半导体工艺半导体制造工艺试题库1 答案
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第四章氧化1.简述几种常用的氧化方法及其特点。
答:(1)干氧氧化在高温下,氧气与硅反应生成SiO2,其反应为干氧氧化的生成的SiO2结构致密、干燥、均匀性和重复性好,掩蔽能力强,与光刻胶粘附性好,然而干氧氧化法的生长速率慢,所以经常同湿氧氧化方法相结合生长SiO2。
(2)水汽氧化在高温下,硅与高纯水产生的蒸汽反应生成SiO2,其反应为:产生的分子沿界面或者以扩散方式通过层散离。
因为水比氧在中有更高的扩散系数和大得多的溶解度,所以水汽氧化的速率一般比较高。
(3)湿氧氧化湿氧氧化的氧化剂是通过高纯水的氧气,高纯水一般被加热到95左右。
通过高纯水的氧气携带一定水蒸气,所以湿氧氧化的氧化剂既含有氧,又含有水汽。
因此,的生长速率介于干氧和水汽氧化之间,与氧气流量、水汽的含量有着密切的关系。
(4)氢氧合成氧化采用高温合成技术进行水汽氧化,在这种氧化系统中,氧化剂是由纯氢和纯氧直接反应生成的水汽,可在很宽的范围内变化的压力。
(5)快速热氧化使用快速热氧化设备进行氧化,用于制造非常薄(<30埃)的氧化层。
2.说明的结构和性质,并简述结晶型和无定型的区别。
答:的中心是Si原子,四个顶点是O原子,顶角上的4个O原子正好与Si原子的4个价电子形成共价键,相邻的Si-O四面体是靠Si-O-Si键桥连接。
其密度一般为2.20g/,熔点1700左右,折射率为波长的函数,密度较大则折射率较大,化学性质十分稳定,室温下只与HF发生反应。
结晶型由Si-O四面体在空间规则排列构成,每个顶角的O原子与两个相邻四面体中心的Si原子形成共价键,Si-O-Si键桥的角度为144;无定型的Si-O四面体的空间排列没有规律,Si-O-Si键桥的角度不固定,在110之间,平均值.相比之下,无定型网络疏松,不均匀,有孔洞。
3.以为例说明的掩蔽过程。
答:当与接触时,就转变为含磷的玻璃体(PSG),其变化过程如图所示。
(a)扩散刚开始,只有靠近表面的转变为含磷的玻璃体;(b)随着扩散的进行,大部分层转变为含磷的玻璃体;(c)整个层都转变为含磷的玻璃体;(d)在层完全转变为玻璃体后,又经过一定时间,层保护的硅中磷已经扩进一定深度。
第一部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路?2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英文缩写?3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪几类?4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪几类?5.什么是特征尺寸?它对集成电路工艺有何影响?6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律?第1章集成电路的基本制造工艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用?2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。
3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤?4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤?5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足?6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进方法。
7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。
8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输入输出端子。
第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略?。
2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应?3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应?4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的方法?6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应?7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应?第3章集成电路中的无源元件1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些?2.集成电路中常用的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。
