2023年通信电子计算机技能考试-半导体芯片制造工考试历年真摘选题含答案

2023年通信电子计算机技能考试-半导体芯片制造工考试历年真摘选题含答案（图片大小可自由调整）第1卷一.参考题库(共100题)1.腐蚀V形槽一般采用（）的湿法化学腐蚀方法。2.根据原理分类，干法刻蚀分成几种？各有什么特点？3.例举出两种最广泛使用的集成电路封装材料。4.离子源的目的是什么？最常用的离子源是什么？5.光致抗蚀剂在曝光前对某些溶剂是可溶的，曝光后硬化成不可溶解的物质，这一类抗蚀剂称为负性光致抗蚀剂，由此组成的光刻胶称为负性胶。（）6.简述几种典型真空泵的工作原理。7.采用CF4作为气体源对SiO2进行刻蚀，在进气中分别加入O2或H2对刻蚀速率有什么影响？随着O2或H2进气量的增加，对Si和SiO2刻蚀选择性怎样变化？为什么？ 8.集成电容主要有哪几种结构？9.非接触式厚膜电路丝网印刷时，丝网与基片之间有一定的距离，称为间隙，通常为（）。A、小于0.1mmB、0.5～2.0mmC、大于2.0mm10.例举并描述光刻中使用的两种曝光光源。11.硅片减薄腐蚀液为氢氟酸和硝酸系腐蚀液。砷化镓片用（）系、氢氧化氨系蚀腐蚀液。12.钎焊密封工艺主要工艺条件有钎焊气氛控制、温度控制和密封腔体内（）控制。13.在干法刻蚀的终点检测方法中，光学放射频谱分析法最常见，简述其工作原理和优缺点。14.简述RTP设备的工作原理，相对于传统高温炉管它有什么优势？15.引线焊接有哪些质量要求？16.在半导体制造工艺中往往把减薄、划片、分片、装片、内引线键合和管壳封装等一系列工艺称为（）。17.简述你所在工艺的工艺质量要求？你如何检查你的工艺质量？18.物理气相淀积最基本的两种方法是什么？简述这两种方法制备薄膜的过程。19.按蒸发源加热方法的不同，真空蒸发工艺可分为：（）蒸发、（）蒸发、离子束蒸发等。A、电阻加热B、电子束C、蒸气原子20.简述硼和磷的退火特性。 21.双极晶体管中只有一种载流子（电子或空穴）传输电流。（）22.化学清洗中是利用硝酸的强（）和强（）将吸附在硅片表面的杂质除去。23.硅外延生长工艺包括（）。A、衬底制备B、原位HCl腐蚀C、生长温度，生长压力，生长速度D、尾气的处理24.金属剥离工艺是以具有一定图形的光致抗蚀剂膜为掩膜，带胶蒸发或溅射所需的金属，然后在去除光致抗蚀剂膜的同时，把胶膜上的金属一起去除干净。（）25.按构成集成电路基础的晶体管分类可以将集成电路分为哪些类型？每种类型各有什么特征？26.例出典型的硅片湿法清洗顺序。27.什么是硅片的自然氧化层？由自然氧化层引起的三种问题是什么？28.常用溅射技术有哪几种，简述它们的工作原理和特点。29.液相外延的原理是饱和溶液随着温度的降低产生过饱和结晶。（）30.为什么要采用LDD工艺？它是如何减小沟道漏电流的？31.常用胶粘剂有热固性树脂、热塑性树脂和橡胶型胶粘剂3大类。半导体器件的粘封工艺一般选用（）。A、热塑性树脂B、热固性或橡胶型胶粘剂32.表面钝化工艺是在半导体芯片表面复盖一层保护膜，使器件的表面与周围气氛隔离。（）33.例举并描出旋转涂胶的4个基本步骤。34.影响外延薄膜的生长速度的因素有哪些？35.什么是溅射产额，其影响因素有哪些？简述这些因素对溅射产额产生的影响。36.在半导体中掺金是为了使非平衡载流子的寿命增加。（）37.Ⅰ号液是（）过氧化氢清洗液.A、碱性B、酸性C、中性38.金丝球焊的优点是无方向性，键合强度一般（）同类电极系统的楔刀焊接。39.单相3线插座接线有严格规定（）A、“左零”“右火”B、“左火”“右零”40.采用无定形掩膜的情况下进行注入，若掩蔽膜/衬底界面的杂质浓度减少至峰值浓度的1/10000，掩蔽膜的厚度应为多少？用注入杂质分布的射程和标准偏差写出表达式。41.在光刻中，能够在增加分辨率的同时增加聚焦深度吗？为什么？42.叙述氮化硅的湿法化学去除工艺。43.全定制、半定制版图设计中用到的单元库包含（）、（）、（）和（）。44.什么是离子注入中常发生的沟道效应（Channeling）和临界角？怎样避免沟道效应？45.变容二极管的电容量随（）变化。A、正偏电流B、反偏电压C、结温46.半导体集成电路生产中，元件之间隔离有（）（）（）隔离等三种基本方法.47.门阵列的基本结构形式有两种：一种是晶体管阵列，一种是门阵列（）48.为什么说洁净技术是半导体芯片制造过程中的一项重要技术？49.禁带宽度的大小决定着（）的难易，一般半导体材料的禁带宽度越宽，所制作的半导体器件中的载流子就越不易受到外界因素，如高温和辐射等的干扰而产生变化。50.工艺人员完成工艺操作后要认真、及时填写工艺记录，做到记录内容详细、（）、（）、书写工整、（）。51.假设进行一次受固溶度限制的预淀积扩散，从掺杂玻璃源引入的杂质总剂量为Qcm-2。