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第一章1.集成电路：通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如Si、GaAs）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能。
集成电路发展的五个时代及晶体管数目：小规模集成电路（小于100个）、中规模集成电路（100~999）、大规模集成电路（1000~99999）、超大规模集成电路（超过10万）、甚大规模集成电路（1000万左右）。
2、硅片制备（Wafer preparation）、硅片制造（Wafer fabrication）硅片测试/拣选（Wafer test/sort）、装配与封装（Assembly and packaging）、终测（Final test）。
3、半导体发展方向：提高性能、提高可靠性、降低价格。
摩尔定律：硅集成电路按照4年为一代，每代的芯片集成度要翻两番、工艺线宽约缩小30%，IC工作速度提高1.5倍等发展规律发展。
4、特征尺寸也叫关键尺寸，集成电路中半导体器件能够加工的最小尺寸。
5、more moore定律：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，more than moore定律:指的是用各种方法给最终用户提供附加价值，不一定要缩小特征尺寸，如从系统组件级向3D集成或精确的封装级(SiP)或芯片级(SoC)转移。
6、High-K：高介电系数；low-K:低介电系数；Fabless：无晶圆厂；Fablite：轻晶片厂；IDM：Integrated Device Manufactory集成器件制造商；Foundry:专业代工厂；Chipless:无晶片1、原因：更大直径硅片，更多的芯片，单个芯片成本减少；更大直径硅片，硅片边缘芯片减小，成品率提高；提高设备的重复利用率。
硅片尺寸变化：2寸（50mm）-4寸（100mm）-5寸（125mm）-6寸（150mm）-8寸（200mm）-12寸（300mm）-18寸（450mm）.2、物理尺寸、平整度、微粗糙度、氧含量、晶体缺陷、颗粒、体电阻率。
同时，通过减小源漏区的结深，抑制短沟效应。
(√)10、CMOS中，阱可为单阱(single well)、双阱(twin well)或是倒退阱(retrograde well)。
单阱工艺有一些缺点，如要达到2～3μm的深度，需要超过1050ºC的高温及长达8h的扩散时间。
这种工艺中，表面掺杂浓度最高，掺杂浓度随着深度递减。
为了降低工艺温度和时间，可利用高能离子注入将离子直接注入到想要的深度而不需通过表面扩散。
深度由离子注入的能量来决定，因此可用不同的注入能量来设计不同深度的阱。
阱中的杂质浓度峰值位于硅衬底表面，因而被称为倒退阱。
(×)二、在给出的选项中选择一个正确的序号填在题后括号中。
(每小题2分，共20分)1、德州仪器公司的科学家被视为微电子时代的先行者之一。
他发明了第一块单片集成电路，为半导体器件的微型化和集成化奠定了基础，目前这个趋势仍然在继续。
因在发明集成电路方面所取得的成就，他于2000年获得诺贝尔物理奖。
(D)A. Gordon MooreB. Robert NoyceC. William ShockleyD. Clair Kilby2、热氧化制备SiO2层时，在氧化气氛中加入氯可以使SiO2的质量得到很大改善，并可以增大氧化速率。
氯的作用主要有以下方面：钝化可动离子，特别是钠离子；增加硅中少数载流子的寿命；减少中的缺陷，提高了抗击穿能力；降低界面态密度和固定电荷密度；。
(D)A. 减少界面陷阱电荷B. 减少氧化层固定电荷C. 减少热载流子效应D. 减少硅中的堆积层错3、传统的隔离工艺有一些缺点，使得其不适合于深亚微米(小于0.25μm)工艺。
硅的高温氧化与长氧化时间造成用于沟道阻断的注入离子(对n沟道MOSFET而言，通常为硼)侵入有源区域并导致阈值电压V T偏移。
因此，横向氧化会导致有源区域的面积减小。
此外，在亚微米隔离间隔中，场氧化层的厚度明显小于生长在宽间隔中的场氧化层。
CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY1．画出一50cm 长的单晶硅锭距离籽晶10cm 、20cm 、30cm 、40cm 、45cm 时砷的掺杂分布。
(单晶硅锭从融体中拉出时，初始的掺杂浓度为1017cm —3） 2．硅的晶格常数为5.43Å．假设为一硬球模型： (a)计算硅原子的半径。
