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半导体工艺与制造技术习题答案(第三章)

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半导体物理学第三章习题和答案

半导体物理学第三章习题和答案

半导体物理学第三章习题和答案第三章习题和答案1. 计算能量在E=Ec 到2*n2C L2m100EE之间单位体积中的量子态数。

解：2. 试证明实际硅、锗中导带底附近状态密度公式为式（3-6）。

3. 当E-E F为，4k0T, 10kT时，分别用费米分布函数和玻耳兹曼分布函数计算电子占据各该能级的概率。

4. 画出-78o C、室温（27 o C）、500 o C三个温度下的费米分布函数曲线，并进行比较。

5. 利用表3-2中的m*n ，m*p数值，计算硅、锗、砷化镓在室温下的NC ,NV以及本征载流子的浓度。

所以假设本征费米能级在禁带中间合理，特别是温度不太高的情况下。

7. ①在室温下，锗的有效态密度Nc =1019cm-3，NV=1018cm-3，试求锗的载流子有效质量m*nm*p。

计算77K时的NC 和NV。

已知300K时，Eg=。

77k时Eg=。

求这两个温度时锗的本征载流子浓度。

②77K时，锗的电子浓度为1017cm-3 ，假定受主浓度为零，而Ec -ED=，求锗中施主浓度ED为多少？8. 利用题 7所给的Nc 和NV数值及Eg=，求温度为300K和500K时，含施主浓度ND=51015cm-3，受主9.计算施主杂质浓度分别为1016cm3，,1018 cm-3，1019cm-3的硅在室温下的费米能级，并假定杂质是全部电离，再用算出的的费米能级核对一下，上述假定是否在每一种情况下都成立。

计算时，取施主能级在导带底下的面的。

10. 以施主杂质电离90%作为强电离的标准，求掺砷的n型锗在300K时，以杂质电离为主的饱和区掺杂质的浓度范围。

11. 若锗中施主杂质电离能ED =，施主杂质浓度分别为ND=1014cm-3j及1017cm-3。

计算①99%电离；②90%电离；③50%电离时温度各为多少？13. 有一块掺磷的n 型硅，N D =1015cm -3,分别计算温度为①77K ；②300K ；③500K ；④800K 时导带中电子浓度（本征载流子浓度数值查图3-7）14. 计算含有施主杂质浓度为N D =91015cm -3，及受主杂质浓度为1016cm 3，的硅在33K 时的电子和空穴浓度以及费米能级的位置。

半导体制造技术智慧树知到答案章节测试2023年上海工程技术大学

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第一章测试1.“摩尔定律”是（）提出的？A:1965年B:1958年C:1960D:1970年答案:A2.第一个晶体管是（）材料晶体管？A:锗B:硅C:碳答案:A3.戈登摩尔是（）科学家。