52.厚膜浆料属于牛顿流体，因此其粘度属于正常黏度。（）53.一片硅片由0.3um厚的SiO2薄膜覆盖。所需数据见下表，玻尔兹曼常数k=1.38×10-23。（1）在1200℃下，采用H2O氧化，使厚度增加0.5um需要多少时间？。（2）在1200℃下，采用干氧氧化，增加同样的厚度需要多少时间？54.解释下列名词：互连、接触、通孔和填充塞。55.简述外延薄膜的生长过程，其最显著的特征是什么？56.什么是多层金属化？它对芯片加工来说为什么是必需的？57.外壳设计包括电性能设计、热性能设计和结构设计三部分，而（）设计也包含在这三部分中间。58.在MEMS加工中，为了精确控制腐蚀深度，有哪几种腐蚀停止技术，分别说一下其腐蚀停止原理。59.解释光刻胶显影。光刻胶显影的目的是什么？60.砷化镓相对于硅的优点是什么？61.给出使用初级泵和真空泵的理由。62.例举出半导体产业的8种不同职业并简要描述。63.硅MOSFET和硅JFET结构相同。（）64.在铜互连中，为什么要用铜扩散阻挡层？阻挡层分成哪几种，分别起什么作用？65.在温度相同的情况下，制备相同厚度的氧化层，分别用干氧，湿氧和水汽氧化，哪个需要的时间最长？（）A、干氧B、湿氧C、水汽氧化D、不能确定哪个使用的时间长66.对于某种薄膜的CVD过程，淀积温度为900℃，质量传输系数hG=10cms-1，表面反应速率系数ks=1×107exp（-1.9eV/kT）cms-1。现有以下两种淀积系统可供选择（1）冷壁，石墨支座型；（2）热壁，堆放硅片型。应该选用哪种类型的淀积系统并简述理由。67.例举出芯片厂中6个不同的生产区域并对每一个生产区域做简单描述。68.恒定表面源扩散的杂质分布在数学上称为（）分布。A、高斯B、余误差C、指数69.目前在半自动化和自动化的键合机上用的金丝或硅铝丝都是经生产厂家严格处理包装后销售，一般不能再退火，一经退火反而坏了性能。（）70.例举并解释硅中固态杂质扩散的三个步骤。71.最常用的金属膜制备方法有（）加热蒸发、（）蒸发、（）。72.热生长SiO2–Si系统中的电荷有哪些？73.什么是外延层？为什么硅片上要使用外延层？74.在半导体集成电路中，各元器件都是制作在同一晶片内。因此要使它们起着预定的作用而不互相影响，就必须使它们在电性能上相互绝缘。（）75.什么是Moremoore定律和MorethanMoore定律？76.例举并讨论引入铜金属化的五大优点。77.简述APCVD、LPCVD、PECVD的特点。78.为什么晶体管栅结构的形成是非常关键的工艺？更小的栅长会引发什么问题？79.解释什么是暗场掩模板？80.离子注入层的深度主要取决于离子注入的（）。A、能量B、剂量81.硅片关键尺寸测量的主要工具是什么？82.例举双大马士革金属化过程的10个步骤。83.热分解化学气相淀积二氧化硅是利用（）化合物，经过热分解反应，在基片表面淀积二氧化硅。84.简述RTP在集成电路制造中的常见应用。85.什么叫集成电路？写出集成电路发展的五个时代及晶体管的数量？86.杂质原子在半导体中的扩散机理比较复杂，但主要可分为（）扩散和（）扩散两种。87.器件的横向尺寸控制几乎全由（）来实现。A、掩膜版B、扩散C、光刻88.例举出硅片厂中使用的五种通用气体。89.钯．银电阻的烧结分预烧结、烧结、降温冷却三个阶段。（）90.在突缘电阻焊工艺中，要获得良好的焊接质量，必须确定的基本规范包括（）A、焊接电流、焊接电压和电极压力B、焊接电流、焊接时间和电极压力C、焊接电流、焊接电压和焊接时间91.大容量可编程逻辑器件分为（）和（）。92.解释发生刻蚀反应的化学机理和物理机理。93.例举并描述6种不同的塑料封装形式。94.例举并描述薄膜生长的三个阶段。95.迁移率是反映半导体中载流子导电能力的重要参数。掺杂半导体的电导率一方面取决于掺杂的浓度，另一方面取决于迁移率的大小。同样的掺杂浓度，载流子的迁移率越大，材料的电导率就越高。（）96.描述金属复合层中用到的材料？97.将预先制好的掩膜直接和涂有光致抗蚀剂的晶片表面接触，再用紫外光照射来进行曝光的方法，称为（）曝光。A、接触B、接近式C、投影98.腐蚀二氧化硅的水溶液一般是用（）A、盐酸B、硫酸C、硝酸D、氢氟酸99.集成电路封装有哪些作用？100.对RTP来说，很难在高温下处理大直径晶圆片而不在晶圆片边缘造成热塑应力引起的滑移。分析滑移产生的原因。如果温度上升速度加快后，滑移现象变得更为严重，这说明晶圆片表面上的辐射分布是怎样的？第1卷参考答案一.参考题库1.正确答案:各向异性2.正确答案: 干法刻蚀是采用等离子体进行刻蚀的技术，根据原理分为溅射与离子铣（物理）、等离子刻蚀（化学）、反应离子刻蚀（物理+化学）。 