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。