连层之间的介质材料6.作为对器件和电路进行钝化的钝化层材料7.二氧化硅膜用于其他半导体器件：光探测器、光电池表面防反射层10、SiO2中杂质有哪些类型？作用有何不同？网络形成者：能代替Si-O四面体中心的Si、并能与氧形成网络的杂质。
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。
硅工艺第5章 物理气相淀积习题参考答案
4. 什么是溅射率？简述溅射率与入射离子能量、离 什么是溅射率？简述溅射率与入射离子能量、 子种类、靶材种类及离子入射角度的关系。 子种类、靶材种类及离子入射角度的关系。
溅射率也称溅射产额， 也称溅射产额 答：溅射率也称溅射产额，表示正离子轰击作为阴极材料的 靶材时，平均每个正离子能从靶材上打出的原子数目。 靶材时，平均每个正离子能从靶材上打出的原子数目。
第五章 物理气相淀积习题参考答案
1.物理气相淀积最基本的两种方法是什么？用一句 物理气相淀积最基本的两种方法是什么？ 物理气相淀积最基本的两种方法是什么 话概括这两种方法制备薄膜的过程。 话概括这两种方法制备薄膜的过程。
答：两种基本的物理气相淀积方法为真空蒸发法与溅射法。 两种基本的物理气相淀积方法为真空蒸发法与溅射法。 真空蒸发 在真空条件下，加热蒸发源， 在真空条件下，加热蒸发源，使原子或分子从蒸发源表 面逸出，形成蒸气流并入射到硅片（衬底）的表面， 面逸出，形成蒸气流并入射到硅片（衬底）的表面，凝结成 固态薄膜。 固态薄膜。 溅射 具有一定能量的入射离子在对固体表面轰击时， 具有一定能量的入射离子在对固体表面轰击时，入射离 能量和动量的转移， 子在与固体表面原子的碰撞过程中发生能量和动量的转移 子在与固体表面原子的碰撞过程中发生能量和动量的转移， 并将固体表面的原子溅射出来， 并将固体表面的原子溅射出来，溅射原子沿一定方向射向衬 实现薄膜淀积。 底，实现薄膜淀积。
3. 什么等离子体？解释等离子鞘层的成因。 什么等离子体？解释等离子鞘层的成因。
放电击穿之后具有一定的导电性的气体称为等离子体， 答：放电击穿之后具有一定的导电性的气体称为等离子体， 它是一种由正离子、 电子、光子以及原子、原子团、分 它是一种由正离子、电子、 光子以及ห้องสมุดไป่ตู้子、 原子团、 正离子 子和它们的激发态所组成的混合气体 所组成的混合气体， 子和它们的激发态所组成的混合气体，宏观上呈现电中 性的物质存在形态。 性的物质存在形态。
《硅集成电路工艺》硅集成电路工艺期末试卷A
共 页 第 页说明：1。
拟题请用碳塑墨水钢笔书写。
不要出框。
除填空体、图解及特要求外一般不留答题空间。
- ---------------------------上------------------------------装-----------------------------------------订----------------------------线---------------------------------专业班级 姓名 班内序号 西安邮电学院试题卷专用纸- ------------------------密--------------------------------封-----------------------------装----------------------------------订------------------------------线------------------------------------2．装订试卷，考生答卷时不得拆开或在框外留写标记，否则安零分计共 页 第 页说明： 1。
拟题请用碳塑墨水钢笔书写。
不要出框。
除填空体、图解及特要求外一般不留答题空间。
----------------------------上------------------------------装-----------------------------------------订----------------------------线----------------------------------------专业班级 姓名 班内序号 西安邮电学院试题卷专用纸-------------------------密--------------------------------封-----------------------------装----------------------------------订------------------------------线-----------------------------------------2．装订试卷，考生答卷时不得拆开或在框外留写标记，否则安零分计。
硅集成电路工艺期末复习题目答案
一、名词解释1化学气相沉积化学气体或蒸气和晶圆表面的固体产生反应在表面上以薄膜形式产生固态的副产品其它的副产品是挥发性的会从表面离开。