干法刻蚀与湿法刻蚀相比具有以下优点：①刻蚀剖面是各向异性，具有非常好的侧壁控制；②良好的CD控制③最小的光刻胶脱落或粘附问题④良好的片内、片间、批次间的刻蚀均匀性⑤较低的化学制品使用和处理费用 然而干法刻蚀也存在一些缺点，最主要的是对下层材料的选择比不高、等离子体带来的器件损伤以及昂贵的设备。3.正确答案:两种最广泛使用的集成电路封装材料是塑料封装和陶瓷封装。4.正确答案:目的：使待注入的物质以带电粒子束的形式存在 最常用的源：Freeman离子源和Bernas离子源5.正确答案:正确6.正确答案: 几种典型的真空泵结构：①活塞式机械泵；②旋片式机械泵；③增压器——罗茨泵；④油扩散泵；⑤涡轮分子泵；⑥低温吸附泵；⑦钛升华泵；⑧溅射离子泵.①活塞式机械泵：吸气阶段，气体经过右侧阀进入汽缸。压缩阶段，两个阀均关闭，气体被压缩。排气阶段，气体经过左侧阀被排出到高压力区。②旋片式机械泵：采用旋片代替活塞进行抽气和压缩运动。单级旋片式机械泵的终极真空大约为20mTorr，两级泵则能达到1mTorr以下。此类压缩泵工作时，水蒸气的凝聚可能导致腐蚀。需要泵油，可能会对真空腔室产生污染。③增压器——罗茨泵：罗茨泵可被作为常规的旋片式机械泵的预压缩装置使用，用来提高入口压力，增加排量。④油扩散泵：真空泵油经电炉加热沸腾后，产生一定的油蒸汽沿着蒸汽导流管传输到上部，经由三级伞形喷口向下喷出，形成一股向出口方向运动的高速蒸汽流。油分子与气体分子碰撞，把动量交给气体分子自己慢下来，而气体分子获得向下运动的动量后便迅速往下飞去。 在射流的界面内，气体分子不可能长期滞留，因而界面内气体分子浓度较小。由于这个浓度差，使被抽气体分子得以源源不断地扩散进入蒸汽流而被逐级带至出口，并被前级泵抽走。 慢下来的蒸汽流向下运动过程中碰到水冷的泵壁，油分子冷凝，沿着泵壁流回蒸发器继续循环使用。⑤涡轮分子泵：利用高速旋转的动叶轮将动量传给气体分子，使气体产生定向流动而抽气的真空泵。由许多级组成，每个级上都包括以大于2000r/min的极高转速的风机叶片和一套被称为定子的静止的叶片，定子和转子之间的间隙为1mm量级。每一级的压缩比不大，但级数很多，整个泵的压缩比可达𝟏𝟎𝟗。涡轮分子泵的优点是启动快，能抗各种射线的照射，耐大气冲击，无气体存储和解吸效应，无油蒸气污染或污染很少，能获得清洁的超高真空。⑥低温吸附泵：由闭合循环冷冻机组成，冷冻机的冷头一般维持在20K左右，封装在泵体里并连接到真空系统，通过低温凝聚气体分子。需前级泵，具有最高极限真空度，无回油污染问题，但工作后需再生处理。⑦钛升华泵：加热Ti丝，使Ti原子蒸发出来。Ti与反应室内的气体分子反应，凝结在腔壁上。⑧溅射离子泵：阳极和阴极间加高压，电子在阳极被加速，在磁场作用下旋转。气体分子与旋转的电子碰撞而电离（潘宁放电），气体离子被加速向阴极运动，被阴极材料（如Ti）吸附，并且把表面的Ti溅射出来。溅射出来的Ti原子还可以与气体离子反应，使抽速增大。7.正确答案: 加入少量的氧气能够提高Si和SiO2的刻蚀速率。 加入少量的氢气可以导致Si和SiO2的刻蚀速率减慢。 原理：氧气与碳原子反应生成CO和CO2，因此从等离子体中去掉了一些碳，从而增加了氟的浓度。这些等离子体称为富氟等离子体。 氧添加之后对Si的刻蚀速率提升比SiO2的刻蚀要快。 当氧添加含量超过一定值后，二者的刻蚀速率开始下降，是因为气相的氟原子再结合形成氟分子使得自由氟原子减少的缘故。另一方面二者的选择比也会急剧下降，因为吸附在硅表面的氧原子和氧分子会使得硅表现得更像二氧化硅。 往等离子体中加入氢，氢会与氟反应，一方面减少了氟离子的浓度，降低了刻蚀速率。另一方面形成富碳等离子体，过量碳会导致非挥发性的物质累积在侧壁表面，阻滞横向刻蚀的发生。 往CF4等离子体中加入少量的H2将导致硅和二氧化硅的刻蚀速率同时减慢。在中等的H2浓度下，H和F反应生成HF，HF刻蚀SiO2但并不刻蚀Si。同时，各向异性的不挥发性碳氟化合物薄膜的淀积过程得到增强。另一方面，SiO2表面反应生成的CO和CO2可以从系统中抽去，在Si表面确没有这些反应。因此，随着H2的加入，刻蚀SiO2和Si的选择比会急剧上升。8.正确答案: ①金属-绝缘体-金属（MIM）结构； ②多晶硅/金属-绝缘体-多晶硅结构； ③金属叉指结构； ④PN结电容； ⑤MOS电容。9.正确答案:B10.正确答案:汞灯，高压汞灯，电流通过装有氙汞气体的管子产生电弧放电，这个电弧发射出一个特征光谱，包括240纳米到500纳米之间有用的紫外辐射准分子激光，准分子是不稳定分子是有惰性气体原子和卤素构成只存在与准稳定激发态。11.正确答案:硫酸12.正确答案:湿度13.正确答案: 光学放射频谱分析是利用检测等离子体中某种波长的光线强度变化来达到终点检测的目的。