5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输入短路电流输入漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL与非门(稳态时)各管的工作状态?3. 在四管标准与非门中,那个管子会对瞬态特性影响最大,并分析原因以及带来那些困难。
第五章图形转移1.典型的光刻工艺主要有哪几步?简述各步骤的作用。
涂胶:在衬底上涂布一层光刻胶前烘:蒸发光刻胶中的溶剂对准:保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准曝光:使光刻胶产生化学反应而变性曝光后烘烤:减少驻波效应;激发化学增强光刻胶的PAG产生的酸与光刻胶上的保护基团,发生反应并移除基团使之能溶解于显影。
显影:显影液溶剂溶解掉光刻胶中软化部分,将图形从掩膜版转移到光刻胶上坚膜:完全蒸发掉光刻胶里面的溶剂,提高光刻胶在离子注入或刻蚀中保护下表面的能力,进一步增强光刻胶与硅片表面之间的粘附性,减少驻波效应显影检查:检查图形是否对准,临界尺寸及表面是否良好2.光刻对准标记中RA,GA,FA分别是什么?它们有什么用?投影机-掩膜版对准标记(Retical Alignment,RA)在投影掩膜版的左右两侧,与安装在步进机机身上的对准标记对准。
整场对准标记(Global Alignment,GA)在第一次曝光时被光刻在硅片左右两边,被用于每个硅片的粗对准。
精对准标记(Fine Alignment,FA)每个场曝光时被光刻,用于每个硅片曝光场和投影掩膜版的对准调节。
3.什么是光刻胶的对比度?它对曝光图形产生什么样的影响?光刻胶的对比度()是对光刻胶完全曝光所需要的最小剂量和光刻胶不发生曝光效果所允许的最大剂量比例的函数,表征的是曝光并显影后从曝光区域到非曝光区域的图形侧壁陡峭程度。
对比度越大,显影后光刻胶侧壁越陡峭,图形越明晰。
4.什么是光刻中常见的表面反射和驻波效应?如何解决?穿过光刻胶的光会从晶圆片表面反射出来,从而改变投入光刻胶的光学能量。
当晶圆片表面有高度差时,表面反射会导致线条缺失,无法控制图形,这就是表面反射和驻波效应。
解决方法:改变沉积速率以控制薄膜的反射率;避免薄膜表面高度差,表面平坦化处理(CMP);光刻胶下涂覆抗反射的聚合物(Anti-reflect coating,ARC)5.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。
半导体制造技术题库答案1.分别简述R V D和G I L D的原理,它们的优缺点及应⽤⽅向。
快速⽓相掺杂(RVD,RapidVapor-phaseDoping)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:GasImmersionLaserDoping)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。
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。
一、填空题(每空1分,计31分)1、工艺上用于四氯化硅的提纯方法有 吸附法 和 精馏法 。
2、在晶片表面图形形成过程中,一般通过腐蚀的方法将抗蚀膜图形转移到晶片上,腐蚀的方法有 湿法腐蚀 和 干法腐蚀 。
3、直拉法制备单晶硅的过程是:清洁处理——装炉——加热融化——拉晶,其中拉晶是最主要的工序,拉晶包括 下种 、 缩颈 、放肩、 等径生长 和收尾拉光等过程。
3、抛光是晶片表面主要的精细加工过程,抛光的主要方式有 化学抛光 、 机械抛光 和 化学机械抛光 。
4、掺杂技术包括有 热扩散 、 离子注入 、合金和中子嬗变等多种方法。
5、晶片中的锂、钠、钾等碱金属杂质,通常以 间隙式 (空位式或间隙式)扩散方式在晶片内部扩散,并且这类杂质通常称为 快扩散 (快扩散或慢扩散)杂质。
6、在有限表面源扩散中,其扩散后的杂质浓度分布函数符合 高斯分布函数 ; 而在恒定表面源扩散中,其扩散后的杂质浓度分布函数符合 余误差分布函数 。
7、在离子注入法的掺杂过程中,注入离子在非晶靶中的浓度分布函数满足对称的高斯分布,其浓度最大位于 R P 处。
8、在离子注入后,通常采用退火措施,可以消除由注入所产生的晶格损伤,常用的退火方式有 电子束退火 、 离子束退火 、 激光退火 。
