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半导体制造技术期末题库参考答案

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半导体制造技术考试答案(考试必看

半导体制造技术考试答案(考试必看

1、问答题热退火用于消除离子注入造成的损伤，温度要低于杂质热扩散的温度，然而，杂质纵向分布仍会出现高斯展宽与拖尾现象，解释其原因。

2、问答题什么是扩散效应？什么是自掺杂效应？这两个效应使得衬底/外延界面杂质分布有怎样的变化？3、问答题说明SiO2的结构和性质，并简述结晶型SiO2和无定形SiO2的区别。

4、问答题从寄生电阻和电容、电迁移两方面说明后道工艺中（Back-End-Of-Line，BEOL）采用铜（Cu）互连和低介电常数（low-k）材料的必要性。

5、问答题写出菲克第一定律和第二定律的表达式，并解释其含义。

6、问答题说明影响氧化速率的因素。

7、问答题CVD淀积过程中两个主要的限制步骤是什么？它们分别在什么情况下会支配整个淀积速率？8、问答题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。

9、问答题什么是溅射产额，其影响因素有哪些？简述这些因素对溅射产额产生的影响。

10、问答题以P2O2为例说明SiO2的掩蔽过程。

11、问答题简述杂质在SiO2的存在形式及如何调节SiO2的物理性质。

12、问答题什么是离子注入的横向效应？同等能量注入时，As和B哪种横向效应更大？为什么？13、问答题简述BOE（或BHF）刻蚀SiO2的原理。

14、问答题简述在热氧化过程中杂质再分布的四种可能情况。

15、问答题下图为直流等离子放电的I-V曲线，请分别写出a-g 各段的名称。

可用作半导体制造工艺中离子轰击的是其中哪一段？试解释其工作原理。

16、问答题简述电子束光刻的光栅扫描方法和矢量扫描方法有何区别。

17、问答题典型的光刻工艺主要有哪几步？简述各步骤的作用。

18、问答题简述RTP设备的工作原理，相对于传统高温炉管它有什么优势？19、问答题简述RTP在集成电路制造中的常见应用。

20、问答题简述几种典型真空泵的工作原理。

21、问答题影响外延薄膜的生长速度的因素有哪些？22、问答题下图是硅烷反应淀积多晶硅的过程，写出发生反应的方程式，并简述其中1～5各步的含义。

半导体工艺及芯片制造技术问题答案(全).

半导体工艺及芯片制造技术问题答案(全).

常用术语翻译active region 有源区2.active component有源器件3.Anneal退火4.atmospheric pressure CVD (APCVD) 常压化学气相淀积5.BEOL（生产线）后端工序6.BiCMOS双极CMOS7.bonding wire 焊线，引线8.BPSG 硼磷硅玻璃9.channel length沟道长度10.chemical vapor deposition (CVD) 化学气相淀积11.chemical mechanical planarization (CMP)化学机械平坦化12.damascene 大马士革工艺13.deposition淀积14.diffusion 扩散15.dopant concentration掺杂浓度16.dry oxidation 干法氧化17.epitaxial layer 外延层18.etch rate 刻蚀速率19.fabrication制造20.gate oxide 栅氧化硅21.IC reliability 集成电路可靠性22.interlayer dielectric 层间介质（ILD）23.ion implanter 离子注入机24.magnetron sputtering 磁控溅射25.metalorganic CVD(MOCVD)金属有机化学气相淀积26.pc board 印刷电路板27.plasma enhanced CVD(PECVD) 等离子体增强CVD28.polish 抛光29.RF sputtering 射频溅射30.silicon on insulator绝缘体上硅（SOI）第一章半导体产业介绍1. 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？(15分)集成电路：将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一定的电路或系统功能。