光强的变化反映了等离子体中原子或分子浓度的变化，根据检测的不同物质会有刻蚀终点光强增加与减弱两种状态。对于不同的刻蚀薄膜与刻蚀剂，有对应的需要检测的波长。不影响刻蚀的进行，且可对微小变化作出反应。光强正比于刻蚀速率，因此对刻蚀速率较慢的反映难以检测。刻蚀面积过小时，信号强度不足也会导致检测困难，如SiO2接触窗的刻蚀。14.正确答案: RTP工艺是一类单片热处理工艺，其目的是通过缩短热处理时间和温度或只缩短热处理时间来获得最小的工艺热预算（ThermalBudget）。RTP工艺的发展，是为了适应等比例缩小器件结构对杂质再分布的严格要求；最早的RTP工艺主要用于注入后的退火。目前，RTP工艺的应用范围已扩展到氧化、化学气相淀积和外延生长等领域。杂质的再分布问题随着器件等比例缩小到深亚微米阶段，源、漏区的PN结结深要求做得非常浅。离子注入后的杂质，必须通过足够高温度下的热处理，才能具有电活性，同时消除注入损伤。传统的高温炉管工艺，由于升、降温缓慢和热处理时间长，从而造成热处理过程中杂质的再分布问题严重，难以控制PN结结深。最早的RTP工艺，就是为了离子注入后退火而开发的。RTP设备与传统高温炉管的区别加热元件：RTP采用加热灯管，传统炉管采用电阻丝硅片 温度控制：传统炉管利用热对流及热传导原理，使硅片与整个炉管周围环境达到热平衡，温度控制精确；而RTP设备通过热辐射选择性加热硅片，较难控制硅片的实际温度及其均匀性。 升降温速度：RTP设备的升、降温速度为10-200℃/秒，而传统炉管的升、降温速度为5-50℃/分钟。传统炉管是热壁工艺，容易淀积杂质；RTP设备则是冷壁工艺，减少了硅片沾污。 生产方式：RTP设备为单片工艺，而传统炉管为批处理工艺。 传统炉管的致命缺点是热预算大，无法适应深亚微米工艺的需要；而RTP设备能大幅降低热预算。15.正确答案: 可靠性好，易保持一定形状，化学稳定性好。尽量少形成金属间化合物，键合引线和焊盘金属间形成低电阻欧姆接触。平整度倾斜度，平行度焊接时间焊接界面的清润。16.正确答案:组装17.正确答案: 外延要求：1.集电极击穿电压要求 2.集电极串联电阻要小. 3.高频大功率小型化. 刻蚀要求：1.图形转换的保真度高 2.选择比高. 3.刻蚀速率高. 4.刻蚀剖面. 5.刻蚀偏差. 6.刻蚀因子大. 7.均匀性.18.正确答案: 物理气相淀积：蒸发Evaporation、溅射Sputtering热蒸发法：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衬底表面，凝结形成固态薄膜。溅射概念与机理：基本原理，真空腔中有一个平行板等离子体反应器，非常类似于简单的反应离子刻蚀系统。 将靶材放置在具有最大离子电流的电极上，高能离子将所要淀积的材料从靶材中轰击出来。靶与晶圆片相距十分近（小于10cm），出射原子大部分能被晶圆所收集。19.正确答案:A,B20.正确答案: 硼退火特性电激活比例：自由载流子数p和注入剂量Ns的比对于低剂量的情况，随退火温度上升，电激活比例增大。对于高剂量情况，可以把退火温度分为三个区域：在区域I中，随退火温度上升，点缺陷的移动能力增强，因此间隙硼和硅原子与空位的复合几率增加，使点缺陷消失，替位硼的浓度上升，电激活比例增加，自由载流子浓度增大。当退火温度在500-600℃的范围内，点缺陷通过重新组合或结团，降低其能量。因为硼原子非常小，和缺陷团有很强的作用，很容易迁移或被结合到缺陷团中，处于非激活位置，因而出现随温度的升高而替位硼的浓度下降的现象，也就是自由载流子浓度随温度上升而下降的现象（逆退火特性）。在区域Ⅲ中，硼的替位浓度以接近于5eV的激活能随温度上升而增加，这个激活能与升温时Si自身空位的产生和移动的能量一致。产生的空位向间隙硼处运动，因而间隙硼就可以进入空位而处于替位位置，硼的电激活比例也随温度上升而增加。实际退火条件，要根据注入时靶温、注入剂量及对材料性能的要求来选择。注入剂量低，不发生逆退火现象，退火温度不需要太高。1012/cm2，800度，几分钟。 室温注入与靶温较高时注入时，产生非晶区的临界剂量不同，退火要求也不同。磷退火特性图中虚线所表示的是损伤区还没有变为非晶层时的退火性质，实线则表示非晶层的退火性质。对于1X1015/cm2和5X1015/cm2时所形成的非晶层，退火温度在600℃左右，低于剂量为1014左右没有形成非晶层时的退火温度，这是因为两种情况的退火机理不同。非晶层的退火效应是与固相外延再生长过程相联系的，在再生长过程中，V族原子实际上与硅原子是难以区分，被注入的V族原子P在再结晶过程中与硅原子一样，同时被结合到晶格位置上。21.正确答案:错误22.正确答案:酸性；氧化性23.正确答案:A,B,C,D24.