9、根据分凝现象,若K 0>1,则分凝后杂质集中在 尾部 (头部或尾部);若K 0<1,则杂质分凝后集中在 头部 (同上)。
10、把硅片置于氯化氢和氧气的混合气体中进行的氧化,称为 掺氯氧化 。
11、在二氧化硅的热氧化方法中,氧化速度最快的是 干氧氧化 方法。
12、氢氧合成氧化设备中,两个重要的保险装置是 氢气流量保险装置 和 温度保险装置 。
13、工艺中常用的测量二氧化硅厚度的方法有 比色法 和 椭圆偏振光法 。
14、固态源硼扩散中常用的硼源是 氮化硼 ,常用的液态磷源是 三氯氧磷 。
15、箱法扩散在工艺中重要用来进行TTL 电路 隐埋层 的锑扩散。
半导体工艺及芯片制造复习资料简答题与答案第一章、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 无集成1 小规模(SSI )2到50 中规模(MSI )50到5000 大规模(LSI )5000到10万 超大规模(VLSI ) 10万至U100万 甚大规模(ULSI ) 大于100万 产业周期1960年前 20世纪60年代前期 20世纪60年代到70年代前期 20世纪70年代前期到后期 20世纪70年代后期到80年代后期 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:提高芯片性能一提升速度(关键尺寸降低,集成度提高,研发采用新材料),降低功耗。
提高芯片可靠性一严格控制污染。
降低成本——线宽降低、晶片直径增加。
摩尔定律指:IC 的集成度将每隔一年翻一番。
1975年被修改为:IC 的集成度将每隔一年半翻一番。
4 .什么是特征尺寸CD ? (10分)最小特征尺寸,称为关键尺寸(Critical Dimension, CD ) CD 常用于衡量工艺难易的标志。
5.什么是 More moore 定律和 More than Moore 定律?(10 分)“More Moore”指的是芯片特征尺寸的不断缩小。
从几何学角度指的是为了提高密度、性能和可靠性在晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸的继续缩小。
与此关联的3D结构改善等非几何学工艺技术和新材料的运用来影响晶圆的电性能。
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。
半导体芯片制造工考试试题半导体芯片制造高级工考试试题•一、填空题•1.禁带宽度的大小决定着(电子从价带跳到导带)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。
•2.硅片减薄腐蚀液为氢氟酸和硝酸系腐蚀液。
砷化镓片用( 硫酸 )系、氢氧化氨系蚀腐蚀液。
•3. 铝丝与铝金属化层之间用加热、加压的方法不能获得牢固的焊接,甚至根本无法实现焊接的原因是铝的表面在空气中极易生成一层(氧化物),它们阻挡了铝原子之间的紧密接触,达不到原子之间引力范围的间距。
•4. 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(组装)。
•5.钎焊包括合金烧结、共晶焊;聚合物焊又可分为(导电胶粘接)、( 银浆烧•(不够);反应室漏气;外延层的晶体(质量差);系统沾污等;载气纯度不够;外延层晶体缺陷多;生长工艺条件不适宜。
•14.离子注入杂质浓度分布中最重要的二个射程参数是(平均投影射程)和(平均投影标准差)。
•15、二氧化硅的制备方法很多,其中最常用的是高温(氧化)、(气相)淀积、PECVD淀积。
•16、半导体集成电路生产中,元件之间隔离有(Pn结介质)(Pn结隔离)(Pn 结介质混合)隔离等三种基本方法. •17、最常用的金属膜制备方法有(电阻)加热蒸发、(电子束)蒸发、(溅射)。
•18、热分解化学气相淀积二氧化硅是利用(含有硅的化合物)化合物,经过热分解反应,在基片表面淀积二氧化硅。
•19 杂质原子在半导体中的扩散机理比较复杂,但主要可分为(替位)扩散和(间隙)扩散两种。
•20 半导体材料可根据其性能、晶体结构、结晶程度、化学组成分类。
比较通用的则是根据其化学组成可分为(元素)半导体、(化合物)半导体、固溶半导体三大类。
•延生长方法比较多,其中主要的有(化学气相)外延、(液相)外延、金属有机化学气相外延、(分子束)外延、原子束外延、固相外延等。
一、填空题(每空1分,计20分)1、微电子器件制造用单晶材料的直径越来越大,大直径单晶的制备方法主要有 直拉法 和 区熔法 。
2、常用的测量SiO 2薄膜厚度的方式有 比色法 和 双光干涉法 。
3、在工艺中,可用热分解 硅烷(SiH 4) 进行多晶硅薄膜的淀积。
4、在集成电路制造工艺中,通常采用 蒸发 和 溅射 进行铝膜的制备。
5、曝光前,光刻胶对于特定显影液来说是可溶的,曝光后,不能溶解于此显影液中,此光刻胶为 负胶 (正胶或负胶)。
