2023年通信電子計算機技能考試-半導體芯片制造工考試歷年真摘選題含答案（圖片大小可自由調整）第1卷一.參考題庫(共100題)1.腐蝕V形槽一般采用（）的濕法化學腐蝕方法。2.根據原理分類，干法刻蝕分成幾種？各有什么特點？3.例舉出兩種最廣泛使用的集成電路封裝材料。4.離子源的目的是什么？最常用的離子源是什么？5.光致抗蝕劑在曝光前對某些溶劑是可溶的，曝光后硬化成不可溶解的物質，這一類抗蝕劑稱為負性光致抗蝕劑，由此組成的光刻膠稱為負性膠。（）6.簡述幾種典型真空泵的工作原理。7.采用CF4作為氣體源對SiO2進行刻蝕，在進氣中分別加入O2或H2對刻蝕速率有什么影響？隨著O2或H2進氣量的增加，對Si和SiO2刻蝕選擇性怎樣變化？為什么？ 8.集成電容主要有哪幾種結構？9.非接觸式厚膜電路絲網印刷時，絲網與基片之間有一定的距離，稱為間隙，通常為（）。A、小于0.1mmB、0.5～2.0mmC、大于2.0mm10.例舉并描述光刻中使用的兩種曝光光源。11.硅片減薄腐蝕液為氫氟酸和硝酸系腐蝕液。砷化鎵片用（）系、氫氧化氨系蝕腐蝕液。12.釬焊密封工藝主要工藝條件有釬焊氣氛控制、溫度控制和密封腔體內（）控制。13.在干法刻蝕的終點檢測方法中，光學放射頻譜分析法最常見，簡述其工作原理和優(yōu)缺點。14.簡述RTP設備的工作原理，相對于傳統高溫爐管它有什么優(yōu)勢？15.引線焊接有哪些質量要求？16.在半導體制造工藝中往往把減薄、劃片、分片、裝片、內引線鍵合和管殼封裝等一系列工藝稱為（）。17.簡述你所在工藝的工藝質量要求？你如何檢查你的工藝質量？18.物理氣相淀積最基本的兩種方法是什么？簡述這兩種方法制備薄膜的過程。19.按蒸發(fā)源加熱方法的不同，真空蒸發(fā)工藝可分為：（）蒸發(fā)、（）蒸發(fā)、離子束蒸發(fā)等。A、電阻加熱B、電子束C、蒸氣原子20.簡述硼和磷的退火特性。 21.雙極晶體管中只有一種載流子（電子或空穴）傳輸電流。（）22.化學清洗中是利用硝酸的強（）和強（）將吸附在硅片表面的雜質除去。23.硅外延生長工藝包括（）。A、襯底制備B、原位HCl腐蝕C、生長溫度，生長壓力，生長速度D、尾氣的處理24.金屬剝離工藝是以具有一定圖形的光致抗蝕劑膜為掩膜，帶膠蒸發(fā)或濺射所需的金屬，然后在去除光致抗蝕劑膜的同時，把膠膜上的金屬一起去除干凈。（）25.按構成集成電路基礎的晶體管分類可以將集成電路分為哪些類型？每種類型各有什么特征？26.例出典型的硅片濕法清洗順序。27.什么是硅片的自然氧化層？由自然氧化層引起的三種問題是什么？28.常用濺射技術有哪幾種，簡述它們的工作原理和特點。29.液相外延的原理是飽和溶液隨著溫度的降低產生過飽和結晶。（）30.為什么要采用LDD工藝？它是如何減小溝道漏電流的？31.常用膠粘劑有熱固性樹脂、熱塑性樹脂和橡膠型膠粘劑3大類。半導體器件的粘封工藝一般選用（）。A、熱塑性樹脂B、熱固性或橡膠型膠粘劑32.表面鈍化工藝是在半導體芯片表面復蓋一層保護膜，使器件的表面與周圍氣氛隔離。（）33.例舉并描出旋轉涂膠的4個基本步驟。34.影響外延薄膜的生長速度的因素有哪些？35.什么是濺射產額，其影響因素有哪些？簡述這些因素對濺射產額產生的影響。36.在半導體中摻金是為了使非平衡載流子的壽命增加。（）37.Ⅰ號液是（）過氧化氫清洗液.A、堿性B、酸性C、中性38.金絲球焊的優(yōu)點是無方向性，鍵合強度一般（）同類電極系統的楔刀焊接。39.單相3線插座接線有嚴格規(guī)定（）A、“左零”“右火”B、“左火”“右零”40.采用無定形掩膜的情況下進行注入，若掩蔽膜/襯底界面的雜質濃度減少至峰值濃度的1/10000，掩蔽膜的厚度應為多少？用注入雜質分布的射程和標準偏差寫出表達式。41.在光刻中，能夠在增加分辨率的同時增加聚焦深度嗎？為什么？42.敘述氮化硅的濕法化學去除工藝。43.全定制、半定制版圖設計中用到的單元庫包含（）、（）、（）和（）。44.什么是離子注入中常發(fā)生的溝道效應（Channeling）和臨界角？怎樣避免溝道效應？45.變容二極管的電容量隨（）變化。A、正偏電流B、反偏電壓C、結溫46.半導體集成電路生產中，元件之間隔離有（）（）（）隔離等三種基本方法.47.門陣列的基本結構形式有兩種：一種是晶體管陣列，一種是門陣列（）48.為什么說潔凈技術是半導體芯片制造過程中的一項重要技術？49.禁帶寬度的大小決定著（）的難易，一般半導體材料的禁帶寬度越寬，所制作的半導體器件中的載流子就越不易受到外界因素，如高溫和輻射等的干擾而產生變化。50.工藝人員完成工藝操作后要認真、及時填寫工藝記錄，做到記錄內容詳細、（）、（）、書寫工整、（）。51.假設進行一次受固溶度限制的預淀積擴散，從摻雜玻璃源引入的雜質總劑量為Qcm-2。52.厚膜漿料屬于牛頓流體，因此其粘度屬于正常黏度。（）53.