A:德国B:美国C:法国D:英国答案:B4.第一个集成电路在（）被研制。

A:1960B:1955C:1965D:1958答案:D5.（）被称为中国“芯片之父”。

1、A:邓中翰B:许居衍C:沈绪榜D:吴德馨答案:A第二章测试1.硅在地壳中的储量为（）。

A:第四B:第二C:第三D:第一答案:B2.脱氧后的沙子主要以（）的形式。

A:碳化硅B:硅C:二氧化硅答案:C3.半导体级硅的纯度（）。

A:99.99999％B:99.999999％C:99.999％D:99.9999999％答案:D4.西门子工艺制备得到的硅为单晶硅。

（）A:对B:错答案:B5.一片硅片只有一个定位边。

（）A:错B:对答案:A6.晶面指数（m1 m2 m3）： m1 、m2 、m3分别为晶面在X、Y、Z轴上截距的倒数。

（）A:错B:对答案:B第三章测试1.通过薄膜淀积方法生长薄膜不消耗衬底的材料。

（）A:对B:错答案:A2.热氧化法在硅衬底上制备二氧化硅需要消耗硅衬底。

（）A:错B:对答案:B3.二氧化硅可以与氢氟酸发生反应。

（）A:错B:对答案:B4.薄膜的密度越大，表明致密性越低。

（）A:对B:错答案:B5.电阻率，表征导电能力的参数，同一种物质的电阻率在任何情况下都是不变的。

（）A:错B:对答案:A第四章测试1.光刻本质上是光刻胶的光化学反应。

（）A:错B:对答案:B2.一个透镜的数值孔径越大就能把更少的衍射光会聚到一点。

（）A:错B:对答案:A3.使用正胶进行光刻时，晶片上所得到的图形与掩膜版图形相同。

（）A:错B:对答案:B4.使用负胶进行光刻时，晶片上得到的图形与掩膜版上的图形相反。

（）A:对B:错答案:A5.正性光刻胶经过曝光后，可以溶解于显影液。

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） 、杂质分布形式：在表面浓度 Cs 一定的情况下，扩散时间越长，杂质 主要特点： 扩散的就越深，扩到硅内的杂质数量也就越多。
x 2 Dterfc 1 （2）、结深： j
CB A Dt Cs
x2
Cs 4 Dt C ( x, t ) | x ,t e （3）、杂质浓度梯度： x Dt
4、写出菲克第一定律和第二定律的表达式，并解释其含义。
费克第一定律 C 杂质浓度 D 扩散系数(单位为 cm2/s) J 材料净流量（单位时间内流过单位面积的原子个数） 解释：如果在一个有限的基体中杂质浓度 C(x, t)存在梯度分布，则杂质 将会产生扩散运动，杂质的扩散流密度 J 正比于杂质浓度梯度 C/ x，比 例系数 D 定义为杂质在基体中的扩散系数。 1、杂质的扩散方向是使杂质浓度梯度变小。如果扩散时间足够长，则杂质分布 逐渐变得均匀。 2、当浓度梯度变小时，扩散减缓。 3、D 依赖于扩散温度、杂质的类型以及杂质浓度等。 菲克第二定律
可得
代入第一定律方程则得到第二方程。即杂质在材料
中沿某一方向浓度随时间变化率是由于扩散所引起的。
5、以 P2O5 为例，多晶硅中杂质扩散的方式及分布情况。
由于 P2O5 的晶粒较大，因此主要形成 B 类分
6.分别写出恒定表面源扩散和有限表面源扩散的边界条件、初始条件、 扩散杂质的分布函数，简述这两种扩散的特点
如果假设扩散系数 D 为常数，这种假设在低杂质浓度情况下是正确的，则得
解释： 菲克第二定律即为一维扩散方程 沿扩散方向，从 x 到 x+Δx，面积为Δs 的一个小体积元内的杂质数量随时间的 变化情况。设在小体积元Δv=ΔxΔs 内的杂质分布是均匀的。体积元内的杂质 浓 度 为 C(x, t) ， 经 过 Δ t 时 间 ， 该 体 积 元 内 杂 质 变 化 量 为 ，杂质在 x 处的扩散流密度分别为 J(x,t)则 在 Δ t 时 间 内 通 过 x 处 和 x+ Δ x 处 的 杂 质 流 量 差 为 ，假设体积元内的杂质不产生也不消失，

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

半导体物理学第三章习题和答案

半导体物理学第三章习题和答案

时 Eg=0.76eV。求这两个温度时锗的本征载流子浓度。②77K 时，锗的电子浓度为 1017cm-3 ，假定受主浓度为零，而 Ec-ED=0.01eV，求锗中施主浓度 ED 为多少？
3 k 0Tmn ) 2 2 2
7 （ .1 ）根据N c 2( N v 2( k 0Tm p 2
' ' N（ C 77 K） 3 T N（ T C 300 K） ' NC NC （
77 3 77 3 ） 1.05 1019 （ ） 1.37 1018 / cm 3 300 300
' NV NV （
77 3 77 3 ） 3.9 1018 （ ） 5.08 1017 / cm 3 300 300
5. 利用表 3-2 中的 m*n，m*p 数值，计算硅、锗、砷化镓在室温下的 NC , NV 以及本征载
流子的浓度。
3 2koTmn 2 N 2 ( ) C 2 h 2koTm p 32 5 N v 2( ) h2 Eg 1 2 koT 2 n i ( N c N v ) e Ge : mn 0.56m0 ; m p o.37 m0 ; E g 0.67ev si : mn 1.08m0 ; m p o.59m0 ; E g 1.12ev Ga As : mn 0.068m0 ; m p o.47 m0 ; E g 1.428ev
0.037
nD ND
30%不成立
80%10%不成立 0.023 1 0.026 1 e 2 ' （2） 求出硅中施主在室温下全部电离的上限 2N E D ( D )e D (未电离施主占总电离杂质数的百分比） NC koT 10% 0.1N C 0.026 2 N D 0.05 e , ND e 2.5 1017 / cm 3 N C 0.026 2