6、工艺中主要采用含 氟(F ) 的气体来进行SiO 2的干法刻蚀;同时,在刻蚀气体中,添加一定量的氧元素,可以 提高 (提高或降低)刻蚀速率。
7、在离子注入后,通常采用退火措施,可以消除由注入所产生的晶格损伤,常用的退火方式有 普通热退火 、 电子束退火 、 离子束退火 等。
8、常用的去胶方式有 溶剂去胶 、氧化去胶和 等离子体去胶 。
9、工艺中常用 磨角染色法 来测量扩散后的结深。
10、二氧化硅的湿法刻蚀中,采用的腐蚀液是 氢氟酸(HF ) ,而用于刻蚀氮化硅的腐蚀液通常是 热磷酸(H 3PO 4) 。
11、蒸发工艺中,常采用 钨丝(W ) 作为加热器。
12、光刻胶的核心成分是 感光树脂 。
二、选择题(每题2分,多项单项均有,计22分)1、加工净化车间的沾污类型主要有( A 、B 、C 、D )(A )颗粒 (B )金属杂质 (C )有机物沾污 (D )静电释放2、在IC 工艺中,制备高质量的SiO 2薄膜采用氧化方式,常用的氧化方式有(A 、B 、D ) (A )水汽氧化 (B )湿氧氧化 (C )热分解正硅酸乙酯 (D )干氧氧化3、SiO 2薄膜在微电子工艺中的主要用途有(A 、B 、C 、D ) (A )掺杂用的掩蔽膜 (B )对器件的保护和钝化作用 (C )器件间的隔离 (D )MOS 管的栅电极材料4、集成电路制造工艺中,对薄膜的质量有如下哪些要求(A 、B 、C 、D ) (A )好的厚度均匀性 (B )高纯度和高密度(C )良好的台阶覆盖 (D )良好的填充高的深宽比比间隙的能力5、薄膜淀积结束后,需进行的质量检测项目有哪些(A 、B 、C 、D )(A )膜厚 (B )折射率 (C )台阶覆盖率 (D )均匀性 6、根据掩膜版与晶片表面的接触,光学曝光有如下哪几种曝光方式(A 、B 、C ) (A )投影式 (B )接触式 (C )接近式 (D )步进式 7、下述哪些离子是等离子体(A 、B 、C 、D )(A )电子 (B )带电离子 (C )带电原子 (D )带电分子 8、在热扩散工艺中,需要控制的工艺参数主要有(A 、B 、C )(A )扩散时间 (B )扩散温度 (C )杂质源流量 (D )离子能量 9、下列哪种物质是磷扩散时的固态杂质源( D )(A )BBr 3 (B )POCl 3 (C )PH 3 (D )偏磷酸铝 10、离子注入机中,偏束器的作用是( C )(A )加速 (B )产生离子 (C )消除中性离子 (D )注入扫描 11、下述哪些措施可以有效消除沟道效应(A 、C 、D ) (A )大剂量注入 (B )降低靶温 (C )增大注入的倾斜角度 (D )增加靶温三、判断题(每题1分,计14分)1、在氢氧合成氧化工艺中,要定期检查氢气、氧气、氮气气体管道是否存在漏气。
半导体试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 半导体材料的导电性介于金属和绝缘体之间,这是因为:A. 半导体材料内部存在大量的自由电子B. 半导体材料内部存在大量的空穴C. 半导体材料的能带结构D. 半导体材料的晶格结构答案:C2. 下列哪种掺杂方式可以增加半导体的导电性?A. N型掺杂B. P型掺杂C. 同时进行N型和P型掺杂D. 不进行任何掺杂答案:A3. 半导体的PN结在正向偏置时,其导通的原因是:A. 电子从P区注入N区B. 空穴从N区注入P区C. 电子和空穴的复合D. 电子和空穴的注入答案:D4. 半导体器件中,晶体管的放大作用主要依赖于:A. 基极电流B. 发射极电流C. 集电极电流D. 所有电流的总和5. 下列哪种材料不适合作为半导体材料?A. 硅B. 锗C. 铜D. 砷化镓答案:C6. 半导体器件的最小特征尺寸缩小,可以带来以下哪些好处?A. 降低成本B. 提高速度C. 减少功耗D. 所有以上答案:D7. 在半导体工艺中,光刻技术主要用于:A. 制造晶体管B. 制造集成电路C. 制造绝缘体D. 制造导线答案:B8. 半导体的能带理论中,价带和导带之间的区域被称为:A. 能隙B. 能级C. 能带D. 能区答案:A9. 下列哪种半导体器件具有记忆功能?B. 晶体管C. 存储器D. 逻辑门答案:C10. 半导体器件的热稳定性主要取决于:A. 材料的热导率B. 器件的散热设计C. 器件的制造工艺D. 所有以上答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 半导体材料的特性包括:A. 导电性B. 绝缘性C. 半导体性D. 磁性答案:AC2. 下列哪些因素会影响半导体器件的性能?A. 温度B. 湿度C. 光照D. 电压答案:ABC3. 半导体器件的类型包括:A. 二极管B. 晶体管C. 集成电路D. 电阻答案:ABC4. 下列哪些是半导体材料的掺杂元素?A. 硼B. 磷C. 铜D. 锗答案:AB5. 在半导体工艺中,下列哪些步骤是必要的?A. 清洗B. 氧化C. 蒸发D. 抛光答案:ABC三、填空题(每题2分,共20分)1. 半导体材料的导电性主要依赖于______。