一片硅片由0.3um厚的SiO2薄膜覆蓋。所需數據見下表，玻爾茲曼常數k=1.38×10-23。（1）在1200℃下，采用H2O氧化，使厚度增加0.5um需要多少時間？。（2）在1200℃下，采用干氧氧化，增加同樣的厚度需要多少時間？54.解釋下列名詞：互連、接觸、通孔和填充塞。55.簡述外延薄膜的生長過程，其最顯著的特征是什么？56.什么是多層金屬化？它對芯片加工來說為什么是必需的？57.外殼設計包括電性能設計、熱性能設計和結構設計三部分，而（）設計也包含在這三部分中間。58.在MEMS加工中，為了精確控制腐蝕深度，有哪幾種腐蝕停止技術，分別說一下其腐蝕停止原理。59.解釋光刻膠顯影。光刻膠顯影的目的是什么？60.砷化鎵相對于硅的優(yōu)點是什么？61.給出使用初級泵和真空泵的理由。62.例舉出半導體產業(yè)的8種不同職業(yè)并簡要描述。63.硅MOSFET和硅JFET結構相同。（）64.在銅互連中，為什么要用銅擴散阻擋層？阻擋層分成哪幾種，分別起什么作用？65.在溫度相同的情況下，制備相同厚度的氧化層，分別用干氧，濕氧和水汽氧化，哪個需要的時間最長？（）A、干氧B、濕氧C、水汽氧化D、不能確定哪個使用的時間長66.對于某種薄膜的CVD過程，淀積溫度為900℃，質量傳輸系數hG=10cms-1，表面反應速率系數ks=1×107exp（-1.9eV/kT）cms-1?，F有以下兩種淀積系統可供選擇（1）冷壁，石墨支座型；（2）熱壁，堆放硅片型。應該選用哪種類型的淀積系統并簡述理由。67.例舉出芯片廠中6個不同的生產區(qū)域并對每一個生產區(qū)域做簡單描述。68.恒定表面源擴散的雜質分布在數學上稱為（）分布。A、高斯B、余誤差C、指數69.目前在半自動化和自動化的鍵合機上用的金絲或硅鋁絲都是經生產廠家嚴格處理包裝后銷售，一般不能再退火，一經退火反而壞了性能。（）70.例舉并解釋硅中固態(tài)雜質擴散的三個步驟。71.最常用的金屬膜制備方法有（）加熱蒸發(fā)、（）蒸發(fā)、（）。72.熱生長SiO2–Si系統中的電荷有哪些？73.什么是外延層？為什么硅片上要使用外延層？74.在半導體集成電路中，各元器件都是制作在同一晶片內。因此要使它們起著預定的作用而不互相影響，就必須使它們在電性能上相互絕緣。（）75.什么是Moremoore定律和MorethanMoore定律？76.例舉并討論引入銅金屬化的五大優(yōu)點。77.簡述APCVD、LPCVD、PECVD的特點。78.為什么晶體管柵結構的形成是非常關鍵的工藝？更小的柵長會引發(fā)什么問題？79.解釋什么是暗場掩模板？80.離子注入層的深度主要取決于離子注入的（）。A、能量B、劑量81.硅片關鍵尺寸測量的主要工具是什么？82.例舉雙大馬士革金屬化過程的10個步驟。83.熱分解化學氣相淀積二氧化硅是利用（）化合物，經過熱分解反應，在基片表面淀積二氧化硅。84.簡述RTP在集成電路制造中的常見應用。85.什么叫集成電路？寫出集成電路發(fā)展的五個時代及晶體管的數量？86.雜質原子在半導體中的擴散機理比較復雜，但主要可分為（）擴散和（）擴散兩種。87.器件的橫向尺寸控制幾乎全由（）來實現。A、掩膜版B、擴散C、光刻88.例舉出硅片廠中使用的五種通用氣體。89.鈀．銀電阻的燒結分預燒結、燒結、降溫冷卻三個階段。（）90.在突緣電阻焊工藝中，要獲得良好的焊接質量，必須確定的基本規(guī)范包括（）A、焊接電流、焊接電壓和電極壓力B、焊接電流、焊接時間和電極壓力C、焊接電流、焊接電壓和焊接時間91.大容量可編程邏輯器件分為（）和（）。92.解釋發(fā)生刻蝕反應的化學機理和物理機理。93.例舉并描述6種不同的塑料封裝形式。94.例舉并描述薄膜生長的三個階段。95.遷移率是反映半導體中載流子導電能力的重要參數。摻雜半導體的電導率一方面取決于摻雜的濃度，另一方面取決于遷移率的大小。同樣的摻雜濃度，載流子的遷移率越大，材料的電導率就越高。（）96.描述金屬復合層中用到的材料？97.將預先制好的掩膜直接和涂有光致抗蝕劑的晶片表面接觸，再用紫外光照射來進行曝光的方法，稱為（）曝光。A、接觸B、接近式C、投影98.腐蝕二氧化硅的水溶液一般是用（）A、鹽酸B、硫酸C、硝酸D、氫氟酸99.集成電路封裝有哪些作用？100.對RTP來說，很難在高溫下處理大直徑晶圓片而不在晶圓片邊緣造成熱塑應力引起的滑移。分析滑移產生的原因。如果溫度上升速度加快后，滑移現象變得更為嚴重，這說明晶圓片表面上的輻射分布是怎樣的？第1卷參考答案一.參考題庫1.正確答案:各向異性2.正確答案: 干法刻蝕是采用等離子體進行刻蝕的技術，根據原理分為濺射與離子銑（物理）、等離子刻蝕（化學）、反應離子刻蝕（物理+化學）。 