半导体制造工艺期末考试重点复习资料

1、三种重要的微波器件：转移型电子晶体管、碰撞电离雪崩渡越时间二极管、

MESFET。

2、晶锭获得均匀的掺杂分布:较高拉晶速率和较低旋转速率、不断向熔融液中加

高纯度多晶硅,维持熔融液初始掺杂浓度不变。

3、砷化镓单晶:p型半导体掺杂材料镉和锌，n型是硒、硅和锑

硅:p型掺杂材料是硼,n型是磷。

4、切割决定晶片参数：晶面结晶方向、晶片厚度(晶片直径决定)、晶面倾斜度

（从晶片一端到另一端厚度差异）、晶片弯曲度(晶片中心到晶片边缘的弯曲程度)。

5、晶体缺陷：点缺陷（替位杂质、填隙杂质、空位、Frenkel，研究杂质扩散和

氧化工艺)、线缺陷或位错（刃型位错和螺位错，金属易在线缺陷处析出）、面缺陷（孪晶、晶粒间界和堆垛层错，晶格大面积不连续,出现在晶体生长时)、体缺陷(杂质和掺杂原子淀积形成，由于晶体固有杂质溶解度造成）。

6、最大面为主磨面，与〈110>晶向垂直，其次为次磨面，指示晶向和导电类型.

7、半导体氧化方法:热氧化法、电化学阳极氧化法、等离子化学汽相淀积法。

8、晶体区别于非晶体结构:晶体结构是周期性结构，在许多分子间延展，非晶体

结构完全不是周期性结构。

9、平衡浓度与在氧化物表面附近的氧化剂分压值成正比。在1000℃和1个大气

压下,干氧的浓度C0是5。2x10^16分子数/cm^3，湿氧的C0是3x10^19分子数/cm^3。

10、当表面反应时限制生长速率的主要因素时,氧化层厚度随时间呈线性变

化X=B(t+）/A线性区（干氧氧化与湿氧氧化激活能为2eV，）;氧化层变厚时，氧化剂必须通过氧化层扩散，在二氧化硅界面与硅发生反应，并受扩散过程影响,氧化层厚度与氧化时间的平方根成正比，生长速率为抛物线X^2=B(t+）抛物线区（干氧氧化激活能是1.24Ev，湿氧氧化是0.71eV）.

11、线性速率常数与晶体取向有关，因为速率常数与氧原子进入硅中的结合

速率和硅原子表面化学键有关;抛物线速率常数与晶体取向无关，因为它量度的是氧化剂穿过一层无序的非晶二氧化硅的过程。

12、较薄的氧化层MOSFET栅氧化层用干氧氧化，较厚的用湿氧氧化，如

MOS集成电路中的场氧化层和双极型器件，以获得适当隔离和保护,20nm为界限。

13、给定氧化条件下，在<111>晶面衬底上生成的氧化层厚度大于<100>晶面

衬底，因为<111〉方向线性速率常数更大。值得注意的是温度和时间相同时，湿氧氧化厚度是干氧的5~10倍。

14、氧化掩膜厚度一般用实验测量方法获得，主要取决于特定温度和时间下，

不能使低掺杂硅衬底发生反型,典型厚度为0。5um~1.0um。

15、二氧化硅中各掺杂杂质扩散常数依赖氧的密度、性能和结构。

16、MOS器件受氧化层中的电荷和位于二氧化硅—硅界面处势阱影响。

17、势阱和电荷的基本类别：界面势阱电荷Qit（由于二氧化硅-硅界面特性

产生，取决于这个界面的化学组分，势阱位于二氧化硅—硅界面处，能态在硅禁带中，界面势阱密度有取向性,用低温450℃氢退火进行钝化处理）；固定电荷Qf（很稳定，难充电或放电，一般是阳性）；氧势阱电荷Qot（与二氧化硅缺陷有关，可以通过低温退火处理消除）；可移动离子电荷Qm（由于钠或其它碱性离子玷污导致,高温和高电场时可在氧化层中移动，改变阀值电压)。

18、测量氧化层厚度：表面光度法、椭圆偏光法和颜色对比法（主观化，不

精确）。

19、光刻：将掩膜上的几何图形转移到涂在半导体晶片表面的敏光薄层材料

上的工艺过程。

20、级别为M3.5的洁净室（公制），每立方米直径≥0.5um的尘埃粒子数不

超过10^3.5，，大约为3500粒子数/m^3。

21、曝光设备性能参数：分辨率、对准精度和生产效率.

分辨率指能精确转移到半导体表面光刻胶上的最小特征尺寸值；

对准精度指各个掩膜与先前刻在硅片上的图形相互套准的程度；

生产效率指某次光刻中掩膜在1小时内能曝光的硅片数.

22、光学曝光法：遮蔽式曝光和投影式曝光；

遮蔽式曝光掩膜和硅片彼此直接接触为接触式曝光（由尘埃粒子引起的缺点：掩膜与硅片接触时，硅片上的尘埃粒子或硅渣会嵌入掩膜,使掩膜永久性损伤,使随后使用它曝光的每个硅片有缺陷)，彼此非常靠近为接近式曝光（将掩膜受损程度减至最小）.

23、一个完整的集成电路工艺流程需要15~20层不同的掩膜.

24、标准尺寸的掩膜衬底是由15x15cm^2，厚度为0。6cm的玻璃平板制成。

25、掩膜的主要指标是密度缺陷，掩膜制造过程或以后的图形曝光过程可能

会给掩膜带来缺陷。

26、光刻胶是一种对辐照敏感的化合物，可分为正性和负性，正胶的曝光部

分在显影时更易于溶解而去掉，所得图形与掩膜上相同，负胶曝光部分在显影时不易被溶解，所得图形与掩膜上相反。

正胶组成：感光剂、树脂基片和有机溶剂，曝光前，感光剂不易溶于显影液，曝光后，曝光区内的感光剂由于吸收了能量导致化学结构发生变化，在显影液中可被溶解，显影后，曝光区内的光刻胶被去掉.

负胶是一种含感光剂的聚合物。曝光后，感光剂吸收光能转变为化学能引起链接反应，是聚合物分子间发生交联，不易溶于显影液，经显影，未曝光部分被溶解，负胶缺点是显影时光刻胶吸收显影液溶剂膨胀，限制了负胶分辨率.

27、分辨率增强技术：相移掩膜和光学邻近效应校正.

28、电子束曝光优点：能生成亚微米线宽的光刻胶图形，自动化程度高，控

制精确，比化学曝光法的聚焦好，而且能直接在半导体晶片上形成图形而不需掩膜;缺点电子束曝光机的产出率低，在分变率小于0.25μm时，每小时只能加工10片左右的晶片，只适于生产掩膜或制造少量定制电路或者验证设计之用。

29、聚焦电子束扫描方式:光栅扫描和矢量扫描（节省时间)。

30、光学曝光中，分辨率受光衍射限制，电子束曝光中则受电子散射限制。

31、电子束在某处的辐照影响邻近区域的辐照现象为邻近效应。

32、离子束曝光由于离子质量较大,散射只用比电子若，故其比光学、X射线

或电子束曝光技术有更高的分辨率。离子束曝光系统：扫描焦聚束系统和掩膜束系统。

33、曝光法：电子束曝光、超紫外光曝光、X射线曝光、离子束曝光和光学

曝光。

34、湿法化学刻蚀机理：反应物通过扩散运输到反应表面、化学反应发生在