半导体芯片制造中、高级工考试题1、填空(江南博哥)大容量可编程逻辑器件分为()和()。
解析:复杂可编程逻辑器件;现场可编程门阵列2、单选人们规定:()电压为安全电压.A.36伏以下B.50伏以下C.24伏以下答案:A3、问答题对于大尺寸的MOS管版图设计,适合采用什么样的版图结构?简述原因。
解析:(1)S管的版图一般采用并联晶体管结构。
采用并联晶体管结构后,可共用源区和漏区,使得在同样宽长比的情况下,漏区和源区的面积被减小,并因此使得器件源极和漏极的PN 结电容被减小,对提高电路的动态性能很有好处。
(2)寸器件在版图设计时还采用折叠的方式减小一维方向上的尺寸。
因为器件的尺寸大,即叉指的个数较多,如果采用简单并列的方式,将由于叉指到信号引入点的距离不同引起信号强度的差异。
同时,由于在一维方向上的工艺离散性,也将导致最左端的叉指和最右端的叉指所对应的并联器件在参数和结构上产生失配。
4、填空在一个晶圆上分布着许多块集成电路,在封装时将各块集成电路切开时的切口叫()。
解析:划片槽5、填空半导体材料可根据其性能、晶体结构、结晶程度、化学组成分类。
比较通用的则是根据其化学组成可分为元素()、()半导体、固溶半导体三大类。
解析:半导体;化合物6、问答题叙述H2还原SiCl4外延的原理,写出化学方程式。
解析:在气相外延生长过程中,首先是反应剂输运到衬底表面;接着是它在衬底便面发生反应释放出硅原子,硅原子按衬底晶向成核,长大成为单晶层。
化学方程式如下:7、填空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。
解析:酸性;氧化性8、问答题集成电路封装有哪些作用?解析:(1)机械支撑和机械保护作用。
(2)传输信号和分配电源的作用。
(3)热耗散的作用。
(4)环境保护的作用。
9、填空外延生长方法比较多,其中主要的有()外延、()外延、金属有机化学气相外延、分子束外延、()、固相外延等。
解析:化学气相;液相;原子束外延10、填空半导体材料有两种载流子参加导电,具有两种导电类型。
第五章图形转移1.典型的光刻工艺主要有哪几步?简述各步骤的作用。
涂胶:在衬底上涂布一层光刻胶前烘:蒸发光刻胶中的溶剂对准:保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准曝光:使光刻胶产生化学反应而变性曝光后烘烤:减少驻波效应;激发化学增强光刻胶的PAG产生的酸与光刻胶上的保护基团,发生反应并移除基团使之能溶解于显影。
显影:显影液溶剂溶解掉光刻胶中软化部分,将图形从掩膜版转移到光刻胶上坚膜:完全蒸发掉光刻胶里面的溶剂,提高光刻胶在离子注入或刻蚀中保护下表面的能力,进一步增强光刻胶与硅片表面之间的粘附性,减少驻波效应显影检查:检查图形是否对准,临界尺寸及表面是否良好2.光刻对准标记中RA,GA,FA分别是什么?它们有什么用?投影机-掩膜版对准标记(Retical Alignment,RA)在投影掩膜版的左右两侧,与安装在步进机机身上的对准标记对准。
整场对准标记(Global Alignment,GA)在第一次曝光时被光刻在硅片左右两边,被用于每个硅片的粗对准。
精对准标记(Fine Alignment,FA)每个场曝光时被光刻,用于每个硅片曝光场和投影掩膜版的对准调节。
3.什么是光刻胶的对比度?它对曝光图形产生什么样的影响?光刻胶的对比度()是对光刻胶完全曝光所需要的最小剂量和光刻胶不发生曝光效果所允许的最大剂量比例的函数,表征的是曝光并显影后从曝光区域到非曝光区域的图形侧壁陡峭程度。
对比度越大,显影后光刻胶侧壁越陡峭,图形越明晰。
4.什么是光刻中常见的表面反射和驻波效应?如何解决?穿过光刻胶的光会从晶圆片表面反射出来,从而改变投入光刻胶的光学能量。
当晶圆片表面有高度差时,表面反射会导致线条缺失,无法控制图形,这就是表面反射和驻波效应。
解决方法:改变沉积速率以控制薄膜的反射率;避免薄膜表面高度差,表面平坦化处理(CMP);光刻胶下涂覆抗反射的聚合物(Anti-reflect coating,ARC)5.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。
半导体制造技术题库一1、问答题画出侧墙转移工艺和self-aligned double patterning(SADP)的工艺流程图。
解析:2、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。
解析:寄生电阻和寄生电容造成的延迟。
电子在导电过程中会撞击导体中的离子,将动量转移给离子从而推动离子发生缓慢移动。
该现象称为电迁移。