干法刻蝕與濕法刻蝕相比具有以下優(yōu)點：①刻蝕剖面是各向異性，具有非常好的側壁控制；②良好的CD控制③最小的光刻膠脫落或粘附問題④良好的片內、片間、批次間的刻蝕均勻性⑤較低的化學制品使用和處理費用 然而干法刻蝕也存在一些缺點，最主要的是對下層材料的選擇比不高、等離子體帶來的器件損傷以及昂貴的設備。3.正確答案:兩種最廣泛使用的集成電路封裝材料是塑料封裝和陶瓷封裝。4.正確答案:目的：使待注入的物質以帶電粒子束的形式存在 最常用的源：Freeman離子源和Bernas離子源5.正確答案:正確6.正確答案: 幾種典型的真空泵結構：①活塞式機械泵；②旋片式機械泵；③增壓器——羅茨泵；④油擴散泵；⑤渦輪分子泵；⑥低溫吸附泵；⑦鈦升華泵；⑧濺射離子泵.①活塞式機械泵：吸氣階段，氣體經過右側閥進入汽缸。壓縮階段，兩個閥均關閉，氣體被壓縮。排氣階段，氣體經過左側閥被排出到高壓力區(qū)。②旋片式機械泵：采用旋片代替活塞進行抽氣和壓縮運動。單級旋片式機械泵的終極真空大約為20mTorr，兩級泵則能達到1mTorr以下。此類壓縮泵工作時，水蒸氣的凝聚可能導致腐蝕。需要泵油，可能會對真空腔室產生污染。③增壓器——羅茨泵：羅茨泵可被作為常規(guī)的旋片式機械泵的預壓縮裝置使用，用來提高入口壓力，增加排量。④油擴散泵：真空泵油經電爐加熱沸騰后，產生一定的油蒸汽沿著蒸汽導流管傳輸到上部，經由三級傘形噴口向下噴出，形成一股向出口方向運動的高速蒸汽流。油分子與氣體分子碰撞，把動量交給氣體分子自己慢下來，而氣體分子獲得向下運動的動量后便迅速往下飛去。 在射流的界面內，氣體分子不可能長期滯留，因而界面內氣體分子濃度較小。由于這個濃度差，使被抽氣體分子得以源源不斷地擴散進入蒸汽流而被逐級帶至出口，并被前級泵抽走。 慢下來的蒸汽流向下運動過程中碰到水冷的泵壁，油分子冷凝，沿著泵壁流回蒸發(fā)器繼續(xù)循環(huán)使用。⑤渦輪分子泵：利用高速旋轉的動葉輪將動量傳給氣體分子，使氣體產生定向流動而抽氣的真空泵。由許多級組成，每個級上都包括以大于2000r/min的極高轉速的風機葉片和一套被稱為定子的靜止的葉片，定子和轉子之間的間隙為1mm量級。每一級的壓縮比不大，但級數很多，整個泵的壓縮比可達𝟏𝟎𝟗。渦輪分子泵的優(yōu)點是啟動快，能抗各種射線的照射，耐大氣沖擊，無氣體存儲和解吸效應，無油蒸氣污染或污染很少，能獲得清潔的超高真空。⑥低溫吸附泵：由閉合循環(huán)冷凍機組成，冷凍機的冷頭一般維持在20K左右，封裝在泵體里并連接到真空系統，通過低溫凝聚氣體分子。需前級泵，具有最高極限真空度，無回油污染問題，但工作后需再生處理。⑦鈦升華泵：加熱Ti絲，使Ti原子蒸發(fā)出來。Ti與反應室內的氣體分子反應，凝結在腔壁上。⑧濺射離子泵：陽極和陰極間加高壓，電子在陽極被加速，在磁場作用下旋轉。氣體分子與旋轉的電子碰撞而電離（潘寧放電），氣體離子被加速向陰極運動，被陰極材料（如Ti）吸附，并且把表面的Ti濺射出來。濺射出來的Ti原子還可以與氣體離子反應，使抽速增大。7.正確答案: 加入少量的氧氣能夠提高Si和SiO2的刻蝕速率。 加入少量的氫氣可以導致Si和SiO2的刻蝕速率減慢。 原理：氧氣與碳原子反應生成CO和CO2，因此從等離子體中去掉了一些碳，從而增加了氟的濃度。這些等離子體稱為富氟等離子體。 氧添加之后對Si的刻蝕速率提升比SiO2的刻蝕要快。 當氧添加含量超過一定值后，二者的刻蝕速率開始下降，是因為氣相的氟原子再結合形成氟分子使得自由氟原子減少的緣故。另一方面二者的選擇比也會急劇下降，因為吸附在硅表面的氧原子和氧分子會使得硅表現得更像二氧化硅。 往等離子體中加入氫，氫會與氟反應，一方面減少了氟離子的濃度，降低了刻蝕速率。另一方面形成富碳等離子體，過量碳會導致非揮發(fā)性的物質累積在側壁表面，阻滯橫向刻蝕的發(fā)生。 往CF4等離子體中加入少量的H2將導致硅和二氧化硅的刻蝕速率同時減慢。在中等的H2濃度下，H和F反應生成HF，HF刻蝕SiO2但并不刻蝕Si。同時，各向異性的不揮發(fā)性碳氟化合物薄膜的淀積過程得到增強。另一方面，SiO2表面反應生成的CO和CO2可以從系統中抽去，在Si表面確沒有這些反應。因此，隨著H2的加入，刻蝕SiO2和Si的選擇比會急劇上升。8.正確答案: ①金屬-絕緣體-金屬（MIM）結構； ②多晶硅/金屬-絕緣體-多晶硅結構； ③金屬叉指結構； ④PN結電容； ⑤MOS電容。9.正確答案:B10.正確答案:汞燈，高壓汞燈，電流通過裝有氙汞氣體的管子產生電弧放電，這個電弧發(fā)射出一個特征光譜，包括240納米到500納米之間有用的紫外輻射準分子激光，準分子是不穩(wěn)定分子是有惰性氣體原子和鹵素構成只存在與準穩(wěn)定激發(fā)態(tài)。11.正確答案:硫酸12.正確答案:濕度13.正確答案: 光學放射頻譜分析是利用檢測等離子體中某種波長的光線強度變化來達到終點檢測的目的。