正确答案:正确25.正确答案:分为三种，双极集成电路，MOS集成电路，双极-MOS（BiMOS）集成电路。 双极集成电路：采用的有源器件是双极晶体管，特点：速度高，驱动能力强，但功耗大，集成能力低。 MOS集成电路：采用的有源器件是MOS晶体管，特点：输入阻抗高，抗干扰能力强，功耗小，集成度高。 双极-MOS（BiMOS）集成电路：同时包含双极和MOS晶体管，特点：综合了速度高，驱动能力强，抗干扰能力强，功耗小，集成度高的优点，但制造工艺复杂。26.正确答案:硅片清洗步骤： （1）H2SO4/H2O2（piranha）：有机物和金属； （2）UPW清洗（超纯水）：清洗； （3）HF/H2O（稀HF）：自然氧化层； （4）UPW清洗：清洗； （5）NH4OH/H2O2/H2O（SC-1）：颗粒； （6）UPW清洗：清洗； （7）HF/H2O：自然氧化层； （8）UPW清洗：清洗； （9）HCL/H2O2/H2O（SC-2）：金属； （10）UPW清洗：清洗； （11）HF/H2O：自然氧化层； （12）UPW清洗：清洗； （13）干燥：干燥。27.正确答案:自然氧化层：如果曝露于室温下的空气或含溶解氧的去离子水中，硅片的表面将被氧化。这一薄氧化层称为自然氧化层。硅片上最初的自然氧化层生长始于潮湿，当硅片表面暴露在空气中时，一秒钟内就有几十层水分子吸附在硅片上并渗透到硅表面，这引起硅表面甚至在室温下就发生氧化。 自然氧化层引起的问题是： ①将妨碍其他工艺步骤，如硅片上单晶薄膜的生长和超薄氧化层的生长。 ②另一个问题在于金属导体的接触区，如果有氧化层的存在，将增加接触电阻，减少甚至可能阻止电流流过。 ③对半导体性能和可靠性有很大的影响28.正确答案: 直流溅射——惰性气体，如氩，送入低压下的溅射腔体，电压加在电极上产生等离子体。加负直流电压的的是顶电极为需要淀积的源材料，例如铝或铝压板，作为靶材。硅片放置于底电极上，高能粒子撞击靶材，溅射出靶原子，这些原子以蒸汽形式自由走过等离子体撞击到硅片表面，凝聚并形成薄膜。 射频溅射——直流溅射方法的前提之一是靶材应具有较好的导电性。射频溅射是一种能适用于各种金属和非金属材料的一种溅射淀积方法。在两个电极之间接上高频电场时，因为高频电场可以经由其他阻抗形式耦合进入淀积室，不必要求电极一定是导电体。射频方法可以在靶材上产生自偏压效应.即在射频电场起作用的同时，靶材会自动地处于一个负电位，这将导致气体离子对其产生自发的轰击和溅射。在实际应用中，射频溅射的交流辉光放电是在l3.56MHz下进行的。 反应溅射——采用以纯金属作为溅射靶材，但在工作气体中通入适量的活性气体，使其在溅射淀积的同时生成特定的化合物，这种在淀积的同时形成化合物的溅射技术被称为反应溅射方法。 偏压溅射：溅射刻蚀和偏压溅射淀积溅射刻蚀：在淀积前的一个短时间内，将衬底和靶的电学连接相颠倒，可以使得衬底发生溅射而不是靶材，这样可以从晶圆片表面去除自然氧化物和残留的玷污。对于简单的磁控系统，如果衬底和淀积材料是导体，可以调节加于衬底上的相对于等离子体的偏压。因为溅射刻蚀的薄膜，在低偏压下可以重新淀积于晶圆片上，因而得到台阶覆盖的净改善。29.正确答案:正确30.正确答案:沟道长度的缩短增加了源漏穿通的可能性，将引起不需要的漏电流，所以需要采用LDD工艺。 轻掺杂漏注入使砷和BF2这些较大质量的掺杂材料使硅片的上表面成为非晶态。大质量材料和表面非晶态的结合有助于维持浅结，从而减少源漏间的沟道漏电流效应。31.正确答案:B32.正确答案:正确33.正确答案:1.分滴，当硅片静止或者旋转得非常缓慢时，光刻胶被分滴在硅片上 2.旋转铺开，快速加速硅片的旋转到一高的转速使光刻胶伸展到整个硅片表面 3.旋转甩掉，甩去多余的光刻胶，在硅片上得到均匀的光刻胶胶膜覆盖层 4.溶剂挥发，以固定转速继续旋转已涂胶的硅片，直至溶剂挥发，光刻胶胶膜几乎干燥34.正确答案: 1）温度高温区B区，生长速率对温度的变化不敏感，生长速率由气相质量输运控制，并且对反应室的几何形状和气流有很大的依赖性。低温区A区，生长速率对温度的变化非常敏感，生长速率完全由表面化学反应控制。外延温度选在高温区：生长速率处于质量输运控制范围，温度的微小波动不会影响生长速率显著变化；淀积在表面的硅原子具有足够的能量和迁移能力，易找到合适的位置形成单晶；外延温度太高，会使自掺杂效应和扩散效应加重。 2）反应剂浓度外延生长速率由以下两因素较慢放入一个决定：氢还原𝐒𝐢𝐂𝐥4析出硅原子的速率；被释放出来的硅原子在衬底上生成单晶层的速率。𝐒𝐢𝐂𝐥4浓度较小，𝐒𝐢𝐂𝐥4被氢还原析出硅原子的速度远小于被释放出来的硅原子在衬底上生成单晶硅速度，化学反应速度控制外延层的生长速率；增加𝐒𝐢𝐂𝐥4浓度，化学反应速率加快，生长速度提高。