在导电过程中,电迁移不断积累,并最终在导体中产生分散的缺陷。
这些缺陷随后集合成大的空洞,造成断路。
因此,电迁移直接影响电路的可靠性。
采用铜互连可大幅降低金属互连线的电阻从而减少互连造成的延迟。
铜的电迁移比铝材料小很多:铜的晶格扩散的激活能为2.2eV,晶界扩散结合能在0.7到1.2eV之间;而铝分别为1.4eV和0.4-0.8eV.采用低介电常数材料填充平行导线之间的空间可降低金属互连线之间的电容从而减少延迟。
采用铜/low-k互连可大幅减小互连pitch,从而减少互连金属层数。
3、问答题简述APCVD、LPCVD、PECVD的特点。
解析: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,apcvd一般是由质量输运控制淀积速率一个主要问题是颗粒的形成。
在气体注入器处可能发生异质淀积,在淀积了若干晶圆片后,颗粒变大剥落并落在晶圆片表面。
为避免这一问题可采用多通道的喷头设计。
lpcvd——低压化学气相淀积系统淀积的某些薄膜,在均匀性和台阶覆盖等方面比apcvd系统的要好,而且污染也少。
另外,在不使用稀释气体的情况下,通过降低压强就可以降低气相成核。
br="">在LPCVD系统中,因为低压使得扩散率增加,因此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。
第四章氧化1.简述几种常用的氧化方法及其特点。
答:(1)干氧氧化在高温下,氧气与硅反应生成SiO2,其反应为干氧氧化的生成的SiO2结构致密、干燥、均匀性和重复性好,掩蔽能力强,与光刻胶粘附性好,然而干氧氧化法的生长速率慢,所以经常同湿氧氧化方法相结合生长SiO2。
(2)水汽氧化在高温下,硅与高纯水产生的蒸汽反应生成SiO2,其反应为:产生的分子沿界面或者以扩散方式通过层散离。
因为水比氧在中有更高的扩散系数和大得多的溶解度,所以水汽氧化的速率一般比较高。
(3)湿氧氧化湿氧氧化的氧化剂是通过高纯水的氧气,高纯水一般被加热到95左右。
通过高纯水的氧气携带一定水蒸气,所以湿氧氧化的氧化剂既含有氧,又含有水汽。
因此,的生长速率介于干氧和水汽氧化之间,与氧气流量、水汽的含量有着密切的关系。
(4)氢氧合成氧化采用高温合成技术进行水汽氧化,在这种氧化系统中,氧化剂是由纯氢和纯氧直接反应生成的水汽,可在很宽的范围内变化的压力。
(5)快速热氧化使用快速热氧化设备进行氧化,用于制造非常薄(<30埃)的氧化层。
2.说明的结构和性质,并简述结晶型和无定型的区别。
答:的中心是Si原子,四个顶点是O原子,顶角上的4个O原子正好与Si原子的4个价电子形成共价键,相邻的Si-O四面体是靠Si-O-Si键桥连接。
其密度一般为2.20g/,熔点1700左右,折射率为波长的函数,密度较大则折射率较大,化学性质十分稳定,室温下只与HF发生反应。
结晶型由Si-O四面体在空间规则排列构成,每个顶角的O原子与两个相邻四面体中心的Si原子形成共价键,Si-O-Si键桥的角度为144;无定型的Si-O四面体的空间排列没有规律,Si-O-Si键桥的角度不固定,在110之间,平均值.相比之下,无定型网络疏松,不均匀,有孔洞。
3.以为例说明的掩蔽过程。
答:当与接触时,就转变为含磷的玻璃体(PSG),其变化过程如图所示。
(a)扩散刚开始,只有靠近表面的转变为含磷的玻璃体;(b)随着扩散的进行,大部分层转变为含磷的玻璃体;(c)整个层都转变为含磷的玻璃体;(d)在层完全转变为玻璃体后,又经过一定时间,层保护的硅中磷已经扩进一定深度。
半导体芯片制造高级工考试试题•一、填空题• 1.禁带宽度的大小决定着(电子从价带跳到导带)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。
• 2.硅片减薄腐蚀液为氢氟酸和硝酸系腐蚀液。
砷化镓片用( 硫酸)系、氢氧化氨系蚀腐蚀液。
• 3. 铝丝与铝金属化层之间用加热、加压的方法不能获得牢固的焊接,甚至根本无法实现焊接的原因是铝的表面在空气中极易生成一层(氧化物),它们阻挡了铝原子之间的紧密接触,达不到原子之间引力范围的间距。
• 4. 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(组装)。
• 5.钎焊包括合金烧结、共晶焊;聚合物焊又可分为(导电胶粘接)、( 银浆烧结)等。
• 6. 金丝球焊的优点是无方向性,键合强度一般( 大于)同类电极系统的楔刀焊接。
•7. 芯片焊接质量通常进行镜检和( 剪切强度)两项试验。
•8. 如果热压楔形键合小于引线直径1.5倍或大于3.0倍,其长度小于1.5倍或大于6.0倍,判引线键合( 不合格)。
•9. 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( 湿度)控制。