光強的變化反映了等離子體中原子或分子濃度的變化，根據檢測的不同物質會有刻蝕終點光強增加與減弱兩種狀態(tài)。對于不同的刻蝕薄膜與刻蝕劑，有對應的需要檢測的波長。不影響刻蝕的進行，且可對微小變化作出反應。光強正比于刻蝕速率，因此對刻蝕速率較慢的反映難以檢測?？涛g面積過小時，信號強度不足也會導致檢測困難，如SiO2接觸窗的刻蝕。14.正確答案: RTP工藝是一類單片熱處理工藝，其目的是通過縮短熱處理時間和溫度或只縮短熱處理時間來獲得最小的工藝熱預算（ThermalBudget）。RTP工藝的發(fā)展，是為了適應等比例縮小器件結構對雜質再分布的嚴格要求；最早的RTP工藝主要用于注入后的退火。目前，RTP工藝的應用范圍已擴展到氧化、化學氣相淀積和外延生長等領域。雜質的再分布問題隨著器件等比例縮小到深亞微米階段，源、漏區(qū)的PN結結深要求做得非常淺。離子注入后的雜質，必須通過足夠高溫度下的熱處理，才能具有電活性，同時消除注入損傷。傳統的高溫爐管工藝，由于升、降溫緩慢和熱處理時間長，從而造成熱處理過程中雜質的再分布問題嚴重，難以控制PN結結深。最早的RTP工藝，就是為了離子注入后退火而開發(fā)的。RTP設備與傳統高溫爐管的區(qū)別加熱元件：RTP采用加熱燈管，傳統爐管采用電阻絲硅片 溫度控制：傳統爐管利用熱對流及熱傳導原理，使硅片與整個爐管周圍環(huán)境達到熱平衡，溫度控制精確；而RTP設備通過熱輻射選擇性加熱硅片，較難控制硅片的實際溫度及其均勻性。 升降溫速度：RTP設備的升、降溫速度為10-200℃/秒，而傳統爐管的升、降溫速度為5-50℃/分鐘。傳統爐管是熱壁工藝，容易淀積雜質；RTP設備則是冷壁工藝，減少了硅片沾污。 生產方式：RTP設備為單片工藝，而傳統爐管為批處理工藝。 傳統爐管的致命缺點是熱預算大，無法適應深亞微米工藝的需要；而RTP設備能大幅降低熱預算。15.正確答案: 可靠性好，易保持一定形狀，化學穩(wěn)定性好。盡量少形成金屬間化合物，鍵合引線和焊盤金屬間形成低電阻歐姆接觸。平整度傾斜度，平行度焊接時間焊接界面的清潤。16.正確答案:組裝17.正確答案: 外延要求：1.集電極擊穿電壓要求 2.集電極串聯電阻要小. 3.高頻大功率小型化. 刻蝕要求：1.圖形轉換的保真度高 2.選擇比高. 3.刻蝕速率高. 4.刻蝕剖面. 5.刻蝕偏差. 6.刻蝕因子大. 7.均勻性.18.正確答案: 物理氣相淀積：蒸發(fā)Evaporation、濺射Sputtering熱蒸發(fā)法：在真空條件下，加熱蒸發(fā)源，使原子或分子從蒸發(fā)源表面逸出，形成蒸氣流并入射到襯底表面，凝結形成固態(tài)薄膜。濺射概念與機理：基本原理，真空腔中有一個平行板等離子體反應器，非常類似于簡單的反應離子刻蝕系統。 將靶材放置在具有最大離子電流的電極上，高能離子將所要淀積的材料從靶材中轟擊出來。靶與晶圓片相距十分近（小于10cm），出射原子大部分能被晶圓所收集。19.正確答案:A,B20.正確答案: 硼退火特性電激活比例：自由載流子數p和注入劑量Ns的比對于低劑量的情況，隨退火溫度上升，電激活比例增大。對于高劑量情況，可以把退火溫度分為三個區(qū)域：在區(qū)域I中，隨退火溫度上升，點缺陷的移動能力增強，因此間隙硼和硅原子與空位的復合幾率增加，使點缺陷消失，替位硼的濃度上升，電激活比例增加，自由載流子濃度增大。當退火溫度在500-600℃的范圍內，點缺陷通過重新組合或結團，降低其能量。因為硼原子非常小，和缺陷團有很強的作用，很容易遷移或被結合到缺陷團中，處于非激活位置，因而出現隨溫度的升高而替位硼的濃度下降的現象，也就是自由載流子濃度隨溫度上升而下降的現象（逆退火特性）。在區(qū)域Ⅲ中，硼的替位濃度以接近于5eV的激活能隨溫度上升而增加，這個激活能與升溫時Si自身空位的產生和移動的能量一致。產生的空位向間隙硼處運動，因而間隙硼就可以進入空位而處于替位位置，硼的電激活比例也隨溫度上升而增加。實際退火條件，要根據注入時靶溫、注入劑量及對材料性能的要求來選擇。注入劑量低，不發(fā)生逆退火現象，退火溫度不需要太高。1012/cm2，800度，幾分鐘。 室溫注入與靶溫較高時注入時，產生非晶區(qū)的臨界劑量不同，退火要求也不同。磷退火特性圖中虛線所表示的是損傷區(qū)還沒有變?yōu)榉蔷訒r的退火性質，實線則表示非晶層的退火性質。對于1X1015/cm2和5X1015/cm2時所形成的非晶層，退火溫度在600℃左右，低于劑量為1014左右沒有形成非晶層時的退火溫度，這是因為兩種情況的退火機理不同。非晶層的退火效應是與固相外延再生長過程相聯系的，在再生長過程中，V族原子實際上與硅原子是難以區(qū)分，被注入的V族原子P在再結晶過程中與硅原子一樣，同時被結合到晶格位置上。21.正確答案:錯誤22.正確答案:酸性；氧化性23.正確答案:A,B,C,D24.正確答案:正確25.