浓度大到一定程度，化学反应释放硅原子速度大于硅原子在衬底表面的排列生长速度，此时生长速率受硅原子在衬底表面排列生长的速度控制。进一步增大𝐒𝐢𝐂𝐥4浓度（Y=0.1）生长速率减小；当Y=0.27时，逆向反应发生硅被腐蚀； 反向腐蚀越严重，生长速率下降，当Ｙ>0.28时，只存在腐蚀反应。 3）气流速率气体流速越大，边界层越薄，相同时间内转移到单位衬底表面上的反应剂数量越多，外延层生长速率也越快；当气流大到一定程度时，外延层的生长速率基本不随气体流量增大而加快。因为此时边界层厚度很薄，输运到衬底表面的反应剂数量可能超过外延温度下的化学表面反应需要的数量，此时生长速率由化学反应速率决定。 4）衬底晶向不同晶面的键密度不同，键合能力存在差别，会对生长速率产生一定影响。共价键密度小，键合能力差，生长速率慢，例如（111）晶面；共价键密度大，键合能力强，生长速率快，例如（110）晶面。35.正确答案: 溅射产额：影响因素：离子质量、离子能量、靶原子质量、靶的结晶性只有当入射离子的能量超过一定能量（溅射阈值）时，才能发生溅射，每种物质的溅射阈值与被溅射物质的升华热有一定的比例关系。随着入射离子能量的增加，溅射率先是增加，其后是一个平缓区，当离子能量继续增加时，溅射率反而下降，此时发生了离子注入现象。溅射产额与入射离子种类的关系：溅射产额S依赖于入射离子的原子量，原子量越大，则溅射率越高。溅射产额也与入射离子的原子序数有密切的关系，呈现出随离子的原子序数周期性变化关系，凡电子壳层填满的元素作为入射离子，则溅射率最大。因此，惰性气体的溅射率最高，氩通常被选为工作气体，氩被选为工作气体的另一个原因是可以避免与靶材料起化学反应。溅射产额与入射角度的关系：溅射产额对角度的依赖性于靶材料及入射离子的能量密切相关。 金、铂、铜等高溅射产额材料一般与角度几乎无关。Ta和Mo等低溅射产额材料，在低离子能量情况下有明显的角度关系，溅射产额在入射角度为40°左右时最大。低能量时，以不完整余弦的形式分布，最小值存在于接近垂直入射处；高能量溅射产额近似为：，θ为靶的法线与入射离子速度矢量的夹角。36.正确答案:错误37.正确答案:A38.正确答案:大于39.正确答案:A40.正确答案: 无定形靶内的纵向浓度分布可用高斯函数表示： 其中，Rp为投影射程，ΔRp为投影射程的标准偏差，φ为剂量。以上为浓度与深度的函数变化关系。由于离子注入过程的统计特性，离子也有穿透掩蔽膜边缘的横向散射，因此分布应考虑为二维的，既有横向也有纵向的标准偏差。射程估算：如果注入离子能量比Ec大很多，则离子在靶内主要以电子阻止形式损失能量，可按下式估算射程：R≈K1E1/2如果注入离子的能量E<<Ec，离子在靶内主要以核阻止形式损失能量，则得射程R的表达式为：R≈K2E<ec，离子在靶内主要以核阻止形式损失能量，则得射程r的表达式为：r≈𝑲𝟐𝑬</ec，离子在靶内主要以核阻止形式损失能量，则得射程r的表达式为：r≈𝑲𝟐𝑬41.正确答案: 不能！聚焦深度：在保持图形聚焦的前提下，沿着光路方向晶圆片移动的距离是聚焦深度—— ，NA为数值孔径，意味着增加分辨率会减小聚焦深度，因此分辨率和聚焦深度之间必须做某些折中。42.正确答案:去除氮化硅使用热磷酸进行湿法化学剥离掉的。这种酸槽一般始终维持在160℃左右并对露出的氧化硅具有所希望的高选择比。用热磷酸去除氮化硅是难以控制的，通过使用检控样片来进行定时操作。在曝露的氮化硅上常常会形成一层氮氧化硅，因此在去除氮化硅前，需要再HF酸中进行短时间处理。如果这一层氮氧化硅没有去掉，或许就不能均匀地去除氮化硅。43.正确答案:符号图；抽象图；线路图；版图44.正确答案: 沟道效应：对晶体靶进行离子注入，当离子速度方向平行于主晶轴时，将很少受到核碰撞，离子将沿沟道运动，注入深度很深。由于沟道效应，使注入离子浓度的分布产生很长的拖尾，对于轻原子注入到重原子靶时，拖尾效应尤其明显。解决办法：A.偏离轴注入，采用7°的倾斜角，但并不能完全消除沟道效应。B.注入前破坏晶格结构，使用Si、F或Ar离子注入完成硅的预非晶化。C.使用薄的屏蔽氧化层，使离子进入晶体前的速度方向无序化，但会将部分氧注入晶体。（1）偏轴注入：一般选取5～7倾角，入射能量越小，所需倾角越大（2）衬底非晶化预处理：进行一次高剂量Ar+注入，使硅表面非晶化（3）非晶层散射：表面生长200～250Å二氧化硅（ScreenOxidE.，使入射离子进入硅晶体前方向无序化（4）注入杂质的自非晶化效应：重杂质（As），高剂量注入。45.正确答案:B46.正确答案:Pn结介质；Pn结隔离；Pn结介质混合47.正确答案:正确48.正确答案: 半导体芯片制造，尤其是随着高度集成复杂电路和微波器件的发展，要求获得细线条、高精度、大面积的图形，各种形式的污染都将严重影响半导体芯片成品率和可靠性。