(b)确定硅原子的浓度为多少（单位为cm —3）?（c)利用阿伏伽德罗（Avogadro)常数求出硅的密度。
3．假设有一l0kg 的纯硅融体，当硼掺杂的单晶硅锭生长到一半时，希望得到0。
01 Ω·cm 的电阻率，则需要加总量是多少的硼去掺杂？4．一直径200mm 、厚1mm 的硅晶片，含有5。
41mg 的硼均匀分布在替代位置上,求： (a)硼的浓度为多少?（b ）硼原子间的平均距离.5．用于柴可拉斯基法的籽晶,通常先拉成一小直径（5。
5mm)的狭窄颈以作为无位错生长的开始.如果硅的临界屈服强度为2×106g/cm2，试计算此籽晶可以支撑的200mm 直径单晶硅锭的最大长度.6．在利用柴可拉斯基法所生长的晶体中掺入硼原子，为何在尾端的硼原子浓度会比籽晶端的浓度高？7．为何晶片中心的杂质浓度会比晶片周围的大?8．对柴可拉斯基技术，在k 0=0.05时，画出C s /C 0值的曲线。
9．利用悬浮区熔工艺来提纯一含有镓且浓度为5×1016cm -3的单晶硅锭。
一次悬浮区熔通过，熔融带长度为2cm ，则在离多远处镓的浓度会低于5×1015cm -3？10．从式L kx s e k C C /0)1(1/---=,假设k e =0.3，求在x/L=1和2时，C s /C 0的值。
11．如果用如右图所示的硅材料制造p +-n 突变结二极管,试求用传统的方法掺杂和用中子辐照硅的击穿电压改变的百分比。
12．由图10。
10，若C m =20％，在T b 时,还剩下多少比例的液体?13．用图10。
1.1.保护器件避免划伤和沾污2.限制带电载流子场区隔离（表面钝化）3.栅氧或存储单元结构中的介质材料4.掺杂中的注入掩蔽5.金属导电层间的电介质6.减少表面悬挂键2.化学反应：Si+2H2O->SiO2+2H2水汽氧化与干氧氧化相比速度更快，因为水蒸气比氧气在二氧化硅中扩散更快、溶解度更高3.、1.干氧：Si＋O2 SiO2氧化速度慢，氧化层干燥、致密，均匀性、重复性好，与光刻胶的粘附性好2、水汽氧化：Si+H2O SiO2（固）+H2(气)氧化速度快，氧化层疏松，均匀性差，与光刻胶的粘附性差3、湿氧：氧气携带水汽，故既有Si与氧气反应，又有与水汽反应氧化速度、氧化质量介于以上两种方法之间4.掺杂物、晶体晶向、压力、温度、水蒸气5.界面陷阱电荷、可移动氧化物电荷6.工艺腔、硅片传输系统、气体分配系统、尾气系统、温控系统4.工艺腔是对硅片加热的场所，由垂直的石英罩钟、多区加热电阻丝和加热管套组成硅片传输系统在工艺腔中装卸硅片，自动机械在片架台、炉台、装片台、冷却台之间移动气体分配系统通过将正确的气体通到炉管中来维持炉中气氛控制系统控制炉子所有操作，如工艺时间和温度控制、工艺步骤的顺序、气体种类、气流速率、升降温速率、装卸硅片...1.(1)薄膜：指某一维尺寸远小于另外两维上的尺寸的固体物质。
. （2）.好的台阶覆盖能力 ..高的深宽比填隙能力(>3:1)厚度均匀(避免针孔、缺陷） ..高纯度和高密度 ..受控的化学剂量..结构完整和低应力（导致衬底变形,..好的粘附性避免分层、开裂致漏电）2.（1）晶核形成分离的小膜层形成于衬底表面，是薄膜进一步生长的基础。
（2）凝聚成束形成(Si)岛，且岛不断长大（3）连续成膜岛束汇合并形成固态的连续的薄膜淀积的薄膜可以是单晶（如外延层）、多晶（多晶硅栅）和无定形（隔离介质，金属膜）的3.答：..多层金属化：用来连接硅片上高密度器件的金属层和绝缘层 ..关键层：线条宽度被刻蚀为器件特征尺寸的金属层。
微电子工艺学A智慧树知到课后章节答案2023年下上海大学上海大学第一章测试1.世界上第一个集成电路制造所用的衬底是（）。
A:多晶硅B:硅单晶C:金衬底D:锗单晶答案:锗单晶2.麒麟980芯片采用的工艺水平是（）。
A:10 nmB:5 nmC:7 nmD:9 nm答案:7 nm3.发明集成电路的公司有（）。
A:英特尔B:英伟达C:仙童半导体D:德州仪器答案:仙童半导体;德州仪器4.微电子产业的特点有( )。
A:商品寿命短B:制造环境要求高C:对材料及产品可靠性要求高D:技术含量高，人才需要大答案:商品寿命短;制造环境要求高;对材料及产品可靠性要求高;技术含量高，人才需要大5.摩尔定律会一直发展下去。
（）A:对 B:错答案:错6.集成电路制造所需的单晶硅纯度在11－12个9。
（）A:错 B:对答案:对第二章测试1.如下选项那个不是离子注入工艺过程中，减少沟道效应的措施（）。
A:增加注入剂量B:表面预非晶化C:表面用掩膜D:增加注入能量答案:增加注入能量2.下列哪个杂质允许在硅中存在的？( )A:NaB:CC:OD:Cu答案:Cu3.硅的四种掺杂方式有以下几种？（）A:离子注入B:原位掺杂C:扩散掺杂法D:中子嬗变掺杂答案:离子注入;原位掺杂;扩散掺杂法;中子嬗变掺杂4.金刚石结构的立方晶胞空间利用率为34%。