2物理气相沉积“物理气相沉积” 通常指满意下面三个步骤的一类薄膜生长技术: a.所生长的材料以物理的方式由固体转化为气体b.生长材料的蒸汽经过一个低压区域到达衬底c.蒸汽在衬底表面上凝聚形成薄膜3溅射镀膜溅射镀膜是利用电场对辉光放电过程中产生出来的带电离子进行加速使其获得一定的动能后轰击靶电极将靶电极的原子溅射出来沉积到衬底形成薄膜的方法。
4蒸发镀膜加热蒸发源使原子或分子从蒸发源表面逸出形成蒸汽流并入射到硅片衬底表面凝结形成固态薄膜。
5替位式扩散占据晶格位置的外来原子称为替位杂质。
只有当替位杂质的近邻晶格上出现空位替位杂质才能比较轻易地运动到近邻空位上6间隙式扩散间隙式扩散指间隙式杂质从一个间隙位置运动到相邻的间隙位置。
7有限表面源扩散扩散开始时表面放入一定量的杂质源而在以后的扩散过程中不再有杂质加入此种扩散称为有限源扩散。
8恒定表面源扩散在整个扩散过程中杂质不断进入硅中而表面杂质浓度始终保持不变。
9横向扩散由于光刻胶无法承受高温过程扩散的掩膜都是二氧化硅或氮化硅。
当原子扩散进入硅片它们向各个方向运动向硅的内部横向和重新离开硅片。
假如杂质原子沿硅片表面方向迁移就发生了横向扩散。
10保形覆盖保形覆盖是指无论衬底表面有什么样的倾斜图形在所有图形的上面都能沉积有相同厚度的薄膜。
二、简述题1、简述两步扩散的含义与目的。
答为了同时满足对表面浓度、杂质总量以及结深等的要求实际生产中常采用两步扩散工艺第一步称为预扩散或预淀积在较低的温度下采用恒定表面源扩散方式在硅片表面扩散一层杂质原子其分布为余误差涵数目的在于控制扩散杂质总量第二步称为主扩散或再分布将表面已沉积杂质的硅片在较高温度下扩散以控制扩散深度和表面浓度主扩散的同时也往往进行氧化。
2、扩散掺杂与离子注入掺杂所形成的杂质浓度分布各自的特点是什么与扩散掺杂相比离子注入掺杂的优势与缺点各是什么答扩散杂质所形成的浓度分布杂质掺杂主要是由高温的扩散方式来完成杂质原子通过气相源或掺杂过的氧化物扩散或淀积到硅晶片的表面这些杂质浓度将从表面到体内单调下降而杂质分布主要是由温度与扩散时间来决定。
工业硅成品工艺试题及答案
工业硅成品工艺试题及答案【题目】（1）工业上生产纯硅的工艺流程如下：①石英砂的主要成分是SiO2，在制备粗硅时，焦炭的作用是__________（填“氧化剂”或“还原剂”），生成气体的化学式为________；在该反应中，若消耗了3.0 g SiO2 ，则转移电子的总数为_______________。
②粗硅与氯气反应后得到沸点较低的液态四氯化硅，其中常混有一些高沸点、难挥发性液体杂质（与液态四氯化硅互溶），必须分离提纯。
其提纯方法为____（填字母）。
A. 蒸馏B. 过滤C. 萃取D. 蒸发（2）向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，看到的现象是____________________，写出沉淀变化的化学方程式________________________________。
（3）把10.2 g镁铝合金的粉末放入500mL过量的稀盐酸中，得到11.2 L H2（标准状况下）求：①该合金中镁的质量为__________。
②反应后所得溶液中Al3+的物质的量浓度为__________ （假设反应前后溶液体积不变）。
【答案】还原剂CO 1.204×1023 A 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色 4Fe（OH）2+O2 +2H2O＝4Fe（OH）3 4.8g0.4mol·L-1【解析】（1）二氧化硅和焦炭在高温下反应生成粗硅和CO，生成的粗硅和氯气化合生成四氯化硅，四氯化硅和氢气发生置换反应生成硅和氯化氢，据此解答。
（2）硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定易被氧化，据此解答。
（3）镁铝均能与盐酸反应产生氢气，根据金属的质量和产生的氢气体积结合方程式计算。
（1）①石英砂的主要成分是SiO2，二氧化硅和焦炭在高温下反应生成粗硅和一氧化碳，碳元素化合价升高，失去电子，因此在制备粗硅时，焦炭的作用是还原剂，生成气体的化学式为CO；在该反应中，硅元素化合价从+4价降低到0价得到4个电子，若消耗了3.0 g SiO2，二氧化硅的物质的量是3.0g÷60g/mol＝0.05mol，则转移电子的物质的量是0.05mol×4＝0.2mol，电子总数为0.2mol×6.02×1023/mol＝1.204×1023。
第四章 第一节 无机非金属材料主角--硅(解析和答案)