集成电路芯片/元件数产业周期无集成 1 1960年前小规模(SSI) 2到50 20世纪60年代前期中规模(MSI) 50到5000 20世纪60年代到70年代前期大规模(LSI) 5000到10万 20世纪70年代前期到后期超大规模(VLSI) 10万到100万 20世纪70年代后期到80年代后期甚大规模(ULSI) 大于100万 20世纪90年代后期到现在2. 写出IC 制造的５个步骤？(15分)Wafer preparation(硅片准备)Wafer fabrication (硅片制造)Wafer test/sort (硅片测试和拣选)Assembly and packaging (装配和封装)Final test(终测)3. 写出半导体产业发展方向？什么是摩尔定律？(15分)发展方向：提高芯片性能——提升速度(关键尺寸降低,集成度提高,研发采用新材料)，降低功耗。

半导体制造技术期末题库参考答案

半导体制造技术期末题库参考答案
1． 分别简述
RVD 和 GILD 的原理， 它们的优缺点及应用方向。
答：快速气相掺杂(RVD, Rapid Vapor-phase Doping)是一种掺杂剂从气相直接向硅中扩散、 并能形成超浅结的快速掺杂工艺。 原理是利用快速热处理过程(RTP)将处在掺杂剂气氛中 的硅片快速均匀地加热至所需要的温度，同时掺杂剂发生反应产生杂质院子，杂质原子 直接从气态转变为被硅表面吸附的固态，然后进行固相扩散，完成掺杂目的。 RVD 技术的优势（与离子注入相比，特别是在浅结的应用上） ：RVD 技术并不受注入所 带来的一些效应的影响，如：沟道效应、晶格损伤或使硅片带电。 RVD 技术的劣势：对于选择扩散来说，采用 RVD 工艺仍需要掩膜。另外，RVD 仍然要在 较高温度下完成。杂质分布是非理想的指数形式，类似固态扩散，其峰值处于表面处。 应用方向：主要应用在 ULSI 工艺中，例如对 DRAM 中电容的掺杂，深沟侧墙的掺杂， 甚至在 CMOS 浅源漏结的制造中也采用 RVD 技术。 气体浸没激光掺杂(GILD： Gas Immersion Laser Doping)的工作原理：使用激光器照射处 于气态源中的硅表面，使硅表面因吸收能量而变为液体层，同时气态掺杂源由于热解或 光解作用产生杂质原子，杂质原子通过液相扩散进入很薄的硅液体层，当激光照射停止 后，掺有杂质的液体层通过固相外延转变为固态结晶体，从而完成掺杂。 GILD 的优点：杂质在液体中的扩散速度非常快，使得其分布均匀，因而可以形成陡峭的 杂质分布形式。由于有再结晶过程，所以不需要做进一步的热退火。掺杂仅限于表面， 不会发生向内扩散，体内的杂质分布没有任何扰动。可以用激光束的能量和脉冲时间决 定硅表面融化层的深度。在一个系统中相继完成掺杂，退火和形成图形，极大简化了工 艺，降低系统的工艺设备成本。 GILD 的缺点：集成工艺复杂，技术尚不成熟。 GILD 的应用：MOS 与双极器件的制造，可以制备突变型杂质分布，超浅深度和极低的 串联电阻。 2． 集成电路制造中有哪几种常见的扩散工艺？各有什么特点？ 答：按照原始扩散杂质源在室温下的相态可将扩散分为三类：固态源扩散，液态源扩散 与气态源扩散。 (1) 固态源扩散：常见的主要有开管扩散、箱法扩散和涂源法扩散 a.开管扩散是把杂质源和硅片分开放置在扩散炉管中，通过惰性气体将杂质蒸汽输 运只硅片表面。其特点是温度对杂质浓度和杂质分布有着直接的影响，重复性与稳 定性都很好。 b.箱法扩散是把杂质源和硅片壮在由石英或者硅做成的箱内，在氮气或氩气的保护 下进行扩散。其特点是扩散源多为杂质的氧化物，箱子具有一定的密闭性。含有杂 质的蒸汽与硅表面反应，形成含有杂质的薄氧化层，杂质由氧化层直接向硅内扩散。 其硅表面浓度基本由扩散温度下杂质在硅中的固溶度决定，均匀性较好。 c.涂源法扩散是把溶于溶剂的杂质源直接涂在待扩散的硅片表面，在高温下由遁形 其他保护进行扩散。其特点是杂质源一般是杂质的氧化物或者杂质的氧化物与惰性 氧化物的混合物，当溶剂挥发后在硅表面形成一层杂质源。这种方法的表面浓度难 以控制，且不均匀。可以通过旋转涂源工艺或化学气象淀积法改善 (2) 液态源扩散是使用携带气体通过液态源，把杂质源蒸汽带入扩散炉管。其特点是载 气除了通过携带杂质气体进入扩散炉内之外，还有一部分直接进入炉管，起到稀释