（）A:错 B:对答案:错5.硅的解理面为（110）面。
（）A:对 B:错答案:错第三章测试1.金刚石结构的立方晶胞空间利用率为74%。
（）A:错 B:对答案:对2.硅烷法制备高纯硅的步骤不包括哪一项？（）A:精馏B:硅烷热分解C:固体吸附法D:制备硅烷答案:精馏3.目前制备SOI 材料的主流技术有几种？（）A:智能剥离法B:键合再减薄技术C:注氧隔离法答案:智能剥离法;键合再减薄技术;注氧隔离法4.物理提纯法制备多晶硅过程中，硅参加了化学反应。
（）A:错 B:对答案:对第四章测试1.如下哪个选项不是半导体器件制备过程中的主要污染物？( )A:金属离子B:化学物质C:融解的氧气D:细菌答案:融解的氧气2.下面哪个选项不是集成电路工艺用化学气体质量的指标？（）A:微粒B:纯度C:浓度D:金属离答案:浓度3.美国联邦标准209E按一立方英尺中存在的颗粒大小和密度定义空气净化标准。
华中科技大学光学与电子信息学院考试试卷(A卷)2014～2015学年度第一学期课程名称：微电子工艺学考试年级：2012级考试时间：2015 年1 月28 日考试方式：开卷学生姓名学号专业班级一、判断下列说法的正误，正确的在后面括号中划“√”，错误的在后面括号中划“×”(本大题共10小题，每小题2分，共20分)1、随着器件特征尺寸不断缩小、电路性能不断完善、集成度不断提高，互连线所占面积已成为决定芯片面积的主要因素，互连线导致的延迟已可与器件门延迟相比较，单层金属互连逐渐被多层金属互连取代。
(√)2、采用区熔法进行硅单晶生长时，利用分凝现象将物料局部熔化形成狭窄的熔区，并令其沿锭长从一端缓慢地移动到另一端，重复多次使杂质被集中在尾部或头部，使中部材料被提纯。
区熔法一次提纯的效果比直拉法好，可以制备更高纯度的单晶。
(×)3、缺陷的存在对微电子器件利弊各半：在有源区不希望有二维和三维缺陷，而在非有源区的缺陷能够吸引杂质聚集，使邻近有源区内杂质减少，是有好处的。
(√)4、光刻胶的灵敏度是指完成曝光所需最小曝光剂量(mJ/cm2)，由曝光效率决定(通常负胶比正胶有更高曝光效率) 。
灵敏度大的光刻胶曝光时间较短，但曝光效果较差。
(×)5、无论对于PMOS还是NMOS器件，要得到良好受控的阈值电压，需要控制氧化层厚度、沟道掺杂浓度、金属半导体功函数以及氧化层电荷。
(√)6、半导体掺杂中掺入的杂质必须是电活性的，能提供所需的载流子，使许多微结构和器件得以实现。
掺杂的最高极限由杂质固溶度决定，最低极限由硅晶格生长的杂质决定。
(√)7、离子注入过程是一个平衡过程，带有一定能量的入射离子在靶材内同靶原子核及其核外电子碰撞，逐步损失能量，最后停下来。
(×)8、溅射仅是离子对物体表面轰击时可能发生的四种物理过程之一，其中每种物理过程发生的几率取决于入射离子的剂量。
(√)9、等离子体刻蚀的优点是刻蚀速率较高、刻蚀选择性较好和刻蚀损伤较低，缺点是存在各向异性倾向。
云南大学信息学院2013至2014学年下学期2012级《电子工艺实习》理论考试A卷参考答案一、填空：(每空1分，共30分)1．印制电路（PCB）。
2．表面组装（SMT）/微组装（MPT）/通孔插装技术（THT）。
3．国际标准化组织/国际电工委员会/可制造性设计。
4．人身安全、设备安全、电气火灾。
5．非线性/增大/减小。
6．CC/CE。
7．接地/接零8．电压/电流/电流。
9．250V/500V。
10．可焊性/耐焊性。
11．张力/自由能。
12.焊件可焊/焊料合格/焊剂合格/适合的工具。
二．简述题（每题5分，共20分）1.提高经济效益；保证产品质量；促进新产品的研发：2. 电流的大小、电流的种类、电流作用时间、人体电阻。
3.机械固定和支撑、电气互连、电气特性、制造工艺。
4. 低熔点，使焊接时加热温度降低，可防止元器件老化；熔点和凝固点一致，可使焊点快速凝固，不会因半熔状态时间间隔长而造成焊点结晶疏松，强度降低；流动性好，表面张力小，容易润湿，有利于提高焊接质量；强度高，导电性能好。
三．基础应用题（每题5分，共20分）1．1.3K±5%，43K±1%。
2．相线工作零线保护零线外壳为导体外壳为导体外壳为导体外壳绝缘单相三线制用电器接线三线插座接线3．4. 0.18/0.047/4.7/1.5/2200。
四、问答题（30分）1．观察分析常见电抗元件标称值E数列系列表，可知，不同精度系列产品同一数列标称值和偏差极限衔接或重叠，经济技术指标较优，因为这样厂家生产出的所有电抗元件，不论产品为何数值，均可标称为某一个系列中的标称值作为合格商品出售，这样可以极大地减少产品因标称值原因导致的次品率和不合格产品，技术上可满足电抗元件不同精度误差要求，经济上可大大减少生产损失，提高经济效益。