第四章第一节无机非金属材料主角——硅（解析和答案）一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．(2010·广州综合测试)有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用．下列关于硅的说法不．正确的是() A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片B．硅可由二氧化硅还原制得C．常温时硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅2．下列关于碳和硅的叙述中，正确的是() A．其氧化物都能与NaOH溶液反应B．其单质在加热时都能跟O2反应C．其氧化物都能溶于水生成相应的酸D．碳和硅两种元素共有两种单质3．下列物质：①氢氟酸；②浓H2SO4；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥浓HNO3，其中在一定条件下能与SiO2反应的有() A．①②⑥ B.全部C．①③④⑤D．②③⑥4．下列离子方程式不．正确的是() A．硅酸钠溶液与澄清石灰水反应：SiO2－3＋Ca2＋===CaSiO3↓B．向澄清的石灰水中通入过量的CO2：CO2＋OH－===HCO－3C．向小苏打溶液中加入过量的石灰水：2HCO－3＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO2－3D．向水玻璃中加入过量盐酸：2H＋＋SiO2－3===H2SiO3↓5．下列说法正确的是() A．硅材料广泛应用于光纤通讯B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应6．下列叙述正确的是( ) A．高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸C．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同D．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳7．《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2O x，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不．正确的是()A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B．性质稳定，不易脱色C．易溶解于强酸和强碱D．x等于68．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③Ca(OH)2溶液；④饱和Na2CO3溶液．最终溶液中有白色沉淀析出的是() A．①②③④B．②④C．①②③D．②③9．下列叙述正确的是()①氧化铝是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚②氧化铁常用作红色油漆和涂料③硅酸钠是制备硅胶和木材防火剂的原料④以纯碱、石灰石、石英为原料可制普通玻璃⑤石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成分都是SiO2A．①③④⑤B．②③④⑤C．①②④⑤D．①②③④10．对于第ⅣA族元素，下列叙述中不．正确的是() A．SiO2和CO2中Si和O，C和O之间都是共价键B．C、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化合价是＋4价和＋2二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(10分)硅单质和碳单质及相应氧化物、氢化物、盐在性质上有很多相似的地方．如它们的最高价氧化物都是酸性氧化物，都能与碱反应生成盐和水，都能和碱性氧化物(如CaO)反应生成盐等；它们的氢化物都能燃烧生成对应的氧化物和水．把河沙(主要成分是SiO2)跟镁粉按一定质量比(稍大于15∶24)混合均匀，装入试管中加热大约1分钟后发生剧烈反应，生成一种白色固体化合物和一种硅化物．待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中，立即产生气泡并伴有爆炸声，产生的气体是一种能在空气中自燃的气态氢化物．(1)写出河沙与镁粉在加热条件下的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________，该反应是______反应(填“放热”或“吸热”)．(2)生成的混合物放入稀硫酸中，产生的气体是(填化学式)________________．(3)写出产生“爆炸声”的化学方程式：_______________________________________________________.12．(15分)硅单质及其化合物应用范围很广．(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，工业上可以按如下步骤制备纯硅．Ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅Ⅱ.粗硅与干燥的氯气在450℃～500℃条件下反应制得SiCl4Ⅲ.SiCl4液体经精馏提纯后与过量H2在1100℃～1200℃条件下反应制得纯硅已知SiCl4沸点为57.6℃，能与H2O强烈反应.1 mol H2与SiCl4气体完全反应吸收的热量为120.2 kJ.