半导体制造技术题库答案

半导体制造技术题库答案

1.分别简述RVD和GILD的原理，它们的优缺点及应用方向。

快速气相掺杂(RVD, Rapid Vapor-phase Doping) 利用快速热处理过程(RTP)将处在掺杂剂气氛中的硅片快速均匀地加热至所需要的温度，同时掺杂剂发生反应产生杂质原子，杂质原子直接从气态转变为被硅表面吸附的固态，然后进行固相扩散，完成掺杂目的。

同普通扩散炉中的掺杂不同，快速气相掺杂在硅片表面上并未形成含有杂质的玻璃层；同离子注入相比(特别是在浅结的应用上)，RVD技术的潜在优势是：它并不受注入所带来的一些效应的影响；对于选择扩散来说，采用快速气相掺杂工艺仍需要掩膜。

另外，快速气相掺杂仍然要在较高的温度下完成。

杂质分布是非理想的指数形式，类似固态扩散，其峰值处于表面处。

气体浸没激光掺杂(GILD: Gas Immersion Laser Doping) 用准分子激光器(308nm) 产生高能量密度(0.5—2.0J/cm2)的短脉冲(20-100ns)激光，照射处于气态源中的硅表面；硅表面因吸收能量而变为液体层；同时气态掺杂源由于热解或光解作用产生杂质原子；通过液相扩散，杂质原子进入这个很薄的液体层，溶解在液体层中的杂质扩散速度比在固体中高八个数量级以上，因而杂质快速并均匀地扩散到整个熔化层中。