正確答案:分為三種，雙極集成電路，MOS集成電路，雙極-MOS（BiMOS）集成電路。 雙極集成電路：采用的有源器件是雙極晶體管，特點：速度高，驅動能力強，但功耗大，集成能力低。 MOS集成電路：采用的有源器件是MOS晶體管，特點：輸入阻抗高，抗干擾能力強，功耗小，集成度高。 雙極-MOS（BiMOS）集成電路：同時包含雙極和MOS晶體管，特點：綜合了速度高，驅動能力強，抗干擾能力強，功耗小，集成度高的優(yōu)點，但制造工藝復雜。26.正確答案:硅片清洗步驟： （1）H2SO4/H2O2（piranha）：有機物和金屬； （2）UPW清洗（超純水）：清洗； （3）HF/H2O（稀HF）：自然氧化層； （4）UPW清洗：清洗； （5）NH4OH/H2O2/H2O（SC-1）：顆粒； （6）UPW清洗：清洗； （7）HF/H2O：自然氧化層； （8）UPW清洗：清洗； （9）HCL/H2O2/H2O（SC-2）：金屬； （10）UPW清洗：清洗； （11）HF/H2O：自然氧化層； （12）UPW清洗：清洗； （13）干燥：干燥。27.正確答案:自然氧化層：如果曝露于室溫下的空氣或含溶解氧的去離子水中，硅片的表面將被氧化。這一薄氧化層稱為自然氧化層。硅片上最初的自然氧化層生長始于潮濕，當硅片表面暴露在空氣中時，一秒鐘內就有幾十層水分子吸附在硅片上并滲透到硅表面，這引起硅表面甚至在室溫下就發(fā)生氧化。 自然氧化層引起的問題是： ①將妨礙其他工藝步驟，如硅片上單晶薄膜的生長和超薄氧化層的生長。 ②另一個問題在于金屬導體的接觸區(qū)，如果有氧化層的存在，將增加接觸電阻，減少甚至可能阻止電流流過。 ③對半導體性能和可靠性有很大的影響28.正確答案: 直流濺射——惰性氣體，如氬，送入低壓下的濺射腔體，電壓加在電極上產生等離子體。加負直流電壓的的是頂電極為需要淀積的源材料，例如鋁或鋁壓板，作為靶材。硅片放置于底電極上，高能粒子撞擊靶材，濺射出靶原子，這些原子以蒸汽形式自由走過等離子體撞擊到硅片表面，凝聚并形成薄膜。 射頻濺射——直流濺射方法的前提之一是靶材應具有較好的導電性。射頻濺射是一種能適用于各種金屬和非金屬材料的一種濺射淀積方法。在兩個電極之間接上高頻電場時，因為高頻電場可以經由其他阻抗形式耦合進入淀積室，不必要求電極一定是導電體。射頻方法可以在靶材上產生自偏壓效應.即在射頻電場起作用的同時，靶材會自動地處于一個負電位，這將導致氣體離子對其產生自發(fā)的轟擊和濺射。在實際應用中，射頻濺射的交流輝光放電是在l3.56MHz下進行的。 反應濺射——采用以純金屬作為濺射靶材，但在工作氣體中通入適量的活性氣體，使其在濺射淀積的同時生成特定的化合物，這種在淀積的同時形成化合物的濺射技術被稱為反應濺射方法。 偏壓濺射：濺射刻蝕和偏壓濺射淀積濺射刻蝕：在淀積前的一個短時間內，將襯底和靶的電學連接相顛倒，可以使得襯底發(fā)生濺射而不是靶材，這樣可以從晶圓片表面去除自然氧化物和殘留的玷污。對于簡單的磁控系統，如果襯底和淀積材料是導體，可以調節(jié)加于襯底上的相對于等離子體的偏壓。因為濺射刻蝕的薄膜，在低偏壓下可以重新淀積于晶圓片上，因而得到臺階覆蓋的凈改善。29.正確答案:正確30.正確答案:溝道長度的縮短增加了源漏穿通的可能性，將引起不需要的漏電流，所以需要采用LDD工藝。 輕摻雜漏注入使砷和BF2這些較大質量的摻雜材料使硅片的上表面成為非晶態(tài)。大質量材料和表面非晶態(tài)的結合有助于維持淺結，從而減少源漏間的溝道漏電流效應。31.正確答案:B32.正確答案:正確33.正確答案:1.分滴，當硅片靜止或者旋轉得非常緩慢時，光刻膠被分滴在硅片上 2.旋轉鋪開，快速加速硅片的旋轉到一高的轉速使光刻膠伸展到整個硅片表面 3.旋轉甩掉，甩去多余的光刻膠，在硅片上得到均勻的光刻膠膠膜覆蓋層 4.溶劑揮發(fā)，以固定轉速繼續(xù)旋轉已涂膠的硅片，直至溶劑揮發(fā)，光刻膠膠膜幾乎干燥34.正確答案: 1）溫度高溫區(qū)B區(qū)，生長速率對溫度的變化不敏感，生長速率由氣相質量輸運控制，并且對反應室的幾何形狀和氣流有很大的依賴性。低溫區(qū)A區(qū)，生長速率對溫度的變化非常敏感，生長速率完全由表面化學反應控制。外延溫度選在高溫區(qū)：生長速率處于質量輸運控制范圍，溫度的微小波動不會影響生長速率顯著變化；淀積在表面的硅原子具有足夠的能量和遷移能力，易找到合適的位置形成單晶；外延溫度太高，會使自摻雜效應和擴散效應加重。 2）反應劑濃度外延生長速率由以下兩因素較慢放入一個決定：氫還原𝐒𝐢𝐂𝐥4析出硅原子的速率；被釋放出來的硅原子在襯底上生成單晶層的速率。𝐒𝐢𝐂𝐥4濃度較小，𝐒𝐢𝐂𝐥4被氫還原析出硅原子的速度遠小于被釋放出來的硅原子在襯底上生成單晶硅速度，化學反應速度控制外延層的生長速率；增加𝐒𝐢𝐂𝐥4濃度，化學反應速率加快，生長速度提高。