2. 当电器正常工作时，流经零序互感器的电流大小相等，方向相反，检测输出为零，开关闭合电路正常工作；当电器发生漏电时，漏电流不经过零线，零序互感器检测不到平衡电流并达到一定数值时，通过控制电路将供电回路开关切断。
华中科技大学2011—2012学年第二学期 电子科学与技术专业《微电子工艺学》试卷A(开卷)一、判断下列说法的正误,正确的在后面括号中划“√”,错误的在后面括号中划“×”(本大题共10小题,每小题1分,共10分)1、单晶生长实际上就是液固两相的转化,实现条件就是在两相界面附近存在浓度梯度。
( × )2、如果光刻胶的CMTF 小于实际光刻图形的MTF,则光刻图形上的最小尺寸线条可能被分辨。
反之,不能被分辨。
(√ )3、热氧化过程中,硅内靠近Si-SiO 2 界面的杂质将在界面两边的硅与二氧化硅中形成再分布。
对于k <1、二氧化硅中的慢扩散杂质,再分布之后靠近界面处二氧化硅中的杂质浓度比硅中高,硅表面附近浓度下降。
( √ )4、研究表明,杂质在半导体晶体中的扩散虽然比较复杂,但可以归纳为几种典型的形式,如填隙式与替位式扩散,其中替位式扩散的速度较快。
( × )5、离子注入掺杂时,降低离子能量就是形成浅结的重要方法。
但在低能情况下,沟道效应很明显,可能使结深增加一倍,且离子束稳定性降低。
( √ )6、氮化硅(Si 3N 4)薄膜介电常数约 6~9,不能作为层间绝缘层,否则将造成较大寄生电容,降低电路速度。
但它对杂质扩散有极强掩蔽能力,可以作为器件最终钝化层与机械保护层以及硅选择性氧化的掩模。
( √ )7、自掺杂效应就是气相外延过程中的无意识掺杂效应,采取适当措施可以完全避免,例如降低由衬底蒸发的杂质量以及避免使蒸发出的杂质重新进入外延层。
( × )8、溅射仅就是离子对物体表面轰击时可能发生的四种物理过程之一,其中每种物理过程发生的几率取决于入射离子的剂量。
( × )9、等离子体刻蚀与溅射刻蚀并无明显界限,化学反应与物理作用都可能发生,具体刻蚀模式取决于系统压力、温度、气流、功率及相关可控参数。
( √ )10、MOS 器件之间就是自隔离的(self-isolated),可大大提高集成度。
微电子工艺作业参考答案(第1（第10次)）-微电子工艺操作参考答案第一次操作(全体参与)1，微电子在人类社会中的作用简述a:自20世纪40年代晶体管诞生以来，微电子技术发展极为迅速，现已进入大规模集成电路和系统集成时代，成为整个信息时代的标志和基础。
毫不夸张地说，如果没有微电子技术，今天就不会有信息社会。
纵观人类社会发展的文明史，生产方式的所有重大变化都是由新的科学发明引起的。
科学技术作为第一生产力，推动着社会的发展。
1774年，英国格拉斯哥大学的修理工瓦特发明了蒸汽机，这引发了第一次工业革命，产生了现代纺织和机械制造业，把人类带入了一个机器被用来扩展和发展人类体力劳动的时代。
1866年，德国科学家西门子发明了发电机，引发了以电气化工业为代表的第二次技术革命。
目前，我们正在经历一场新的技术革命。
虽然第三次技术革命包括新材料、新能源、生物工程、海洋工程、航天工程和电子信息技术等。
，以微电子学为核心的电子信息技术仍然是影响最大、渗透力最强和最具代表性的新技术革命。
信息是客观事物状态和运动特征的共同表现，是仅次于物质和能量的第三大资源，是人类物质文明和精神文明赖以发展的三大支柱之一。
当前，世界正处于一场跨越时空的新信息技术革命之中。
它将对社会经济、政治和文化产生比人类历史上任何其他技术革命更大的影响。
它将改变我们人类生产、生活、工作和治理国家的方式。
实现社会信息化的关键是各种计算机和通信设备，但其基础是半导体和微电子技术。
1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC诞生于宾夕法尼亚大学摩尔学院，运行速度仅为每秒5000次，存储容量仅为1000位，平均稳定运行时间仅为7分钟。
当时，专家认为世界上只有四个ENIAC单元就足够了。
然而，仅仅半个多世纪后，现在世界上有数亿台计算机。
微电子学是这一巨大变化的技术基础。
现在，电子信息产业已经成为世界上最大的产业毫无疑问，21世纪将是信息化的世纪。
微电子产业在国民经济中的战略地位首先体现在现代食物链的关系上。
济南大学2012-2013学年第一学期考试试卷（A卷）课程电子技术授课教师考试时间 2012.11.12 考试班级姓名学号一、单项选择题：(本题40分，每小题2分) （将唯一正确的答案代码按顺序填入表内）。
A、正、反向电阻相等B、正向电阻大，反向电阻小C、反向电阻比正向电阻大很多倍D、正、反向电阻都等于无穷大2、稳压管的稳压性能是利用PN结的（）。