当激光照射停止后，已经掺有杂质的液体层通过固相外延转变为固态结晶体。

由液体变为固态结晶体的速度非常快。

在结晶的同时，杂质也进入激活的晶格位置，不需要近一步退火过程，而且掺杂只发生在表面的一薄层内。

由于硅表面受高能激光照射的时间很短，而且能量又几乎都被表面吸收，硅体内仍处于低温状态，不会发生扩散现象，体内的杂质分布没有受到任何扰动。

硅表面溶化层的深度由激光束的能量和脉冲时间所决定。

因此，可根据需要控制激光能量密度和脉冲时间达到控制掺杂深度的目的。

2.集成电路制造中有哪几种常见的扩散工艺？各有什么优缺点？扩散工艺分类：按原始杂质源在室温下的相态分类，可分为固态源扩散，液态源扩散和气态源扩散。

半导体工艺《半导体制造技术》答案

半导体工艺《半导体制造技术》答案

电子科技大学微电子与固体电子学院
2013 年 5 月 8 日
蚀 Si-Al-Cu） ；制作压点及合金（SiO2 和 SiN 钝化层沉积→光刻压焊窗口→SiO2 和 SiN 刻蚀 合金化退火） ；参数测试。 2. 在早期基本的 3.0μm CMOS IC 工艺技术中，P 阱的作用是什么？并描述 LOCOS 隔离原理。 P 阱作用：为 NMOS 提供合适的体区掺杂，以调节阈值电压和减小衬底寄生电阻防止发生闩 锁效应。 （注意：3um 工艺短沟道效应不明显，基本不考虑漏源穿通） LOCOS 隔离原理：通过 NMOS 场区的硼注入及 NMOS、PMOS 场区选择氧化，增加 NMOS 场 区的表面掺杂浓度及 NMOS、PMOS 场区氧化层厚度，从而提高寄生 NMOS 管的阈值电压， 使该阈值电压大于 Vcc，并降低寄生 PMOS 管的阈值电压，使该阈值电压小于-Vcc，从而实 现 NMOS 管和 PMOS 管之间的隔离。 3. 画出早期基本的 3.0μm CMOS IC 工艺器件制作的剖面图及对应的版图。
N MAX 0.4 0.4 5 1015 cm2 9.7 1020 cm3 RP 207 A
exp t kT
x j RP RP 2 ln N MAX N B 582 A 207 A 2 ln 9.7 1020 cm 3 1016 cm 3 1574 A
第十章作业 1. 写出早期基本的 3.0μm CMOS IC 工艺技术的工艺流程。 双阱工艺（备片→初氧氧化→光刻 N 阱区→N 阱磷注入→刻蚀初氧层→光刻 P 阱区→P 阱硼 注入→阱推进） ；LOCOS 隔离工艺（垫氧氧化→氮化硅沉积→光刻有源区→氮化硅刻蚀光 刻 NMOS 管场区→NMOS 管场区硼注入→场区选择氧化） ；多晶硅栅结构工艺（去除氮化硅 →栅氧化→多晶硅沉积→多晶掺磷→光刻多晶硅） ；源/漏（S/D）注入工艺（光刻 NMOS 管 源漏区→NMOS 管源漏区磷注入→光刻 PMOS 管源漏区→PMOS 管源漏硼注入） ； 金属互连的 形成（BPSG 沉积→回流/增密→光刻接触孔→BPSG 刻蚀溅射 Si-Al-Cu→光刻金属互连刻

半导体工艺及芯片制造技术问题答案（全）.

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半导体工艺及芯片制造技术问题答案（全）.常用术语翻译1.active region 有源区2.active component有源器件3.Anneal退火4.atmospheric pressure CVD (APCVD) 常压化学气相淀积5.BEOL（生产线）后端工序6.BiCMOS双极CMOS7.bonding wire 焊线，引线8.BPSG 硼磷硅玻璃9.channel length沟道长度10.chemical vapor deposition (CVD) 化学气相淀积11.chemical mechanical planarization (CMP)化学机械平坦化12.damascene 大马士革工艺13.deposition淀积14.diffusion 扩散15.dopant concentration掺杂浓度16.dry oxidation 干法氧化17.epitaxial layer 外延层18.etch rate 刻蚀速率19.fabrication制造20.gate oxide 栅氧化硅21.IC reliability 集成电路可靠性22.interlayer dielectric 层间介质（ILD）23.ion implanter 离子注入机24.magnetron sputtering 磁控溅射25.metalorganic CVD(MOCVD)金属有机化学气相淀积26.pc board 印刷电路板27.plasma enhanced CVD(PECVD) 等离子体增强CVD28.polish 抛光29.RF sputtering 射频溅射30.silicon on insulator绝缘体上硅（SOI）第一章半导体产业介绍1. 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？(15分)集成电路：将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一定的电路或系统功能。

集成电路芯片/元件数产业周期无集成 1 1960年前小规模(SSI) 2到50 20世纪60年代前期中规模(MSI) 50到5000 20世纪60年代到70年代前期大规模(LSI) 5000到10万 20世纪70年代前期到后期超大规模(VLSI) 10万到100万 20世纪70年代后期到80年代后期甚大规模(ULSI) 大于100万 20世纪90年代后期到现在2. 写出IC 制造的５个步骤？(15分)Wafer preparation(硅片准备)Wafer fabrication (硅片制造)Wafer test/sort (硅片测试和拣选)Assembly and packaging (装配和封装)Final test(终测)3. 写出半导体产业发展方向？什么是摩尔定律？(15分)发展方向：提高芯片性能——提升速度(关键尺寸降低,集成度提高,研发采用新材料)，降低功耗。