请回答下列问题：①第Ⅲ步反应的热化学方程式是______________________________________________________________________________________________________________.②整个制备纯硅的过程中必须严格控制无水无氧．SiCl4在潮湿的空气中因水解而产生白色烟雾，其生成物是____________；H2还原SiCl4过程中若混入O2，可能引起的后果是____________．③上述生产过程所需氯气和氢气均由氯碱厂提供，氯碱厂的基本设备是离子交换膜电解槽(如图所示)，其中进入阳极室的溶液是__________________________________，b电极上的电极反应式是______________________________________________________．(2)二氧化硅被大量用于生产玻璃．工业上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283 kg在高温下完全反应时放出CO244 kg，生产出的玻璃可用化学式Na2SiO3·CaSiO3·x SiO2表示，则其中x＝________.13．(15分)(2009·韶关调研)某活动课程小组拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液．为了防止通入过量的CO2气体生成NaHCO3，设计了如下实验步骤：a ．取25 mL NaOH 溶液吸收过量的CO 2气体，至CO 2气体不再溶解；b ．小火煮沸溶液1～2 min ，赶走溶解在溶液中的CO 2气体；c ．在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH 溶液，使其充分混合反应．(1)此方案能制得较纯净的Na 2CO 3，写出c 步骤的离子方程式_________________． 此方案第一步的实验装置如下图所示：(2)加入反应物前，如何检验整个装置的气密性__________________________________________________________________________________________________.(3)若用大理石与盐酸制CO 2，则装置B 中盛放的试剂是______，作用是________________________________________________________________________．(4)在实验室通常制法中，装置A 还可作为下列______(填序号)气体的发生装置． ①CH 4 ②H 2 ③Cl 2 ④CH 2===CH 2(5)已知所用NaOH 溶液中溶质的质量分数为40%，室温下该溶液密度为1.44 g/mL ，假设反应前后溶液的体积不变，不考虑实验误差，计算用此种方法制备所得Na 2CO 3溶液的物质的量浓度为________．14．(10分)已知SiO 2、SO 2、CO 2都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性；Mg 和Na 的化学性质也具有一定的相似性(提示：2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C)． 用如图所示的装置进行Mg 和SO 2的实验：(1)选择制取SO 2的合适试剂________．①10%的H 2SO 4溶液；②80%的H 2SO 4溶液；③Na 2SO 3固体；④CaSO 3固体(2)写出装置B 中发生的主要反应的化学方程式：_______________________ ___________________________________________________________________.(3)你认为该装置是否有不足之处？________，如果有，请列出两点：________________________________________________________________________ 解析和答案：1、解析：自然界中无单质硅存在．答案：D2、解析：CO 不能与NaOH 溶液反应；SiO 2不能溶于水，也不生成相应的酸；碳有金刚石、石墨等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅，所以有多种单质． 答案：B3、解析：SiO 2只能与酸类物质中的氢氟酸反应；SiO 2为酸性氧化物，与③⑤能反应；Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑是制取玻璃时发生的一个反应．答案：C4、解析：向小苏打溶液中加入过量的石灰水时，反应生成的CO 2－3将被完全沉淀，正确的离子方程式为：HCO －3＋Ca 2＋＋OH －===CaCO 3↓＋H 2O. 答案：C5、解析：B 项工艺师利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品．