A、单向导电特性B、正向导电特性C、反向击穿特性3、一个两级电压放大电路，A u1＝－20，A u2＝－40则总的电压放大倍数A u为（）A、－60B、+60C、+800D、—8004、电路如图1所示，A点与B点的电位差U AB约等于（）。
A、0.3VB、-2.3VC、1.3V5、固定偏置单管交流放大电路的静态工作点Q如图2所示，当温度升高时，工作点Q将（）。
A、不改变B、向Q′移动C、向Q″移动6、射极输出器具有（）A、电压放大作用B、电流、功率放大作用C、电压、电流放大作用D、没有放大作用7、工作在放大区的某三极管，如果当I B从12μA增大到22μA时，I C从1mA变为2mA，那么它的β值约为（）。
A、 83B、 91C、100 （图1）（图2）（图3）8、电路如图3所示，运算放大器的饱和电压为±12V，稳压管的稳定电压为6V，设正向压降为零，当输入电压u i=3V时，则输出电压u o等于( )。
A、- 12 VB、6VC、0V9、运算放大器电路如图4所示，RL为负载电阻，则R F1引入的反馈为( )。
A、串联电流负反馈B、并联电流负反馈C、串联电压负反馈D、电压并联负反馈10、如图5所示电路是（）A、微分器B、积分器C、比例运算器（图4）(图5) (图6)11、电路如图6所示负载电流iL与输入电压ui 的关系为 ( )。
A -ui / (RL+Ro)B ui / RLC ui / RoD ui / (RL+Ro)12、引回到放大器输入端信号是电流的反馈是（）A、电流反馈B、电压反馈C、并联反馈D、串联反馈13、要提高放大器的输入电阻，并且使输出电压稳定可以采用（）A、电压串联负反馈B、电压并联负反馈C、电流串联负反馈D、电流并联负反馈14、集成运算放大器输入级选用差动放大电路的主要原因是（）。
CRYSTAL GROWTH AND EXPITAXY1．画出一50cm 长的单晶硅锭距离籽晶10cm 、20cm 、30cm 、40cm 、45cm 时砷的掺杂分布。
（单晶硅锭从融体中拉出时，初始的掺杂浓度为1017cm -3） 2．硅的晶格常数为5.43Å．假设为一硬球模型： (a)计算硅原子的半径。
(b)确定硅原子的浓度为多少(单位为cm -3)?(c)利用阿伏伽德罗(Avogadro)常数求出硅的密度。
3．假设有一l0kg 的纯硅融体，当硼掺杂的单晶硅锭生长到一半时，希望得到0.01 Ω·cm 的电阻率，则需要加总量是多少的硼去掺杂?4．一直径200mm 、厚1mm 的硅晶片，含有5.41mg 的硼均匀分布在替代位置上，求： (a)硼的浓度为多少?(b)硼原子间的平均距离。
5．用于柴可拉斯基法的籽晶，通常先拉成一小直径(5.5mm)的狭窄颈以作为无位错生长的开始。
如果硅的临界屈服强度为2×106g/cm2，试计算此籽晶可以支撑的200mm 直径单晶硅锭的最大长度。
6．在利用柴可拉斯基法所生长的晶体中掺入硼原子，为何在尾端的硼原子浓度会比籽晶端的浓度高?7．为何晶片中心的杂质浓度会比晶片周围的大?8．对柴可拉斯基技术，在k 0=0.05时，画出C s /C 0值的曲线。
9．利用悬浮区熔工艺来提纯一含有镓且浓度为5×1016cm -3的单晶硅锭。
一次悬浮区熔通过，熔融带长度为2cm ，则在离多远处镓的浓度会低于5×1015cm -3？10．从式L kx s e k C C /0)1(1/---=，假设k e =0.3，求在x/L=1和2时，C s /C 0的值。
11．如果用如右图所示的硅材料制造p +-n 突变结二极管，试求用传统的方法掺杂和用中子辐照硅的击穿电压改变的百分比。
12．由图10.10，若C m =20％，在T b 时，还剩下多少比例的液体?13．用图10.11解释为何砷化镓液体总会变成含镓比较多?14．空隙n s 的平衡浓度为Nexp[-E s /(kT)]，N 为半导体原子的浓度，而E s 为形成能量。
微电⼦⼯艺作业参考答案（第1-第10次）微电⼦⼯艺作业参考答案第⼀次作业（全体交）1、简单叙述微电⼦学对⼈类社会的作⽤答：⾃上世纪40年代晶体管诞⽣以来，微电⼦学科技术发展异常迅猛，⽬前已进⼊到巨⼤规模集成电路和系统集成时代，已经成为整个信息时代的标志和基础。
可以毫不夸张地说，没有微电⼦就没有今天的信息社会。
纵观⼈类社会发展的⽂明史，⼀切⽣产⽅式的重⼤变⾰都是由新的科学发明⽽引起的。
科学技术作为第⼀⽣产⼒，推动者社会向前发展。
1774年，英国格拉斯哥⼤学的修理⼯⽡特发明了蒸汽机，触发了第⼀次⼯业⾰命，产⽣了近代纺织业和机械制造业，使⼈类进⼊了利⽤机器延伸和发展⼈类体⼒劳动的时代。
1866年，德国科学家西门⼦发明了发发电机，引发了以电⽓化⼯业为代表的第⼆次技术⾰命。