半导体期末试题及答案

半导体期末试题及答案[第一部分：选择题]1. 西格玛公司的闸流体是一种常见的半导体器件，其特点是：A. 具有较大的工作电压和电流B. 可以在高频率下工作C. 具有较大的输入电阻和输出电流D. 可以作为开关来控制电流答案：D2. 对于半导体材料来说，硅的能隙是：A. 0.7eVB. 1.1eVC. 1.4eVD. 1.7eV答案：C3. 在PN结的空间电荷区，以下哪个说法是正确的？A. N区内由于施主杂质的存在，有较多的自由电子B. P区内由于受主杂质的存在，有较多的空穴C. 空间电荷区中，有较多的固定正、负离子D. 空间电荷区中，能级呈谷布尔分布答案：C4. 当PN结处于正向偏置时，以下说法正确的是：A. P区电子进入N区B. N区电子进入P区C. P区空穴进入N区D. N区空穴进入P区答案：B5. 以下关于晶体管的说法，错误的是：A. 晶体管由三个电极组成，分别是基极、发射极和集电极B. PNP型晶体管的发射区域是N区C. PNP型晶体管的集电区域是P区D. 晶体管是一种电流放大器件答案：A[第二部分：填空题]1. 临界击穿电压是指______。

答案：PN结电容器击穿时所需要的最小电压。

2. 在增强型N沟道MOSFET中，当栅极电压大于门槽压的时候，沟道位置______。

答案：低电位区（Depletion Region）3. 理想二极管的伏安特性曲线是一条______。

答案：指数函数曲线。

4. 晶体管的三个工作区分别是______。

答案：截止区、放大区、饱和区。

5. TTL门电路是由______和______两种类型的晶体管构成。

答案：NPN型晶体管和PNP型晶体管。

[第三部分：计算题]1. 一台功率为500W的LED照明灯需要工作电压为3.5V、工作电流为100mA的LED作为光源。

计算此照明灯所需的串并联关系和所需电阻值。

设LED的工作电压为Vf，工作电流为If。

串联LED的总电压为Us，并联LED的总电流为Ip。

半导体制造技术考试答案(考试必看

1、问答题热退火用于消除离子注入造成的损伤，温度要低于杂质热扩散的温度，然而，杂质纵向分布仍会出现高斯展宽与拖尾现象，解释其原因。

2、问答题什么是扩散效应？什么是自掺杂效应？这两个效应使得衬底/外延界面杂质分布有怎样的变化？3、问答题说明SiO2的结构和性质，并简述结晶型SiO2和无定形SiO2的区别。

4、问答题从寄生电阻和电容、电迁移两方面说明后道工艺中（Back-End-Of-Line，BEOL）采用铜（Cu）互连和低介电常数（low-k）材料的必要性。

5、问答题写出菲克第一定律和第二定律的表达式，并解释其含义。

6、问答题说明影响氧化速率的因素。

7、问答题CVD淀积过程中两个主要的限制步骤是什么？它们分别在什么情况下会支配整个淀积速率？8、问答题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。