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)

常用術語翻譯active region 有源區2.active component有源器件3.Anneal退火4.atmospheric pressure CVD (APCVD) 常壓化學氣相澱積5.BEOL（生產線）後端工序6.BiCMOS雙極CMOS7.bonding wire 焊線，引線8.BPSG 硼磷矽玻璃9.channel length溝道長度10.chemical vapor deposition (CVD) 化學氣相澱積11.chemical mechanical planarization (CMP)化學機械平坦化12.damascene 大馬士革工藝13.deposition澱積14.diffusion 擴散15.dopant concentration摻雜濃度16.dry oxidation 幹法氧化17.epitaxial layer 外延層18.etch rate 刻蝕速率19.fabrication制造20.gate oxide 柵氧化矽21.IC reliability 集成電路可靠性22.interlayer dielectric 層間介質（ILD）23.ion implanter 離子注入機24.magnetron sputtering 磁控濺射25.metalorganic CVD(MOCVD)金屬有機化學氣相澱積26.pc board 印刷電路板27.plasma enhanced CVD(PECVD) 等離子體增強CVD28.polish 拋光29.RF sputtering 射頻濺射30.silicon on insulator絕緣體上矽（SOI）第一章半導體產業介紹1. 什麼叫集成電路？寫出集成電路發展の五個時代及晶體管の數量？(15分)集成電路：將多個電子元件集成在一塊襯底上，完成一定の電路或系統功能。

集成電路芯片/元件數產業周期無集成 1 1960年前小規模(SSI) 2到50 20世紀60年代前期中規模(MSI) 50到5000 20世紀60年代到70年代前期大規模(LSI) 5000到10萬 20世紀70年代前期到後期超大規模(VLSI) 10萬到100萬 20世紀70年代後期到80年代後期甚大規模(ULSI) 大於100萬 20世紀90年代後期到現在2. 寫出IC 制造の５個步驟？(15分)Wafer preparation(矽片准備)Wafer fabrication (矽片制造)Wafer test/sort (矽片測試和揀選)Assembly and packaging (裝配和封裝)Final test(終測)3. 寫出半導體產業發展方向？什麼是摩爾定律？(15分)發展方向：提高芯片性能——提升速度(關鍵尺寸降低,集成度提高,研發采用新材料)，降低功耗。

半导体物理分章答案第三章


（5） （6）
2、n型半导体的载流子浓度
假设只含有一种n型杂质。
在热平衡条件下，半导体是电中性的：
n0 = p0 + nD+
（7）
EC EF
而
n0 N C e k0T
EF EV
p0 N V e k0T
将上两式和（5）式一起代入（7）式中，即
ECEF
EFEV
NCe k0T NVe k0T
•电子占据施主能级ED的几率
•空穴占据受主能级EA的几率
f
D
(E)
1
1
1
ED EF
e k0T
2
（1）
•杂质能级上未电离的载流子浓度
施主能级上的电子浓度：
nD=NDfD(E)
（3）
•电离杂质的浓度
f
A(E)
1
1
1
EF EA
e k0T
2
（2）
受主能级上的空穴浓度：
pA=NAfA(E)
（4）
电离施主的浓度：nD+=ND-nD=ND[1-fD(E)] 电离受主的浓度：pA-=NA-pA=NA[1-fA(E)]
（3） （4）
可以见到：NC T3/2 和 NV T3/2
且，
E CE V
E g
n0p0N CN Ve k0T N CN Vek0T
（5）
§3.3 本征半导体的载流子浓度
Carriers Density of Intrinsic Semiconductors
本征半导体满足：n0=p0=ni 。本征载流子浓度是温 度T的函数。
（2）过渡区 特征：本征激发不能忽略，杂质全电离。 电中性条件为：n0=p0+ND