C 项水晶项链的成分是SiO 2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品．D 项粗硅制备单晶硅先利用氧化反应即用Cl 2氧化粗硅，再利用还原反应即用H 2还原SiCl 4.答案：A6、解析：二氧化硅在高温下能与碳酸钠反应：Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，该反应虽然能进行但不能说明硅酸的酸性比碳酸强，上述反应之所以能进行，是因为CO 2不断逸出，反应向右进行．玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO 2，会与氢氟酸反应．石灰抹墙发生反应CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3＋H 2O ，而水泥砌墙是水泥与水作用发生一系列变化而凝固变硬．答案：D7、解析：“硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定．不易脱色，不易与酸、碱反应．“硅酸铜钡”中Ba 为＋2价，Cu 为＋2价，Si 为＋4价，则x ＝6，用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO 2.A 、B 、D 均正确．答案：C8、解析：根据酸与盐反应的规律，CO 2通入CaCl 2溶液无明显现象(一般弱酸不能制强酸)；过量的CO 2通入Na 2SiO 3溶液中有白色沉淀H 2SiO 3生成；CO 2通入Ca(OH)2溶液至过量，Ca(OH)2＋CO 2===CaCO 3↓＋H 2O ，CaCO 3＋H 2O ＋CO 2===Ca(HCO 3)2，最终生成Ca(HCO 3)2而无沉淀产生；过量CO 2通入饱和Na 2CO 3溶液中：Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2===2NaHCO 3，生成的NaHCO 3溶解度比Na 2CO 3溶解度小而结晶析出．答案：B9、解析：⑤中石灰石的主要成分是碳酸钙，化学式是CaCO 3，高岭石的主要成分是硅酸盐，化学式是Al 2(Si 2O 5)(OH)4或Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O ，石英、水晶的主要成分是SiO 2.答案：D10、解析：第ⅣA 族元素最外层电子数都是4，但C 原子的次外层电子数是2，Ge 的次外层电子数是18.答案：B11、解析：m (SiO 2)∶m (Mg)＞15∶24，则n (SiO 2)∶n (Mg)＞1∶4.SiO 2与Mg 反应生成的硅化物必定是Mg 2Si ，则还要生成MgO.SiO 2与Mg 的混合物仅被加热1分钟后就剧烈反应，这说明反应放热．MgO 与Mg 2Si 的混合物中加入稀硫酸后生成的气态氢化物应是SiH 4，SiH 4在空气中自燃的产物是SiO 2和H 2O.答案：(1)SiO 2＋4Mg=====△Mg 2Si ＋2MgO 放热(2)SiH 4(3)SiH 4＋2O 2===SiO 2＋2H 2O12、解析：根据水解定义和实验现象判断，SiCl 4水解生成硅酸和HCl ，产生白色烟雾．图示是阳离子交换膜电解槽，Na ＋移向阴极，因此进入阳极室的应精制饱和食盐水．玻璃的化学组成可根据反应原理得到，n (CO 2)＝n (Na 2CO 3)＋n (CaCO 3)＝n (SiO 2反应)＝1000 mol.n (SiO 2过量)＝(283－50－53－60)×1000/60＝2000 mol ，所以x ＝4. 答案：(1)①2H 2(g)＋SiCl 4(g)===Si(s)＋4HCl(g) ΔH ＝＋240.4 kJ/mol②H 2SiO 3(或H 4SiO 4)和HCl 爆炸③精制饱和食盐水 2H ＋＋2e －===H 2↑(2)413、解析：a 步发生的化学反应：NaOH ＋CO 2===NaHCO 3，c 步发生的化学反应：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O.对于装置气密性的检验，要注意仪器的特点，可以一次检查A、B的气密性：用止水夹夹住B、C间的乳胶管；然后从漏斗中注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，过一会，观察漏斗内与锥形瓶中的液面差，若保持不变，说明装置不漏气；也可分别检查A、B的气密性：用弹簧夹夹住A、B间的乳胶管，先检查A的气密性：塞紧橡皮塞，从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，停止加水后，漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变，说明装置不漏气．