濃度大到一定程度，化學反應釋放硅原子速度大于硅原子在襯底表面的排列生長速度，此時生長速率受硅原子在襯底表面排列生長的速度控制。進一步增大𝐒𝐢𝐂𝐥4濃度（Y=0.1）生長速率減小；當Y=0.27時，逆向反應發(fā)生硅被腐蝕； 反向腐蝕越嚴重，生長速率下降，當Ｙ>0.28時，只存在腐蝕反應。 3）氣流速率氣體流速越大，邊界層越薄，相同時間內轉移到單位襯底表面上的反應劑數量越多，外延層生長速率也越快；當氣流大到一定程度時，外延層的生長速率基本不隨氣體流量增大而加快。因為此時邊界層厚度很薄，輸運到襯底表面的反應劑數量可能超過外延溫度下的化學表面反應需要的數量，此時生長速率由化學反應速率決定。 4）襯底晶向不同晶面的鍵密度不同，鍵合能力存在差別，會對生長速率產生一定影響。共價鍵密度小，鍵合能力差，生長速率慢，例如（111）晶面；共價鍵密度大，鍵合能力強，生長速率快，例如（110）晶面。35.正確答案: 濺射產額：影響因素：離子質量、離子能量、靶原子質量、靶的結晶性只有當入射離子的能量超過一定能量（濺射閾值）時，才能發(fā)生濺射，每種物質的濺射閾值與被濺射物質的升華熱有一定的比例關系。隨著入射離子能量的增加，濺射率先是增加，其后是一個平緩區(qū)，當離子能量繼續(xù)增加時，濺射率反而下降，此時發(fā)生了離子注入現象。濺射產額與入射離子種類的關系：濺射產額S依賴于入射離子的原子量，原子量越大，則濺射率越高。濺射產額也與入射離子的原子序數有密切的關系，呈現出隨離子的原子序數周期性變化關系，凡電子殼層填滿的元素作為入射離子，則濺射率最大。因此，惰性氣體的濺射率最高，氬通常被選為工作氣體，氬被選為工作氣體的另一個原因是可以避免與靶材料起化學反應。濺射產額與入射角度的關系：濺射產額對角度的依賴性于靶材料及入射離子的能量密切相關。 金、鉑、銅等高濺射產額材料一般與角度幾乎無關。Ta和Mo等低濺射產額材料，在低離子能量情況下有明顯的角度關系，濺射產額在入射角度為40°左右時最大。低能量時，以不完整余弦的形式分布，最小值存在于接近垂直入射處；高能量濺射產額近似為：，θ為靶的法線與入射離子速度矢量的夾角。36.正確答案:錯誤37.正確答案:A38.正確答案:大于39.正確答案:A40.正確答案: 無定形靶內的縱向濃度分布可用高斯函數表示： 其中，Rp為投影射程，ΔRp為投影射程的標準偏差，φ為劑量。以上為濃度與深度的函數變化關系。由于離子注入過程的統計特性，離子也有穿透掩蔽膜邊緣的橫向散射，因此分布應考慮為二維的，既有橫向也有縱向的標準偏差。射程估算：如果注入離子能量比Ec大很多，則離子在靶內主要以電子阻止形式損失能量，可按下式估算射程：R≈K1E1/2如果注入離子的能量E<<Ec，離子在靶內主要以核阻止形式損失能量，則得射程R的表達式為：R≈K2E<ec，離子在靶內主要以核阻止形式損失能量，則得射程r的表達式為：r≈𝑲𝟐𝑬</ec，離子在靶內主要以核阻止形式損失能量，則得射程r的表達式為：r≈𝑲𝟐𝑬41.正確答案: 不能！聚焦深度：在保持圖形聚焦的前提下，沿著光路方向晶圓片移動的距離是聚焦深度—— ，NA為數值孔徑，意味著增加分辨率會減小聚焦深度，因此分辨率和聚焦深度之間必須做某些折中。42.正確答案:去除氮化硅使用熱磷酸進行濕法化學剝離掉的。這種酸槽一般始終維持在160℃左右并對露出的氧化硅具有所希望的高選擇比。用熱磷酸去除氮化硅是難以控制的，通過使用檢控樣片來進行定時操作。在曝露的氮化硅上常常會形成一層氮氧化硅，因此在去除氮化硅前，需要再HF酸中進行短時間處理。如果這一層氮氧化硅沒有去掉，或許就不能均勻地去除氮化硅。43.正確答案:符號圖；抽象圖；線路圖；版圖44.正確答案: 溝道效應：對晶體靶進行離子注入，當離子速度方向平行于主晶軸時，將很少受到核碰撞，離子將沿溝道運動，注入深度很深。由于溝道效應，使注入離子濃度的分布產生很長的拖尾，對于輕原子注入到重原子靶時，拖尾效應尤其明顯。解決辦法：A.偏離軸注入，采用7°的傾斜角，但并不能完全消除溝道效應。B.注入前破壞晶格結構，使用Si、F或Ar離子注入完成硅的預非晶化。C.使用薄的屏蔽氧化層，使離子進入晶體前的速度方向無序化，但會將部分氧注入晶體。（1）偏軸注入：一般選取5～7傾角，入射能量越小，所需傾角越大（2）襯底非晶化預處理：進行一次高劑量Ar+注入，使硅表面非晶化（3）非晶層散射：表面生長200～250?二氧化硅（ScreenOxidE.，使入射離子進入硅晶體前方向無序化（4）注入雜質的自非晶化效應：重雜質（As），高劑量注入。45.正確答案:B46.正確答案:Pn結介質；Pn結隔離；Pn結介質混合47.正確答案:正確48.正確答案: 半導體芯片制造，尤其是隨著高度集成復雜電路和微波器件的發(fā)展，要求獲得細線條、高精度、大面積的圖形，各種形式的污染都將嚴重影響半導體芯片成品率和可靠性。