当前，我们正在经历着⼀场新的技术⾰命，虽然第三次技术⾰命包含了新材料、新能源、⽣物⼯程、海洋⼯程、航天⼯程和电⼦信息技术等等，但影响最⼤、渗透性最强、最具有新技术⾰命代表性的仍是以微电⼦技术为核⼼的电⼦信息技术。
信息是客观事物状态和运动特征的⼀种普遍表现形式，是继材料和能源之后的第三⼤资源，是⼈类物质⽂明与精神⽂明赖以发展的三⼤⽀柱之⼀。
⽬前，全球正处在⼀场跨越时空的新的信息技术⾰命中，它将⽐⼈类历史上的任何⼀次技术⾰命对社会经济、政治、⽂化等带来的冲击都更为巨⼤，它将改变我们⼈类的⽣产⽅式、⽣活⽅式、⼯作⽅式，以及治理国家的⽅式。
实现社会信息化的关键是各种计算机和通讯设备，但其基础都是半导体和微电⼦技术。
1946年，美国宾⼣法尼亚⼤学莫尔学院诞⽣了世界第⼀台电⼦计算机ENIAC，运⾏速度只有每秒5000次，存储容量只有千位，平均稳定运⾏时间只有7分钟。
当时的专家认为，全世界只要有4台ENIAC就⾜够了。
然⽽，仅仅过了半多世纪，现在全世界的计算机数量已多达数亿台。
造成这个巨⼤变⾰的技术基础就是微电⼦。
现在，电⼦信息产业已经成为全球第⼀⼤产业。
华中科技大学2010—2011学年第二学期 电子科学与技术专业《微电子工艺学》试卷（A 卷）一、判断下列说法的正误，正确的在后面括号中划“√”，错误的在后面括号中划“×”（本大题共12小题，每小题2分，共24分）1、用来制造MOS 器件最常用的是（100）面的硅片，这是因为（100）面的表面状态更有利于控制MOS 器件开态和关态所要求的阈值电压。
（√）2、在热氧化过程的初始阶段，二氧化硅的生长速率由氧化剂通过二氧化硅层的扩散速率决定，处于线性氧化阶段。
（ × ）3、在一个化学气相淀积工艺中，如果淀积速率是反应速率控制的，则为了显著增大淀积速率，应该增大反应气体流量。
（ × ）4、LPCVD 紧随PECVD 的发展而发展。
由660℃降为450℃，采用增强的等离子体，增加淀积能量，即低压和低温。
（×）5、蒸发最大的缺点是不能产生均匀的台阶覆盖，但是可以比较容易的调整淀积合金的组分。
（×）6、化学机械抛光(CMP)带来的一个显著的质量问题是表面微擦痕。
小而难以发现的微擦痕导致淀积的金属中存在隐藏区，可能引起同一层金属之间的断路。
（√）7、曝光波长的缩短可以使光刻分辨率线性提高，但同时会使焦深线性减小。
如果增大投影物镜的数值孔径，那么在提高光刻分辨率的同时，投影物镜的焦深也会急剧减小，因此在分辨率和焦深之间必须折衷。
（ √ ）8、外延生长过程中杂质的对流扩散效应，特别是高浓度一侧向异侧端的扩散，不仅使界面附近浓度分布偏离了理想情况下的突变分布而形成缓变，且只有在离界面稍远处才保持理想状态下的均匀分布，使外延层有效厚度变窄。
（ × ）9、在各向同性刻蚀时，薄膜的厚度应该大致大于或等于所要求分辨率的三分之一。
如果图形所要求的分辨率远小于薄膜厚度，则必须采用各向异性刻蚀。
（ × ）10、热扩散中的横向扩散通常是纵向结深的75%~85%。
先进的MOS 电路不希望发生横向扩散，因为它会导致沟道长度的减小，影响器件的集成度和性能。
华中科技大学2011—2012学年第二学期 电子科学与技术专业《微电子工艺学》试卷A(开卷)一、判断下列说法的正误，正确的在后面括号中划“√”，错误的在后面括号中划“×”(本大题共10小题，每小题1分，共10分)1、单晶生长实际上是液固两相的转化，实现条件是在两相界面附近存在浓度梯度。
( × )2、如果光刻胶的CMTF 小于实际光刻图形的MTF ，则光刻图形上的最小尺寸线条可能被分辨。
反之，不能被分辨。
(√ )3、热氧化过程中，硅内靠近Si-SiO 2 界面的杂质将在界面两边的硅和二氧化硅中形成再分布。
对于k <1、二氧化硅中的慢扩散杂质，再分布之后靠近界面处二氧化硅中的杂质浓度比硅中高，硅表面附近浓度下降。
( √ )4、研究表明，杂质在半导体晶体中的扩散虽然比较复杂，但可以归纳为几种典型的形式，如填隙式和替位式扩散，其中替位式扩散的速度较快。
( × )5、离子注入掺杂时，降低离子能量是形成浅结的重要方法。
但在低能情况下，沟道效应很明显，可能使结深增加一倍，且离子束稳定性降低。
( √ )6、氮化硅(Si 3N 4)薄膜介电常数约 6~9，不能作为层间绝缘层，否则将造成较大寄生电容，降低电路速度。
但它对杂质扩散有极强掩蔽能力，可以作为器件最终钝化层和机械保护层以及硅选择性氧化的掩模。
( √ )7、自掺杂效应是气相外延过程中的无意识掺杂效应，采取适当措施可以完全避免，例如降低由衬底蒸发的杂质量以及避免使蒸发出的杂质重新进入外延层。
( × )8、溅射仅是离子对物体表面轰击时可能发生的四种物理过程之一，其中每种物理过程发生的几率取决于入射离子的剂量。