9、问答题什么是溅射产额，其影响因素有哪些？简述这些因素对溅射产额产生的影响。

10、问答题以P2O2为例说明SiO2的掩蔽过程。

11、问答题简述杂质在SiO2的存在形式及如何调节SiO2的物理性质。

12、问答题什么是离子注入的横向效应？同等能量注入时，As和B哪种横向效应更大？为什么？13、问答题简述BOE（或BHF）刻蚀SiO2的原理。

14、问答题简述在热氧化过程中杂质再分布的四种可能情况。

15、问答题下图为直流等离子放电的I-V曲线，请分别写出a-g 各段的名称。

可用作半导体制造工艺中离子轰击的是其中哪一段？试解释其工作原理。

16、问答题简述电子束光刻的光栅扫描方法和矢量扫描方法有何区别。

17、问答题典型的光刻工艺主要有哪几步？简述各步骤的作用。

18、问答题简述RTP设备的工作原理，相对于传统高温炉管它有什么优势？19、问答题简述RTP在集成电路制造中的常见应用。

20、问答题简述几种典型真空泵的工作原理。

21、问答题影响外延薄膜的生长速度的因素有哪些？22、问答题下图是硅烷反应淀积多晶硅的过程，写出发生反应的方程式，并简述其中1～5各步的含义。

半导体芯片制造工：半导体制造技术考试答案.doc

半导体芯片制造工：半导体制造技术考试答案考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。

1、问答题热退火用于消除离子注入造成的损伤，温度要低于杂质热扩散的温度，然而，杂质纵向分布仍会出现高斯展宽与拖尾现象，解释其原因。

本题答案： 2、问答题什么是扩散效应？什么是自掺杂效应？这两个效应使得衬底/外延界面杂质分布有怎样的变化？ 本题答案： 3、问答题说明SiO2的结构和性质，并简述结晶型SiO2和无定形SiO2的区别。

本题答案： 4、问答题从寄生电阻和电容、电迁移两方面说明后道工艺中（Back-End-Of-Line ，BEOL ）采用铜（Cu ）互连和低介电常数（low-k ）材料的必要性。

本题答案： 5、问答题写出菲克第一定律和第二定律的表达式，并解释其含义。

本题答案： 6、问答题说明影响氧化速率的因素。

本题答案：姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------7、问答题CVD淀积过程中两个主要的限制步骤是什么？它们分别在什么情况下会支配整个淀积速率？本题答案：8、问答题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。

本题答案：9、问答题什么是溅射产额，其影响因素有哪些？简述这些因素对溅射产额产生的影响。

本题答案：10、问答题以P2O2为例说明SiO2的掩蔽过程。

本题答案：11、问答题简述杂质在SiO2的存在形式及如何调节SiO2的物理性质。

本题答案：12、问答题什么是离子注入的横向效应？同等能量注入时，As和B哪种横向效应更大？为什么？本题答案：13、问答题简述BOE（或BHF）刻蚀SiO2的原理。

“半导体制造技术”题库详解

以下是我们36位同学合作的结果，请大家务必珍惜。

23 题361．分别简述RVD和GILD的原理，它们的优缺点及应用方向。

答：快速气相掺杂(RVD, Rapid Vapor-phase Doping)是一种掺杂剂从气相直接向硅中扩散、并能形成超浅结的快速掺杂工艺。

原理是利用快速热处理过程(RTP)将处在掺杂剂气氛中的硅片快速均匀地加热至所需要的温度，同时掺杂剂发生反应产生杂质院子，杂质原子直接从气态转变为被硅表面吸附的固态，然后进行固相扩散，完成掺杂目的。

RVD技术的优势（与离子注入相比，特别是在浅结的应用上）：RVD技术并不受注入所带来的一些效应的影响，如：沟道效应、晶格损伤或使硅片带电。

RVD技术的劣势：对于选择扩散来说，采用RVD工艺仍需要掩膜。

另外，RVD仍然要在较高温度下完成。

杂质分布是非理想的指数形式，类似固态扩散，其峰值处于表面处。

应用方向：主要应用在ULSI工艺中，例如对DRAM中电容的掺杂，深沟侧墙的掺杂，甚至在CMOS 浅源漏结的制造中也采用RVD技术。

气体浸没激光掺杂(GILD：Gas Immersion Laser Doping)的工作原理：使用激光器照射处于气态源中的硅表面，使硅表面因吸收能量而变为液体层，同时气态掺杂源由于热解或光解作用产生杂质原子，杂质原子通过液相扩散进入很薄的硅液体层，当激光照射停止后，掺有杂质的液体层通过固相外延转变为固态结晶体，从而完成掺杂。