然后检查B的气密性：向烧杯中注入少量水，使导管口浸入水中，双手捂住广口瓶片刻有气泡冒出，松开手后，有少量水进入导管形成水柱，说明装置不漏气．装置A能用于液体与固体或液体与液体反应，且不需要加热制取气体．此种方法制备所得Na2CO3溶液的物质的量浓度为：1.44 g/mL×25 mL×40%÷40 g/mol÷0.050 L＝7.2 mol/L.答案：(1)HCO－3＋OH－===CO2－3＋H2O(2)方法①：可一次检查A、B的气密性：用止水夹夹住B、C间的乳胶管，然后从漏斗中注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面．过一会，观察漏斗内与锥形瓶中的液面差，若保持不变，说明装置不漏气．方法②：也可分别检查A、B的气密性：用弹簧夹夹住A、B间的乳胶管，先检查A 的气密性：塞紧橡皮塞，从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，停止加水后，漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变，说明装置不漏气．然后检查B的气密性：向烧杯中注入少量水，使导管口浸入水中，双手捂住广口瓶片刻有气泡冒出，松开手后，有少量水进入导管形成水柱，说明装置不漏气．(3)饱和碳酸氢钠溶液吸收HCl气体(4)②(5)7.2 mol/L14、解析：(1)SO2的溶解度较大，应选用浓度较大的H2SO4溶液；为了使反应顺利进行须选择Na2SO3固体与硫酸反应(CaSO3固体与硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水)．(2)根据Mg与CO2的反应知Mg与SO2反应能生成氧化镁与单质硫，但单质硫能与镁反应生成硫化镁．(3)SiO2、CO2都是酸性氧化物，所以镁与玻璃中的二氧化硅能发生反应，镁不能与玻璃管直接接触；又因为镁与钠的性质相似，能与水反应，因此A、B间应加干燥装置；从整个装置看是完全封闭的，这是不允许的，因此C 应与大气相通． 答案：(1)②③ (2)3Mg ＋SO 2=====△2MgO ＋MgS(或写成2Mg ＋SO 2=====△2MgO ＋S 、Mg ＋S=====△MgS)(3)有 在A 和B 之间未连接一干燥装置；C 装置未与大气相通；在镁下方未垫一不锈钢片，镁能与玻璃管反应；未设计防倒吸装置(任写两点即可)。
硅工艺第3章扩散习题参考答案
6. 写出采用三氯氧磷(POCl3)液态杂质源进行磷扩散的化学 反应方程式，并画出常规液态源磷扩散工艺实现系统。
5POCl3 P2O5 3PCl5 600。C 2P2O5 5Si 5SiO2 4P 4PCl5 5O2 2P2O5 10Cl2 氧过量
7
氧气 载气
4
4. 写出有限表面源扩散的边界条件、初始条件、扩散杂质的 分布函数，并简述该扩散的特点。
1) 边界条件 C ( , t ) = 0
2) 初始条件 C（x, 0）= Cs = Q / h， 0 x h ；
C（x, 0）= 0，
x > h；
3) 扩散杂质的分布函C数(x，, t)服从高Q斯分e布4xD2t
C(x,t) CS 1 Fra bibliotek2
2 0
x Dt
e2
d
CS
erfc
2
x Dt
4) 特点
a. 杂质分布形式：表面杂质浓度Cs ；时间、温度与扩进杂质 总量；
b. 结深：温度、时间与结深；
c. 杂质浓度梯度： Cs 越大或 D 越小的杂质，扩散后的浓度 梯度将越大。
4) 特点
Dt
a. 杂质分布形式：表面杂质浓度Cs 与扩散深度成反比；杂质 总量不变；
b. 结深：扩散长度、衬底杂质浓度；
c. 杂质浓度梯度：
C(x,t) x C(x,t)
x ( x, t)
2Dt
5
5. 什么是两步扩散工艺，每一步扩散的目的是什么？ 答：由于恒定表面浓度的扩散，难于制作出低表面浓度 的深结；有限源扩散不能任意控制杂质总量，因而难于制作 出高表面浓度的浅结。 为了同时满足对表面浓度、杂质总量以及结深等的要求， 实际生产中常采用两步扩散工艺：第一步称为 预扩散 或 预 淀积，在较低的温度下，采用恒定表面源扩散方式在硅片表 面扩散一层杂质原子，其分布为余误差函数，目的在于控制 扩散杂质总量；第二步称为 主扩散 或 再分布，将表面已淀 积杂质的硅片在较高温度下扩散即有限表面源扩散，其分布 为高斯函数，目的是控制表面浓度和扩散深度。
硅冶炼厂的工艺流程设计与布局考核试卷
B.工艺参数控制
C.设备选型
D.厂房布局
5.硅冶炼厂的布局设计应考虑以下哪项原则？（）
A.设备占地面积最小
B.短距离物流
C.最大化绿化面积
D.生产成本最低
6.在电炉还原法中，以下哪个因素会影响硅的还原效果？（）
A.电极材料
B.电炉电压
C.还原温度
D.所有上述因素
7.下列哪种原料不适用于硅冶炼？（）
C.硅的提纯
D.硅石的还原
11.以下哪些因素需要考虑在硅冶炼厂的布局设计中？（）
A.原料供应
B.产品市场需求
C.地理环境
D.员工住宿条件
12.以下哪些环节在硅冶炼厂设计中需要注意生产安全？（）
A.原料储存
B.炉子操作
C.硅的精炼