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。

半导体工艺《半导体制造技术》答案

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
备片初氧氧化N 阱光刻N 阱磷注入
刻蚀初氧层P 阱光刻P 阱硼注入
阱推进
垫氧氧化→氮化硅沉积→光刻有源区→氮化硅刻蚀
电子科技大学微电子与固体电子学院
2013 年 5 月 8 日
光刻 NMOS 管场区→NMOS 管场区硼注入
选择性氧化氮化硅去除
栅氧氧化多晶硅沉积多晶硅掺磷多晶硅光刻多晶硅刻蚀
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。

半导体物理第三章习题答案

第三章习题和答案1. 计算能量在E=E c 到2*n 2C L 2m 100E E h π+= 之间单位体积中的量子态数。

解：2. 试证明实际硅、锗中导带底附近状态密度公式为式（3-6）。

)(21)(,)"(2)()(,)(,)()(2~.2'213''''''2'21'21'21'2222222C a a lt t z y x ac c zla z y t a y x t a xz t y x C C C e E E m hk V m m m m k g k k k k k m h E k E k m m k k m m k k m m k m lk m k k h E k E K K E G si -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅=+++====+++=*****系中的态密度在等能面仍为球形等能面系中在则：令）（关系为）（半导体的、证明：322233*28100E 21233*22100E 0021233*231000L 8100)(3222)(22)(1Z VZZ )(Z )(22)(2322C22C L E m h E E E m V dE E E m V dE E g Vd dEE g d E E m V E g cn c Cnlm h E C nlm E C nn c n c πππππ=+-=-====-=*++⎰⎰**h hhh ）（）（单位体积内的量子态数）（[]3123221232'2123231'2'''')()2(4)()(111100)()(24)(4)()(~ltnc n c l t t z m m sm VE E hm E sg E g si V E E h m m m dE dz E g dkk k g Vk k g d k dE E E =-==∴-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅⋅•==∴•=∇•=+**πππ）方向有四个，锗在（旋转椭球，个方向，有六个对称的导带底在对于即状态数。