( × )9、等离子体刻蚀与溅射刻蚀并无明显界限，化学反应和物理作用都可能发生，具体刻蚀模式取决于系统压力、温度、气流、功率及相关可控参数。
( √ )10、MOS 器件之间是自隔离的(self-isolated)，可大大提高集成度。
（整理）微电子工艺答案,整理好的了1.1.保护器件避免划伤和沾污2.限制带电载流子场区隔离（表面钝化）3.栅氧或存储单元结构中的介质材料4.掺杂中的注入掩蔽5.金属导电层间的电介质6.减少表面悬挂键2.化学反应：Si+2H2O->SiO2+2H2水汽氧化与干氧氧化相比速度更快，因为水蒸气比氧气在二氧化硅中扩散更快、溶解度更高3.、1.干氧：Si＋O2 SiO2氧化速度慢，氧化层干燥、致密，均匀性、重复性好，与光刻胶的粘附性好2、水汽氧化：Si+H2O SiO2（固）+H2(气)氧化速度快，氧化层疏松，均匀性差，与光刻胶的粘附性差3、湿氧：氧气携带水汽，故既有Si与氧气反应，又有与水汽反应氧化速度、氧化质量介于以上两种方法之间4.掺杂物、晶体晶向、压力、温度、水蒸气5.界面陷阱电荷、可移动氧化物电荷6.工艺腔、硅片传输系统、气体分配系统、尾气系统、温控系统4.工艺腔是对硅片加热的场所，由垂直的石英罩钟、多区加热电阻丝和加热管套组成硅片传输系统在工艺腔中装卸硅片，自动机械在片架台、炉台、装片台、冷却台之间移动气体分配系统通过将正确的气体通到炉管中来维持炉中气氛控制系统控制炉子所有操作，如工艺时间和温度控制、工艺步骤的顺序、气体种类、气流速率、升降温速率、装卸硅片...1.(1)薄膜：指某一维尺寸远小于另外两维上的尺寸的固体物质。
. （2）.好的台阶覆盖能力 ..高的深宽比填隙能力(>3:1)厚度均匀(避免针孔、缺陷） ..高纯度和高密度 ..受控的化学剂量..结构完整和低应力（导致衬底变形,..好的粘附性避免分层、开裂致漏电）2.（1）晶核形成分离的小膜层形成于衬底表面，是薄膜进一步生长的基础。
（2）凝聚成束形成(Si)岛，且岛不断长大（3）连续成膜岛束汇合并形成固态的连续的薄膜淀积的薄膜可以是单晶（如外延层）、多晶（多晶硅栅）和无定形（隔离介质，金属膜）的3.答：..多层金属化：用来连接硅片上高密度器件的金属层和绝缘层 ..关键层：线条宽度被刻蚀为器件特征尺寸的金属层。
华中科技大学2011—2012学年第二学期 电子科学与技术专业《微电子工艺学》试卷A(开卷)一、判断下列说法的正误，正确的在后面括号中划“√”，错误的在后面括号中划“×”(本大题共10小题，每小题1分，共10分)1、单晶生长实际上是液固两相的转化，实现条件是在两相界面附近存在浓度梯度。
( × )2、如果光刻胶的CMTF 小于实际光刻图形的MTF ，则光刻图形上的最小尺寸线条可能被分辨。
反之，不能被分辨。
(√ )3、热氧化过程中，硅内靠近Si-SiO 2 界面的杂质将在界面两边的硅和二氧化硅中形成再分布。
对于k <1、二氧化硅中的慢扩散杂质，再分布之后靠近界面处二氧化硅中的杂质浓度比硅中高，硅表面附近浓度下降。
( √ )4、研究表明，杂质在半导体晶体中的扩散虽然比较复杂，但可以归纳为几种典型的形式，如填隙式和替位式扩散，其中替位式扩散的速度较快。
( × )5、离子注入掺杂时，降低离子能量是形成浅结的重要方法。
但在低能情况下，沟道效应很明显，可能使结深增加一倍，且离子束稳定性降低。
( √ )6、氮化硅(Si 3N 4)薄膜介电常数约 6~9，不能作为层间绝缘层，否则将造成较大寄生电容，降低电路速度。
但它对杂质扩散有极强掩蔽能力，可以作为器件最终钝化层和机械保护层以及硅选择性氧化的掩模。
( √ )7、自掺杂效应是气相外延过程中的无意识掺杂效应，采取适当措施可以完全避免，例如降低由衬底蒸发的杂质量以及避免使蒸发出的杂质重新进入外延层。
( × )8、溅射仅是离子对物体表面轰击时可能发生的四种物理过程之一，其中每种物理过程发生的几率取决于入射离子的剂量。
( × )9、等离子体刻蚀与溅射刻蚀并无明显界限，化学反应和物理作用都可能发生，具体刻蚀模式取决于系统压力、温度、气流、功率及相关可控参数。
( √ )10、MOS 器件之间是自隔离的(self-isolated)，可大大提高集成度。
华中科技大学光学与电子信息学院考试试卷(A卷)2014～2015学年度第一学期课程名称：微电子工艺学考试年级：2012级考试时间：2015 年1 月28 日考试方式：开卷学生姓名学号专业班级一、判断下列说法的正误，正确的在后面括号中划“√”，错误的在后面括号中划“×”(本大题共10小题，每小题2分，共20分)1、随着器件特征尺寸不断缩小、电路性能不断完善、集成度不断提高，互连线所占面积已成为决定芯片面积的主要因素，互连线导致的延迟已可与器件门延迟相比较，单层金属互连逐渐被多层金属互连取代。