D.废气处理
13.以下哪些方法可以降低硅冶炼过程中的能耗？（）
A.优化炉料结构
A.矿石破碎
B.矿石磨粉
C.矿石磁选
D.矿石电解
2.在硅冶炼的还原过程中，通常采用以下哪种还原剂？（）
A.一氧化碳
B.氢气
C.二氧化硫
D.氮气
3.下列哪种方法不是硅的提炼方法？（）
A.电炉还原法
B.碳热还原法
C.熔盐电解法
D.水泥窑协同处置法
4.在硅冶炼厂的工艺流程设计中，下列哪个环节对生产效率影响较小？（）
9. ×
10. ×
五、主观题（参考）
1.电炉还原法：将硅石和还原剂（如焦炭）混合后送入电炉，在高温下进行还原反应，得到硅和炉渣。环保问题：粉尘、废气和废渣。解决措施：安装除尘设备，对废气进行处理，废渣进行资源化利用。
2.布局设计考虑因素：物流、生产效率、安全、环保。合理布局可减少物料运输距离，提高生产自动化程度，减少能耗和废弃物排放。
硅工艺第2章氧化习题参考答案
N+
1um （110）侧墙
（100）衬底
15
T=（1100+273）K，k=1.38*10-23,
kT=0.1184eV
在非N+区(111)
B 3.86102 exp(0.78/ 0.1184 ) 0.5315 (m2 / h)
B / A 1.63108 exp(2.05/ 0.1184 ) 4.9287 (m / h)
LOCOS 氧化层
Si3N4
0.5um
SiO2
Si3N4
SiO2
(100)Si
(100)Si
9
在热氧化期间生长1um的SiO2消耗0.44um的硅。因此，填 满刻蚀槽中的生长氧化硅将消耗一额外厚度的硅，我们需 要生长SiO2的总厚度由下式给出： y y 0.5 y 0.39 m 0.44 所以，我们需要生长总厚度为0.89um的SiO2。在1000℃ H2O气氛中， kT=0.1098eV，有：
8
A 0.6678 m
xi Axi 0.2 0.2 0.2 1.0004 h 1h B 0.1735 0.2598 在N+区
2
( B / A) N 4 * B / A 1.0394 (m / h) ( A) N 0.1669 m
12
x1
x2 0.2um
13
2 x0 x0 t B B/ A 2 x12 x1 x2 x2 1 0.17 0.26 0.17 1.04
x2 x1 0.157
x1 1.2489 um x2 1.4059 um
t 12.7182 h
14
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1. 列举得到半导体级硅的三个步骤。半导体级硅有多纯？
答：步骤如下 1）用碳加热硅石制备冶金级硅
SiO2 (s) + 2C (s) = Si (s) + 2CO (g)（吸热） 2）通过化学反应将冶金级硅生成三氯硅烷
Si (s) + 3HCl (g) = SiHCl3 (g) + H2 (g)（放热） 3）通过化学反应用氢气将三氯硅烷还原达到提纯的目的
SiHCl3 (g) + H2 (g) = Si (s) + 3HCl (g) （吸热）
半导体级硅纯度为 99. 9999999 % ，也就是平均十亿 个硅原子中才有一个杂质原子。
2、列举七个衡量硅片质量的标准？
物理尺寸：直径、厚度、晶向位置、定位边、硅片形变 平整度：通过硅片的上表面和一个规定参考面的距离得到 微粗糙度：硅片表面最高点和最低点的高度差别 氧含量：控制含量及均匀性 晶体缺陷：目前要求每平方厘米的晶体缺陷少于1000个 颗粒：典型值是200mm的硅片表面每平方厘米少于0.13个
微粒，颗粒尺寸要大于0.08微米 体电阻：控制整个体硅中电阻率的均匀性
3、继续增大硅片直径的主要原因是什么？给出更大直径硅 片的三个好处。
① 主要原因是：增大硅片直径给硅片制备带来成本利润。 ② 更大直径硅片的三个好处：
a. 更大直径硅片意味着有更大表面积，每个硅片上可制 作更多芯片，每个芯片的加工和处理时间减少，设备 生产效率提高；
P N
光刻Al 电极
5、在双极型集成工艺中，埋层杂质的选择原则是什么？
1）杂质固溶度大，以使集电极串联电阻降低； 2）高温时在硅中的扩散系数要小，以减小外延时埋层杂 质上推到外延层的距离； 3）与硅衬底的晶格匹配好，以减小应力。最理想的隐埋 层杂质为 As 。
6、在双极型集成工艺中，外延层厚度的设计有怎样的要求？ 外延层电阻率的选择为什么要进行折中考虑？
b. 更大直径硅片的边缘芯片减少了，转化为更高的生产 成品率；
c. 可制作更高集成度的芯片。
4、画图说明PN结制作的工艺流程。 SiO2
曝光 显影（第1次图形转移）刻蚀（第2次图形转移）
去胶
P N
掺杂
P N
CVD 淀积SiO2 膜
P N
光刻接触孔
P N
蒸发镀Al 膜
外延层厚度（Tepi）≥基区杂质结深+收集区厚度+埋层上 推距离+后续各工序中生长氧化层所消耗的外延层厚度。
为了使结电容小、击穿电压BVCBO高，以及在以后的热处
理过程中外延层下推的距离小，epi 应选得高一些；为了 使集电极串联电阻rCS 小、饱和电压VCES 小，又希望 epi
低一些。这两者是矛盾的，需加以折衷。