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4.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。
氧化增强扩散机理：硅氧化时，在 Si-SiO2 界面附近产生了大量的间隙 Si 原子，过剩的间 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 变为间隙 B。当间隙 B 的近邻 晶格没有空位时，间隙 B 就以间隙方式运动；如果间隙 B 的近邻晶格出现空位时，间隙 B 又可以进入空位变为替位 B。这样，杂质 B 就以替位-间隙交替的方式运动，其扩散速度比 单纯的替位式扩散要快。 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
3.杂质原子的扩散方式有几种？它们各自发生的条件是什么？
答：杂质原子的扩散方式主要有替位式和间隙式两大类。其中替位式分为交换式和空位式。 交换式是由于相邻两原子有足够高的能量，互相交换位置；空位式是由于有晶格空位，相邻 原子能够移动过来。间隙式分为挤出机制和 Frank-Turnbull 机制，挤出机制中，杂质原子踢 出晶格位置上的原子，进入晶格位置；Frank-Turnbull 机制中，杂质原子以间隙的方式进行 扩散运动，遇到空位可被俘获，成为替位杂质。
菲克第二定律表达式为：
针对不同边界条件求出该方程的解，可得出杂质浓度 C 的分布，即 C 与 x，t 的关系。
6.分别写出恒定表面源扩散和有限表面源扩散的边界条件、初始条件、扩散杂质 的分布函数，简述这两种扩散的特点。
答：（1）恒定表面源扩散 边界条件： 初始条件： 扩散杂质的分布函数，服从余误差分布
特点： 杂质分布形式：表面杂质浓度 Cs；时间、温度与扩进杂质总量； 结深：温度、时间与结深； 杂质浓度梯度：Cs 越大或 D 越小的杂质，扩散后的浓度梯度将越大。
（2）有限表面源扩散 边界条件： 初始条件：
扩散杂质的分布函数，服从高斯分布：
特点： 杂质分布形式：表面杂质浓度 Cs 与扩散深度成反比；杂质总量不变； 结深：扩散长度、衬底杂质浓度；
第二步为主扩散或再分布，将表面已淀积杂质的硅片在较高温度下扩散即有限表面源扩散， 其分布为高斯函数，目的是控制表面浓度和扩散深度。
8.什么是方块电阻？简述其常见的测量方法。
答：方块电阻指定义为正方形的薄层在电流方向所呈现的电阻，即单位厚度、单位面积上 的电阻值，它与所选取得正方形大小无关。常用测量方法有直线四探针法、范德堡法。
9.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 Q cm2。
（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 3Q cm-2 的杂质需要多 长时间？ （2）预淀积后再进行扩散，要求进行推进的杂质足够深，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）prodop，推导出推进扩散过程中（Dt）drive-in 的表 达式。 答：（1）
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，从而降低锑的扩散速度。
5.写出菲克第一定律和第二定律的表达式，并解释其含义。
答：菲克第一定律表达式为：
含义：杂质的扩散流密度 J 正比于杂质浓度梯度 正比于杂质在基体中的扩散系数 D（体现 了温度 T 与扩散流密度 J 的关系）。
优缺点：不受注入所带来的一些效应的影响。如：沟道效应、晶格损伤或使硅片不带电等。 然而，需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：DRAM 中电容的掺杂、以及 CMOS 浅源漏结的制造等。 （2）GILD（气体浸没激光掺杂）
原理：用准分子激光器照射使硅表面变为液体层，气态掺杂源热解或光解产生的杂质原子 通过液相扩散进入该液体层，快速并均匀扩散至整个融化层中，激光照射停止后，液体层结 晶杂质进入激活的晶格位置，形成均匀掺杂的表面薄层。
杂质浓度梯散的目的分别是什么？
答：由于恒定表面源浓度的扩散，难于制作出低表面浓度的深结；有限源扩散不能任意控 制杂质总量，因而难以制作出高表面浓度的浅结。为了同时满足对表面浓度、杂质总量以及 结深等的要求，实际生产中常采用两步扩散工艺。
第一步为预扩散或预淀积，在较低的温度下，采用恒定表面源扩散方式在硅表面扩散一层 杂质原子，其分布为余误差函数，目的在于控制扩散杂质总量；
第三章 扩散
1.分别简述 RVD 和 GILD 的原理，它们的优缺点及应用方向。
答：（1）RVD（快速气相掺杂） 原理：利用快速热处理过程（RTP）将处在掺杂气氛中的硅片快速均匀加热至所需要的温
度，同时掺杂剂发生化学反应产生杂质原子，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。
（2）
优缺点：只有表面受到照射且时间较短，表面杂质分布均匀陡峭，硅体内杂质处于低温， 杂质分布不受影响。
应用方向：突变型分布及超浅结的掺杂。
2.集成电路中有哪几种常见的扩散工艺？各有什么优缺点？
答：按原始杂质源在室温下的相态，可分为固态源、液态源和气态 源扩散。固态源扩散典 型的有开管扩散、箱法扩散和涂源法扩散。其中开管扩散具有良好的稳定性和重复性；箱法 扩散具有良好的均匀性；涂源法扩散工艺简单，但表面浓度难以控制，只适用于杂质浓度要 求不高的器件制造。液态源扩散相对于固态源扩散来说，系统简单，操作方便，成本低，效 率高，重复性和均匀性都很好，但对源瓶的密封性有较高的要求。气态源扩散系统则更为简 洁，但其气态杂质多为氢化物或卤化物，毒性很大，易燃易爆，具有一定的危险性。