GILD的优点：杂质在液体中的扩散速度非常快，使得其分布均匀，因而可以形成陡峭的杂质分布形式。

由于有再结晶过程，所以不需要做进一步的热退火。

掺杂仅限于表面，不会发生向内扩散，体内的杂质分布没有任何扰动。

可以用激光束的能量和脉冲时间决定硅表面融化层的深度。

在一个系统中相继完成掺杂，退火和形成图形，极大简化了工艺，降低系统的工艺设备成本。

GILD的缺点：集成工艺复杂，技术尚不成熟。

GILD的应用：MOS与双极器件的制造，可以制备突变型杂质分布，超浅深度和极低的串联电阻。

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氧化增强扩散(OED)机理 硅氧化时，在 Si-SiO2 界面附近产生了大量的填隙 Si 原子，这些过剩的填隙 Si 原子在向硅内扩散的同时，不断与空位复合，使这些过剩的填隙 Si 原子的浓度 随深度而降低。在表面附近，过剩的填隙 Si 原子可以和替位 B 相互作用，从而 使原来处于替位的 B 变为填隙 B。当填隙 B 的近邻晶格没有空位时，填隙 B 就以 填隙方式运动； 如果填隙 B 的近邻晶格出现空位时，填隙 B 又可以进入空位变为 替位 B。这样，杂质 B 就以替位-填隙交替的方式运动，其扩散速度比单纯的替
3、杂质原子的扩散方式有哪几种？它们各自发生的条件是什么？从 原子扩散的角度举例说明氧化增强扩散和氧化阻滞扩散的机理。 （第 二章）
①交换式：两相邻原子由于有足够高的能量，互相交换位置。 ②空位式：由于有晶格空位，相邻原子能移动过来。 ③填隙式：在空隙中的原子挤开晶格原子后占据其位，被挤出的原子再去挤出其他原子。 ④在空隙中的原子在晶体的原子间隙中快速移动一段距离后，最终或占据空位，或挤出晶 格上原子占据其位。 以上几种形式主要分成两大类：①替位式扩散；②填隙式扩散。 替位式扩散 主要包括交换式（所需能量高）和空位式（所需能量低，更容易发生） 如果替位杂质的近邻没有空位．则替位杂质要运动到近邻晶格位置上，就必须通过互相换 位才能实现。这种换位会引起周围晶格发生很大的畸变，需要相当大的能量，因此只有当替 位杂质的近邻晶格上出现空位，替位式扩散才比较容易发生。 填隙型扩散 挤出机制：杂质在运动过程中 “踢出”晶格位置上的硅原子进入晶格位置，成为替位杂 质，被“踢出”硅原子变为间隙原子； Frank-Turnbull 机制：也可能被 “踢出”的杂质以间隙方式进行扩散运动。当它遇到空 位时可被俘获，成为替位杂质。
1． 分别简述
RVD 和 GILD 的原理， 它们的优缺点及应用方向。
Hale Waihona Puke 答：快速气相掺杂(RVD, Rapid Vapor-phase Doping)是一种掺杂剂从气相直接向硅中扩散、 并能形成超浅结的快速掺杂工艺。 原理是利用快速热处理过程(RTP)将处在掺杂剂气氛中 的硅片快速均匀地加热至所需要的温度，同时掺杂剂发生反应产生杂质院子，杂质原子 直接从气态转变为被硅表面吸附的固态，然后进行固相扩散，完成掺杂目的。 RVD 技术的优势（与离子注入相比，特别是在浅结的应用上） ：RVD 技术并不受注入所 带来的一些效应的影响，如：沟道效应、晶格损伤或使硅片带电。 RVD 技术的劣势：对于选择扩散来说，采用 RVD 工艺仍需要掩膜。另外，RVD 仍然要在 较高温度下完成。杂质分布是非理想的指数形式，类似固态扩散，其峰值处于表面处。 