生产中的污染，除了由于化学试剂不纯、气体纯化不良、去离子质量不佳引入之外，环境中的尘埃、杂质及有害气体、工作人员、设备、工具、日用杂品等引入的尘埃、毛发、皮屑、油脂、手汗、烟雾等都是重要汚染来源。例如，PN结表面污染上尘埃、皮屑、油脂等将引起反向漏电或表面沟道，手汗引起的Na离子沾污会使MOS器件阈值电压飘移，甚至导致晶体管电流放大系数不稳定，空气中尘埃的沾污将引起器件性能下降，以致失效；光刻涂胶后尘埃的沾污将使二氧化硅层形成针孔或小岛；大颗粒尘埃附着在光刻胶表面，会使掩膜版与芯片间距不一致，使光刻图形模糊；高温扩散过程中，附着在硅片上的尘埃将引起局部掺杂和快速扩散，使结特性变坏。所以洁净技术是半导体芯片制造过程中的一项重要技术。49.正确答案:电子从价带跳到导带50.正确答案:真实；完整；数据准确51.正确答案: （1）如果这次预淀积进行了总共t分钟，若预淀积温度不变，引入3Qcm-2的杂质需要多长时间？（2）预淀积后再进行推进扩散，要求推进的杂质足够深，使得最后表面杂质浓度等于其固溶度Cs的1%。若已知预淀积过程中的（Dt）predop，推导出推进扩散过程中（Dt）drive-in的表达式。52.正确答案:错误53.正确答案: 54.正确答案:（1）互连：由导电材料，如铝、多晶硅和铜制成的连线将电信号传输到芯片的不同部分。互连也被用于芯片上器件和器件整个封装之间的金属连接。（2）接触：硅芯片内部的器件与第一金属层间在硅片表面的连接。（3）通孔：穿过各种介质从某一金属层到毗邻金属层形成电通路的开口。（4）填充薄膜：用金属薄膜填充通孔以便在两层金属间形成电连接。55.正确答案: 生长过程：①传输：反应物从气相经边界层转移到Si表面；②吸附：反应物吸附在Si表面；③化学反应：在Si表面进行化学反应，得到Si及副产物；④脱吸：副产物脱离吸附；⑤逸出：脱吸的副产物从表面转移到气相，逸出反应室；⑥加接：生成的Si原子加接到晶格点阵上，延续衬底晶向 生长特征：横向二维的层层长。晶面的构造可用三个密切联系的特征表示：平台、扭转、台阶 如果吸附原子A保持不动，其他硅原子可以被吸附过来，形成硅串或硅岛。大量的硅串在合并时，必定会产生严重的缺陷或形成多晶薄膜。 如果吸附原子具有比较高的能量，那么这个原子更倾向于沿着表面迁移，如果迁移到一个台阶边缘的位置，如图B位置，由于Si-Si键的相互作用，位置B比位置A更稳定，吸附原子就有很大的可能性保持在此位置。吸附原子最稳定的位置是所谓的扭转位置，如图中的位置C。当吸附原子到达一个扭转位置时，形成了一半的Si-Si键，进一步的迁移就不太可能发生了。在继续生长过程中，更多的吸附原子必定会迁移到扭转位置，从而加入到生长的薄膜中。56.正确答案:57.正确答案:可靠性58.正确答案: 腐蚀停止目的：为了精确控制腐蚀深度.P++腐蚀停止技术（形成重掺杂B层）： Si的湿法腐蚀速率在B掺杂浓度5×1019cm-3时腐蚀基本停止 因此可用形成重掺杂B层来精确控制腐蚀深度（P++） [B]>1020cm-3时KOH腐蚀速率可减小20-100X 可以使用气态或固体B扩散源来制作 腐蚀机理：Si+2OH-→𝐒𝐢（𝐎𝐇）2+2+4𝐞-4𝑯2O+4𝐞−→4（𝐎𝐇）-+2𝑯2在重掺杂情况下，电子与空穴复合，从而第二个反应难以进行，减小腐蚀速率 与IC工艺不兼容 大的残余应力可能会引起硅片翘曲电化学腐蚀停止技术电化学钝化：在硅片上加以足够大的阳极电势时，会在硅片表面发生氧化从而阻止腐蚀的进行。钝化电势：在钝化电势作用下会形成薄层Si𝑶2，钝化电势大小与p-Si和n-Si相关基本要求：硅片一定要在阳极要产生钝化效果，一定要有电流 反向偏置的PN结满足这一要求其他腐蚀停止技术：定时腐蚀；介质腐蚀停止（𝑺𝒊3𝑵4）59.正确答案:光刻胶显影是指用化学显影液溶解由曝光造成的光刻胶的可溶解区域，其主要目的是把掩膜版图形准确复制到光刻胶中。60.正确答案:砷化镓具有比硅更高的电子迁移率，因此多数载流子也移动得比硅中的更快。砷化镓也有减小寄生电容和信号损耗的特性。这些特性使得集成电路的速度比由硅制成的电路更快。GaAs器件增进的信号速度允许它们在通信系统中响应高频微波信号并精确地把它们转换成电信号。硅基半导体速度太慢以至于不能响应微波频率。砷化镓的材料电阻率更大，这使得砷化镓衬底上制造的半导体器件之间很容易实现隔离，不会产生电学性能的损失。61.正确答案:当真空里的压强减低时，气体分子间的空间加大了，这成为气体流过系统及在工艺腔内产生等离子体的重要因素。而初级泵可以去除腔内99.99%的原始空气或其他成分，高级真空泵用来获得压力范围10e-3托到10e-9托的高级和超高级真空。62.正确答案:1.