生產中的污染，除了由于化學試劑不純、氣體純化不良、去離子質量不佳引入之外，環(huán)境中的塵埃、雜質及有害氣體、工作人員、設備、工具、日用雜品等引入的塵埃、毛發(fā)、皮屑、油脂、手汗、煙霧等都是重要汚染來源。例如，PN結表面污染上塵埃、皮屑、油脂等將引起反向漏電或表面溝道，手汗引起的Na離子沾污會使MOS器件閾值電壓飄移，甚至導致晶體管電流放大系數不穩(wěn)定，空氣中塵埃的沾污將引起器件性能下降，以致失效；光刻涂膠后塵埃的沾污將使二氧化硅層形成針孔或小島；大顆粒塵埃附著在光刻膠表面，會使掩膜版與芯片間距不一致，使光刻圖形模糊；高溫擴散過程中，附著在硅片上的塵埃將引起局部摻雜和快速擴散，使結特性變壞。所以潔凈技術是半導體芯片制造過程中的一項重要技術。49.正確答案:電子從價帶跳到導帶50.正確答案:真實；完整；數據準確51.正確答案: （1）如果這次預淀積進行了總共t分鐘，若預淀積溫度不變，引入3Qcm-2的雜質需要多長時間？（2）預淀積后再進行推進擴散，要求推進的雜質足夠深，使得最后表面雜質濃度等于其固溶度Cs的1%。若已知預淀積過程中的（Dt）predop，推導出推進擴散過程中（Dt）drive-in的表達式。52.正確答案:錯誤53.正確答案: 54.正確答案:（1）互連：由導電材料，如鋁、多晶硅和銅制成的連線將電信號傳輸到芯片的不同部分?；ミB也被用于芯片上器件和器件整個封裝之間的金屬連接。（2）接觸：硅芯片內部的器件與第一金屬層間在硅片表面的連接。（3）通孔：穿過各種介質從某一金屬層到毗鄰金屬層形成電通路的開口。（4）填充薄膜：用金屬薄膜填充通孔以便在兩層金屬間形成電連接。55.正確答案: 生長過程：①傳輸：反應物從氣相經邊界層轉移到Si表面；②吸附：反應物吸附在Si表面；③化學反應：在Si表面進行化學反應，得到Si及副產物；④脫吸：副產物脫離吸附；⑤逸出：脫吸的副產物從表面轉移到氣相，逸出反應室；⑥加接：生成的Si原子加接到晶格點陣上，延續(xù)襯底晶向 生長特征：橫向二維的層層長。晶面的構造可用三個密切聯系的特征表示：平臺、扭轉、臺階 如果吸附原子A保持不動，其他硅原子可以被吸附過來，形成硅串或硅島。大量的硅串在合并時，必定會產生嚴重的缺陷或形成多晶薄膜。 如果吸附原子具有比較高的能量，那么這個原子更傾向于沿著表面遷移，如果遷移到一個臺階邊緣的位置，如圖B位置，由于Si-Si鍵的相互作用，位置B比位置A更穩(wěn)定，吸附原子就有很大的可能性保持在此位置。吸附原子最穩(wěn)定的位置是所謂的扭轉位置，如圖中的位置C。當吸附原子到達一個扭轉位置時，形成了一半的Si-Si鍵，進一步的遷移就不太可能發(fā)生了。在繼續(xù)生長過程中，更多的吸附原子必定會遷移到扭轉位置，從而加入到生長的薄膜中。56.正確答案:57.正確答案:可靠性58.正確答案: 腐蝕停止目的：為了精確控制腐蝕深度.P++腐蝕停止技術（形成重摻雜B層）： Si的濕法腐蝕速率在B摻雜濃度5×1019cm-3時腐蝕基本停止 因此可用形成重摻雜B層來精確控制腐蝕深度（P++） [B]>1020cm-3時KOH腐蝕速率可減小20-100X 可以使用氣態(tài)或固體B擴散源來制作 腐蝕機理：Si+2OH-→𝐒𝐢（𝐎𝐇）2+2+4𝐞-4𝑯2O+4𝐞?→4（𝐎𝐇）-+2𝑯2在重摻雜情況下，電子與空穴復合，從而第二個反應難以進行，減小腐蝕速率 與IC工藝不兼容 大的殘余應力可能會引起硅片翹曲電化學腐蝕停止技術電化學鈍化：在硅片上加以足夠大的陽極電勢時，會在硅片表面發(fā)生氧化從而阻止腐蝕的進行。鈍化電勢：在鈍化電勢作用下會形成薄層Si𝑶2，鈍化電勢大小與p-Si和n-Si相關基本要求：硅片一定要在陽極要產生鈍化效果，一定要有電流 反向偏置的PN結滿足這一要求其他腐蝕停止技術：定時腐蝕；介質腐蝕停止（𝑺𝒊3𝑵4）59.正確答案:光刻膠顯影是指用化學顯影液溶解由曝光造成的光刻膠的可溶解區(qū)域，其主要目的是把掩膜版圖形準確復制到光刻膠中。60.正確答案:砷化鎵具有比硅更高的電子遷移率，因此多數載流子也移動得比硅中的更快。砷化鎵也有減小寄生電容和信號損耗的特性。這些特性使得集成電路的速度比由硅制成的電路更快。GaAs器件增進的信號速度允許它們在通信系統中響應高頻微波信號并精確地把它們轉換成電信號。硅基半導體速度太慢以至于不能響應微波頻率。砷化鎵的材料電阻率更大，這使得砷化鎵襯底上制造的半導體器件之間很容易實現隔離，不會產生電學性能的損失。61.正確答案:當真空里的壓強減低時，氣體分子間的空間加大了，這成為氣體流過系統及在工藝腔內產生等離子體的重要因素。而初級泵可以去除腔內99.99%的原始空氣或其他成分，高級真空泵用來獲得壓力范圍10e-3托到10e-9托的高級和超高級真空。62.正確答案:1.硅片制造技師：負責操作硅片制造設備。一些設備維護以及工藝和設備的基本故障查詢。2.