•10 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( 可靠性)设计也包含在这三部分中间。
•11. 厚膜混合集成电路的基片种类很多,目前常用的有:氧化铝陶瓷,( 氧化铍陶瓷),氮化铝(A1N)陶瓷。
•12.微波混合集成电路是指工作频率从300 MHz~100 kMHz的混合集成电路,可分为分布参数微波混合集成电路和( 集总参数)微波混合集成电路两类。
•13.外延层的迁移率低的因素有原材料纯度(不够);反应室漏气;外延层的晶体(质量差);系统沾污等;载气纯度不够;外延层晶体缺陷多;生长工艺条件不适宜。
•14.离子注入杂质浓度分布中最重要的二个射程参数是(平均投影射程)和(平均投影标准差)。
半导体行业资讯面试题及答案一、单选题1. 半导体材料中,硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,被称为:A. 导体B. 绝缘体C. 半导体D. 超导体答案:C2. 下列哪个不是半导体器件的制造工艺:A. 光刻B. 蚀刻C. 扩散D. 焊接答案:D3. CMOS技术中,"CMOS"代表的是:A. Complementary Metal Oxide SemiconductorB. Circuit Model Operational SystemC. Computerized Memory Operating SystemD. Communication Module Operating System答案:A二、多选题1. 以下哪些因素会影响半导体器件的性能?A. 温度B. 湿度C. 电压D. 材料纯度答案:A, C, D2. 半导体行业的应用领域包括:A. 计算机B. 通信C. 医疗设备D. 航空航天答案:A, B, C, D三、判断题1. 半导体器件的制造过程中,不需要使用超纯水。
(错误)2. 半导体行业的发展对全球经济有着重要的影响。
(正确)四、简答题1. 简述半导体材料的基本特性。
答案:半导体材料的基本特性是导电性能介于导体和绝缘体之间,可以通过掺杂、温度变化等手段调节其导电性。
2. 什么是摩尔定律?它对半导体行业有何影响?答案:摩尔定律是由英特尔联合创始人戈登·摩尔提出的,预测集成电路上可容纳的晶体管数量大约每两年翻一番,性能也随之提升。
这一定律推动了半导体行业的快速发展,但也带来了技术瓶颈和成本上升等问题。
五、论述题1. 论述半导体行业在现代科技中的重要性及其面临的挑战。
答案:半导体行业是现代科技的基石,几乎所有的电子设备都依赖于半导体器件。
其重要性体现在推动了信息技术、通信技术、人工智能等领域的发展。
面临的挑战包括技术瓶颈、材料成本上升、环境影响以及国际竞争等。
六、案例分析题1. 某半导体公司计划开发一款新型的微处理器,需要考虑哪些关键因素?答案:开发新型微处理器需要考虑的关键因素包括市场需求分析、技术可行性研究、成本预算、生产周期、竞争对手分析、环境影响评估以及后续的市场营销策略等。
一、填空题(每空1分,计31分)
1、工艺上用于四氯化硅的提纯方法有 吸附法 和 精馏法 。
2、在晶片表面图形形成过程中,一般通过腐蚀的方法将抗蚀膜图形转移到晶片上,腐蚀的方法有 湿法腐蚀 和 干法腐蚀 。
3、直拉法制备单晶硅的过程是:清洁处理——装炉——加热融化——拉晶,其中拉晶是最主要的工序,拉晶包括 下种 、 缩颈 、放肩、 等径生长 和收尾拉光等过程。
3、抛光是晶片表面主要的精细加工过程,抛光的主要方式有 化学抛光 、 机械抛光 和 化学机械抛光 。
4、掺杂技术包括有 热扩散 、 离子注入 、合金和中子嬗变等多种方法。
5、晶片中的锂、钠、钾等碱金属杂质,通常以 间隙式 (空位式或间隙式)扩散方式在晶片内部扩散,并且这类杂质通常称为 快扩散 (快扩散或慢扩散)杂质。
6、在有限表面源扩散中,其扩散后的杂质浓度分布函数符合 高斯分布函数 ; 而在恒定表面源扩散中,其扩散后的杂质浓度分布函数符合 余误差分布函数 。
7、在离子注入法的掺杂过程中,注入离子在非晶靶中的浓度分布函数满足对称的高斯分布,其浓度最大位于 R P 处。
8、在离子注入后,通常采用退火措施,可以消除由注入所产生的晶格损伤,常用的退火方式有 电子束退火 、 离子束退火 、 激光退火 。
9、根据分凝现象,若K 0>1,则分凝后杂质集中在 尾部 (头部或尾部);若K 0<1,则杂质分凝后集中在 头部 (同上)。
10、把硅片置于氯化氢和氧气的混合气体中进行的氧化,称为 掺氯氧化 。
11、在二氧化硅的热氧化方法中,氧化速度最快的是 干氧氧化 方法。
12、氢氧合成氧化设备中,两个重要的保险装置是 氢气流量保险装置 和 温度保险装置 。
13、工艺中常用的测量二氧化硅厚度的方法有 比色法 和 椭圆偏振光法 。
14、固态源硼扩散中常用的硼源是 氮化硼 ,常用的液态磷源是 三氯氧磷 。