硅片制造技师：负责操作硅片制造设备。一些设备维护以及工艺和设备的基本故障查询。2.设备技师：查询故障并维护先进设备系统，保证在硅片制造过程中设备能正确运行。3.设备工程师：从事确定设备设计参数和优化硅片生产的设备性能。4.工艺工程师：分析制造工艺和设备的性能以确定优化参数设置。5.实验室技师：从事开发实验室工作，建立并进行试验。6.成品率/失效分析技师：从事与缺陷分析相关的工作，如准备待分析的材料并操作分析设备以确定在硅片制造过程中引起问题的根源。7.成品率提高工程师：收集并分析成品率及测试数据以提高硅片制造性能。8.设施工程师：为硅片制造厂的化学材料、净化空气及常用设备的基础设施提供工程设计支持。63.正确答案:错误64.正确答案: 1）铜在SiO2中极易扩散，造成对硅器件的沾污：增加SiO2的漏电流；增加结漏电流；降低了击穿电压。 2）铜极容易氧化和被腐蚀； 3）铜与low-k间的粘附性很差。要实现铜互连必须找到一种扩散阻挡层，将铜约束在互连结构中，同时实现防止铜的氧化或腐蚀、改善与介质的粘附性。 金属扩散阻挡层——铜互连结构应该处处被扩散阻挡层包围，一部分为介质阻挡层，一部分为导电阻挡层。采用导电阻挡层的原因在于上下互连层之间要联通，不能采用不导电的介质做阻挡层。65.正确答案:A66.正确答案: 反应室类型热壁：反应室腔壁与硅片及支撑件同时加热。一般为电阻丝加热，可精确控制反应腔温度和均匀性。适合对温度控制要求苛刻的化学反应控制淀积系统，腔内各处都发生薄膜生长。冷壁：仅对硅片和支撑件加热，一般采用辐照加热和射频加热，升降温快速，但温度均匀性差，适合对温度要求不高的质量输运控制。冷壁系统能够降低在侧壁上的淀积，减小了反应剂的损耗，也减小壁上颗粒剥离对淀积薄膜质量的影响。67.正确答案:芯片厂中通常分为扩散区、光刻区、刻蚀区、离子注入区、薄膜生长区和抛光区6个生产区域： ①扩散区是进行高温工艺及薄膜积淀的区域，主要设备是高温炉和湿法清洗设备； ②光刻区是芯片制造的心脏区域，使用黄色荧光管照明，目的是将电路图形转移到覆盖于硅片表面的光刻胶上； ③刻蚀工艺是在硅片上没有光刻胶保护的地方留下永久的图形； ④离子注入是用高压和磁场来控制和加速带着要掺杂的杂质的气体；高能杂质离子穿透涂胶硅片的表面，形成目标硅片； ⑤薄膜生长主要负责生产各个步骤中的介质层与金属层的淀积。 ⑥抛光，即CMP（化学机械平坦化）工艺的目的是使硅片表面平坦化。68.正确答案:B69.正确答案:正确70.正确答案:硅中固态杂质扩散的三个步骤： （1）预淀积：表面的杂质浓度浓度最高，并随着深度的加大而减小，从而形成梯度。这种梯度使杂质剖面得以建立 （2）推进：这是个高温过程，用以使淀积的杂质穿过硅晶体，在硅片中形成期望的结深 （3）激活：这时的温度要稍微提升一点，使杂质原子与晶格中的硅原子键合形成替位式杂质。这个过程激活了杂质原子，改变了硅的电导率。71.正确答案:电阻；电子束；溅射72.正确答案:界面陷阱电荷、可移动氧化物电荷。73.正确答案:外延层是指在硅的外延中以硅基片为籽晶生长一薄膜层，新的外延层会复制硅片的晶体结构，并且结构比原硅片更加规则。外延为器件设计者在优化器件性能方面提供了很大的灵活性，例如可以控制外延层掺杂厚度、浓度、轮廓，而这些因素与硅片衬底无关的，这种控制可以通过外延生长过程中的掺杂来实现。外延层还可以减少CMOS器件中的闩锁效应。74.正确答案:正确75.正确答案:76.正确答案:77.正确答案: APCVD——一些最早的CVD工艺是在大气压下进行的，由于反应速率快，CVD系统简单，适于较厚的介质淀积。APCVD缺点：台阶覆盖性差；膜厚均匀性差；效率低。常压下扩散系数小，hg>𝒌𝒔，生长速率受表面化学反应控制，与气流的均匀性无关，硅片可以竖直紧密排列，容量大。LPCVD缺点：淀积速率慢，生长温度高 PECVD——等离子体增强化学气相淀积（PECVD.是目前最主要的化学气相淀积系统。APCVD和LPCVD都是利用热能来激活和维持化学反应，而PECVD是通过射频等离子体来激活和维持化学反应，受激发的分子可以在低温下发生化学反应，所以淀积温度比APCVD和LPCVD低（200-350℃），淀积速率也更高，淀积的薄膜具有良好的附着性、低针孔密度、良好的阶梯覆盖及电学特性。反应原理：等离子体中的电子与反应气体的分子碰撞时，这些分子将分解成多种成份：离子、原子以及活性基团（激发态），这些活性基团不断吸附在衬底表面上，吸附在表面上的活性基团之间发生化学反应生成薄膜元素，并在衬底表面上形成薄膜。活性基团吸附在表面时，不断的受到离子和电子轰击，很容易迁移，发生重新排列。这两个特性保证了所淀积薄膜有良好的均匀性，以及填充小尺寸结构的能力。由于PECVD与非等离子体C