应用方向：主要应用在 ULSI 工艺中，例如对 DRAM 中电容的掺杂，深沟侧墙的掺杂， 甚至在 CMOS 浅源漏结的制造中也采用 RVD 技术。 气体浸没激光掺杂(GILD： Gas Immersion Laser Doping)的工作原理：使用激光器照射处 于气态源中的硅表面，使硅表面因吸收能量而变为液体层，同时气态掺杂源由于热解或 光解作用产生杂质原子，杂质原子通过液相扩散进入很薄的硅液体层，当激光照射停止 后，掺有杂质的液体层通过固相外延转变为固态结晶体，从而完成掺杂。 GILD 的优点：杂质在液体中的扩散速度非常快，使得其分布均匀，因而可以形成陡峭的 杂质分布形式。由于有再结晶过程，所以不需要做进一步的热退火。掺杂仅限于表面， 不会发生向内扩散，体内的杂质分布没有任何扰动。可以用激光束的能量和脉冲时间决 定硅表面融化层的深度。在一个系统中相继完成掺杂，退火和形成图形，极大简化了工 艺，降低系统的工艺设备成本。 GILD 的缺点：集成工艺复杂，技术尚不成熟。 GILD 的应用：MOS 与双极器件的制造，可以制备突变型杂质分布，超浅深度和极低的 串联电阻。 2． 集成电路制造中有哪几种常见的扩散工艺？各有什么特点？ 答：按照原始扩散杂质源在室温下的相态可将扩散分为三类：固态源扩散，液态源扩散 与气态源扩散。 (1) 固态源扩散：常见的主要有开管扩散、箱法扩散和涂源法扩散 a.开管扩散是把杂质源和硅片分开放置在扩散炉管中，通过惰性气体将杂质蒸汽输 运只硅片表面。其特点是温度对杂质浓度和杂质分布有着直接的影响，重复性与稳 定性都很好。 b.箱法扩散是把杂质源和硅片壮在由石英或者硅做成的箱内，在氮气或氩气的保护 下进行扩散。其特点是扩散源多为杂质的氧化物，箱子具有一定的密闭性。含有杂 质的蒸汽与硅表面反应，形成含有杂质的薄氧化层，杂质由氧化层直接向硅内扩散。 其硅表面浓度基本由扩散温度下杂质在硅中的固溶度决定，均匀性较好。 c.涂源法扩散是把溶于溶剂的杂质源直接涂在待扩散的硅片表面，在高温下由遁形 其他保护进行扩散。其特点是杂质源一般是杂质的氧化物或者杂质的氧化物与惰性 氧化物的混合物，当溶剂挥发后在硅表面形成一层杂质源。这种方法的表面浓度难 以控制，且不均匀。可以通过旋转涂源工艺或化学气象淀积法改善 (2) 液态源扩散是使用携带气体通过液态源，把杂质源蒸汽带入扩散炉管。其特点是载 气除了通过携带杂质气体进入扩散炉内之外，还有一部分直接进入炉管，起到稀释
位式扩散要快。 而在氮化硅保护下的硅不发生氧化，这个区域中的杂质扩散只能 通过空位机制进行扩散，所以氧化区正下方 B 的扩散结深大于氮化硅保护区正 下方的扩散结深。磷在氧化气氛中的扩散也被增强，其机制与硼相同。 氧化阻滞扩散机理 用锑代替硼的扩散实验表明， 氧化区正下方锑的扩散结深小于氮化硅保护区下方 的扩散结深， 说明在氧化过程中锑的扩散被阻滞。这是因为控制锑扩散的主要机 制是空位。在氧化过程中，所产生的过剩间隙硅原子在向硅内扩散的同时，不断 地与空位复合，使空位浓度减小，从而降低了锑的扩散速度。
和控制浓度作用。为了保证稳定性和重复性，源温一般控制在零摄氏度。其优点是 系统简单，操作方便，成本低，效率高，重复性和均匀性好。 (3) 气态源扩散是直接将杂质气体通入炉管进行掺杂，除了气态杂质外，有时还需通入 稀释气体或者杂质源进行化学反应所需要的气体。其特点是气态杂质源多为杂质的 氢化物或卤化物，毒性很大，且易燃易爆。气态杂质源一般先在硅表面进行化学反 应生成掺杂氧化层，杂质再由氧化层向硅中扩散。