設備技師：查詢故障并維護先進設備系統，保證在硅片制造過程中設備能正確運行。3.設備工程師：從事確定設備設計參數和優(yōu)化硅片生產的設備性能。4.工藝工程師：分析制造工藝和設備的性能以確定優(yōu)化參數設置。5.實驗室技師：從事開發(fā)實驗室工作，建立并進行試驗。6.成品率/失效分析技師：從事與缺陷分析相關的工作，如準備待分析的材料并操作分析設備以確定在硅片制造過程中引起問題的根源。7.成品率提高工程師：收集并分析成品率及測試數據以提高硅片制造性能。8.設施工程師：為硅片制造廠的化學材料、凈化空氣及常用設備的基礎設施提供工程設計支持。63.正確答案:錯誤64.正確答案: 1）銅在SiO2中極易擴散，造成對硅器件的沾污：增加SiO2的漏電流；增加結漏電流；降低了擊穿電壓。 2）銅極容易氧化和被腐蝕； 3）銅與low-k間的粘附性很差。要實現銅互連必須找到一種擴散阻擋層，將銅約束在互連結構中，同時實現防止銅的氧化或腐蝕、改善與介質的粘附性。 金屬擴散阻擋層——銅互連結構應該處處被擴散阻擋層包圍，一部分為介質阻擋層，一部分為導電阻擋層。采用導電阻擋層的原因在于上下互連層之間要聯通，不能采用不導電的介質做阻擋層。65.正確答案:A66.正確答案: 反應室類型熱壁：反應室腔壁與硅片及支撐件同時加熱。一般為電阻絲加熱，可精確控制反應腔溫度和均勻性。適合對溫度控制要求苛刻的化學反應控制淀積系統，腔內各處都發(fā)生薄膜生長。冷壁：僅對硅片和支撐件加熱，一般采用輻照加熱和射頻加熱，升降溫快速，但溫度均勻性差，適合對溫度要求不高的質量輸運控制。冷壁系統能夠降低在側壁上的淀積，減小了反應劑的損耗，也減小壁上顆粒剝離對淀積薄膜質量的影響。67.正確答案:芯片廠中通常分為擴散區(qū)、光刻區(qū)、刻蝕區(qū)、離子注入區(qū)、薄膜生長區(qū)和拋光區(qū)6個生產區(qū)域： ①擴散區(qū)是進行高溫工藝及薄膜積淀的區(qū)域，主要設備是高溫爐和濕法清洗設備； ②光刻區(qū)是芯片制造的心臟區(qū)域，使用黃色熒光管照明，目的是將電路圖形轉移到覆蓋于硅片表面的光刻膠上； ③刻蝕工藝是在硅片上沒有光刻膠保護的地方留下永久的圖形； ④離子注入是用高壓和磁場來控制和加速帶著要摻雜的雜質的氣體；高能雜質離子穿透涂膠硅片的表面，形成目標硅片； ⑤薄膜生長主要負責生產各個步驟中的介質層與金屬層的淀積。 ⑥拋光，即CMP（化學機械平坦化）工藝的目的是使硅片表面平坦化。68.正確答案:B69.正確答案:正確70.正確答案:硅中固態(tài)雜質擴散的三個步驟： （1）預淀積：表面的雜質濃度濃度最高，并隨著深度的加大而減小，從而形成梯度。這種梯度使雜質剖面得以建立 （2）推進：這是個高溫過程，用以使淀積的雜質穿過硅晶體，在硅片中形成期望的結深 （3）激活：這時的溫度要稍微提升一點，使雜質原子與晶格中的硅原子鍵合形成替位式雜質。這個過程激活了雜質原子，改變了硅的電導率。71.正確答案:電阻；電子束；濺射72.正確答案:界面陷阱電荷、可移動氧化物電荷。73.正確答案:外延層是指在硅的外延中以硅基片為籽晶生長一薄膜層，新的外延層會復制硅片的晶體結構，并且結構比原硅片更加規(guī)則。外延為器件設計者在優(yōu)化器件性能方面提供了很大的靈活性，例如可以控制外延層摻雜厚度、濃度、輪廓，而這些因素與硅片襯底無關的，這種控制可以通過外延生長過程中的摻雜來實現。外延層還可以減少CMOS器件中的閂鎖效應。74.正確答案:正確75.正確答案:76.正確答案:77.正確答案: APCVD——一些最早的CVD工藝是在大氣壓下進行的，由于反應速率快，CVD系統簡單，適于較厚的介質淀積。APCVD缺點：臺階覆蓋性差；膜厚均勻性差；效率低。常壓下擴散系數小，hg>𝒌𝒔，生長速率受表面化學反應控制，與氣流的均勻性無關，硅片可以豎直緊密排列，容量大。LPCVD缺點：淀積速率慢，生長溫度高 PECVD——等離子體增強化學氣相淀積（PECVD.是目前最主要的化學氣相淀積系統。APCVD和LPCVD都是利用熱能來激活和維持化學反應，而PECVD是通過射頻等離子體來激活和維持化學反應，受激發(fā)的分子可以在低溫下發(fā)生化學反應，所以淀積溫度比APCVD和LPCVD低（200-350℃），淀積速率也更高，淀積的薄膜具有良好的附著性、低針孔密度、良好的階梯覆蓋及電學特性。反應原理：等離子體中的電子與反應氣體的分子碰撞時，這些分子將分解成多種成份：離子、原子以及活性基團（激發(fā)態(tài)），這些活性基團不斷吸附在襯底表面上，吸附在表面上的活性基團之間發(fā)生化學反應生成薄膜元素，并在襯底表面上形成薄膜?；钚曰鶊F吸附在表面時，不斷的受到離子和電子轟擊，很容易遷移，發(fā)生重新排列。這兩個特性保證了所淀積薄膜有良好的均勻性，以及填充小尺寸結構的能力。由于PECVD與非等離子體C