15、箱法扩散在工艺中重要用来进行TTL 电路 隐埋层 的锑扩散。
二、选择题(每题2分,单项多项均有,计12分)
1、 在SiO 2网络中,如果掺入了磷元素,能使网络结构变得更( A ) (A )疏松 (B )紧密 (C )视磷元素剂量而言
2、 在微电子加工环境中,进入洁净区的工作人员必须注意以下事项(A 、B 、C 、D )
(A ) 进入洁净区要先穿戴好专用净化工作服、鞋、帽。
(B ) 进入洁净区前先在风淋室风淋30秒,然后才能进入。
(C ) 每周洗工作服,洗澡、理发、剪指甲,不用化妆品。
(D ) 与工作无关的纸张、书报等杂物不得带入。
3、离子注入设备的组成部分有(A 、B 、C 、D )
(A )离子源 (B )质量分析器 (C )扫描器 (D )电子蔟射器 4、CVD 淀积法的特点有(A 、C 、D )
(A )淀积温度比较低 (B )吸附不会影响淀积速度
(C )淀积材料可以直接淀积在单晶基片上 (D )样品本身不参与化学反应
5、 工艺中消除沟道效应的措施有(A 、B 、C 、D )
(A )增大注入剂量 (B )增大注入速度 (C )增加靶温 (D )通过淀积膜注入 6、液态源硼扩散所选用的硼源有(A 、B 、C ) (A )硼酸三甲脂 (B )硼酸三丙脂 (C )三溴化硼 (D )三氯氧磷
三、判断(每题1分,计10分)
1、Ⅰ号液是碱性过氧化氢清洗液。
( R )
2、筛选器是用来去除杂质离子的设备。
( R )
3、石墨基座的清洁处理,首先用王水煮沸,再用去离子水冲洗。
( R )
4、注入窗口中淀积的二氧化硅薄层是起退沟道的作用。
( R )
5、以一般能量注入的重离子,在进入靶片中,以电子阻挡为主。
( F )
6、硅烷热分解法淀积中,一旦源变成黄色就不能使用。
( R )
7、在二氧化硅氧化膜中,可动钠离子含量要求越高越好。
( F )
8、二氧化硅中的宏观缺陷是指用肉眼可以直接观察到的缺陷。
( R )
9、氮化硼(BN )是常用的固态硼杂质扩散源。
( R ) 10、用四探针法可以测试扩散后的结深。
( R )
四、名词解释(每题5分,计20分)
1、杂质分凝
答:杂质在晶体中有一定分布,在固态中和液态中的分布又不一样,在晶体提纯时,利用杂质在晶体固态和液态的分布不一样,进行提纯,将杂质集中在晶体的头部或尾部,达到提纯的
装
订
班级 姓名
学号
成绩 -
学年第 学期 半导
第 学期 半导体制造工艺
半
导体制造工艺
目的。
2、鸟嘴效应
答:硅氧化成二氧化硅后体积会膨胀,所以窗口经热氧化会形成高度为0.55z ox的台阶。
而掩蔽氧化的Si3N4-SiO2图形周边由于受上述台阶的影响而向上翘起,形成所谓的鸟嘴效应。
3、沟道效应
答:在单晶硅中,晶体原子都是严格按照周期性排列,若注入离子垂直入射,离管道两边的硅原子距离都较远,所以受到硅原子碰撞的几率就很小,离子主要以电子碰撞为主,这样,其能力损失就很微弱,离子射程就很深,这句是沟道效应。
4、溅射
答:溅射是制备薄膜的一种方式,它是通过在真空系统中,采用辉光放电,产生等离子体,然后轰击溅射源材料,将源材料上的靶原子打出,沉积在衬底上,从而在衬底上得到一层满足要求的薄膜。
五、简答题(每题8分,计16分)
1、请阐述离子注入掺杂法的优点(至少4点)
答:(1)低温工艺;(2分)
(2)离子通过精细筛选,掺杂纯度高;(2分)
(3)掺杂浓度不受固溶度的限制;(2分)
(4)对注入掩蔽膜的选择较广;(2分)
2、简述进行硅化反应的原因、步骤及原理。
答:金属Al与半导体之间的接触不是很好,接触电阻大,为了改善金属与半导体之间的接触,常常通过在硅表面形成一层金属硅化物,与金属形成合金,以提高接触性能;(3分)
W+2Si Wsi2 (2分)
制备过程:在半导体表面,通过蒸发工艺淀积一层金属W,通过合金,形成金属硅化物,然后再在表面淀积金属铝层,形成金属互联线。
(3分)六、计算题(11分)
已知硅n型外延层的电阻率为0.5Ω·㎝,现用硼离子注入法来形成基区,其能量为60keV,若注入剂量为1015cm-2,试求注入的峰值浓度、结深及注入离子的平均浓度。
(注:由E~△RP
曲线可得,当E为60 keV时,查表知△RP值为0.05µm。
)
解:由能量为60Kev,可得:△RP=0.05µm (1分)
则有N max=0.4Q0/△RP=0.4×1×1015/0.05×10-4=8×1019 (3分)
又△RP≈0.3RP
故:RP=△RP/0.3≈0.17µm (2分)
又N b=2×1016, 则有
Z j=RP+1.414△RP(ln(N max/ N b))1/2
=0.7×10-6+10414×0.05×10-6(ln(8×1019/2×1016)) 1/2
=0.86µm (3分)
注入离子的平均浓度为:
Q0/ Z j=1×1015/0.86×10-4(2分)。