(√)2、采用区熔法进行硅单晶生长时，利用分凝现象将物料局部熔化形成狭窄的熔区，并令其沿锭长从一端缓慢地移动到另一端，重复多次使杂质被集中在尾部或头部，使中部材料被提纯。
区熔法一次提纯的效果比直拉法好，可以制备更高纯度的单晶。
(×)3、缺陷的存在对微电子器件利弊各半：在有源区不希望有二维和三维缺陷，而在非有源区的缺陷能够吸引杂质聚集，使邻近有源区内杂质减少，是有好处的。
(√)4、光刻胶的灵敏度是指完成曝光所需最小曝光剂量(mJ/cm2)，由曝光效率决定(通常负胶比正胶有更高曝光效率) 。
灵敏度大的光刻胶曝光时间较短，但曝光效果较差。
(×)5、无论对于PMOS还是NMOS器件，要得到良好受控的阈值电压，需要控制氧化层厚度、沟道掺杂浓度、金属半导体功函数以及氧化层电荷。
(√)6、半导体掺杂中掺入的杂质必须是电活性的，能提供所需的载流子，使许多微结构和器件得以实现。
掺杂的最高极限由杂质固溶度决定，最低极限由硅晶格生长的杂质决定。
(√)7、离子注入过程是一个平衡过程，带有一定能量的入射离子在靶材内同靶原子核及其核外电子碰撞，逐步损失能量，最后停下来。
(×)8、溅射仅是离子对物体表面轰击时可能发生的四种物理过程之一，其中每种物理过程发生的几率取决于入射离子的剂量。
(√)9、等离子体刻蚀的优点是刻蚀速率较高、刻蚀选择性较好和刻蚀损伤较低，缺点是存在各向异性倾向。
(×)10、MOS器件中的轻掺杂漏(LDD，Lightly Doped Drain)结构提供了一个从沟道到重掺杂源漏区的过渡，从而降低漏端电场，消除热载流子效应。
同时，通过减小源漏结面向沟道区的结面积，抑制短沟效应。
(√)二、选择填空。
(本大题共10小题，每小题2分，共20分。
在每小题给出的四个选项中，只一个选项正确。
)1、重离子每次碰撞传输给靶的能量较大，散射角小，获得大能量的位移原子还可使许多原子移位。
注入离子的能量损失以核碰撞为主。
同时，射程较短，在小体积内有较大损伤。
重离子注入所造成的损伤( B) 。
A. 区域大，密度大B. 区域小，密度大C. 区域小，密度小D. 区域大，密度小2、Ⅲ、Ⅴ族元素在硅中的扩散运动是建立在杂质与空位相互作用的基础上的，掺入的施主或受主杂质诱导出了大量荷电态空位，从而(A) 。
A. 增强了扩散系数B. 减小了扩散系数C. 增强了活化能D. 增强了振动频率3、与普通的硅单晶衬底相比，SOI衬底有许多独特的优点。
目前有多种工艺方法可用于形成SOI结构，但不包括(D) 。
A. 注氧隔离(SIMOX)B. SOS外延和横向超速(ELO)外延C. 介质隔离(DI)和硅片键合D. pn结隔离4、砷化镓高温氧化一般会导致薄膜(C)，电绝缘作用和对半导体表面的保护作用较差，因此在砷化镓工艺中很少用其氧化物。
A. 生长速率过低B. 氧化时间过长C. 不能按合理的化学计量比生成D. 不能与基体紧密附着5、当杂质掺杂浓度较低时，假设扩散系数与掺杂浓度和位置无关，我们可以在两种不同的边界条件和初始条件(分别称为恒定源或有限源条件)下对费克(Fick)第二定律求分析解，得到杂质的余误差函数分布和高斯函数分布。
在进行扩散层的设计和估算时，通常可以根据对杂质表面浓度的要求不同，确定应该采用哪一种函数分布形式：(A) 。
A. 当表面浓度为固溶度时，意味着该分布是余误差分布B. 当表面浓度较低时，意味着该分布是经过长时间的推进过程，是余误差分布C. 当表面浓度为固溶度时，意味着该分布是高斯分布D. 当表面浓度较高时，意味着该分布是经过长时间的推进过程，是高斯分布6、接触和接近式曝光系统工作于近场Fresnel 衍射区域。
由于衍射效应，光线“弯折”离开孔径边缘，造成孔径边缘之外的某些光刻胶曝光，同时孔径区域内光强分布呈现“波纹”。
为了减小衍射效应的影响，接触和接近式曝光系统通常采用(D) 。
A. 相干光源，单波长曝光B. 非相干光源，单波长曝光C. 相干光源，多波长曝光D. 非相干光源，多波长曝光7、LPCVD淀积的某些薄膜，均匀性和台阶覆盖等方面比APCVD系统好，且污染较少，投片量大，成本低；主要缺点是(D)仍偏高，不适用于多层布线的绝缘介质膜及金属化后表面钝化膜的制备。
A. 淀积压力B. 淀积时间C. 淀积速率D. 淀积温度8、无论衬底表面有什么样的(D)，淀积薄膜都能保持均匀的厚度的薄膜淀积称为保形台阶覆盖，反之称为非保形台阶覆盖。
保形台阶覆盖与淀积膜种类、反应系统类型、淀积条件、图形尺寸等有关。
A. 界面电荷B. 遮蔽物质C. 界面化学组成D. 非平坦图形9、局部氧化(local oxidation of silicon，LOCOS)隔离同时解决了器件隔离和寄生器件形成两个问题，工艺简单易行，且隔离密度显著高于p-n结隔离。
缺点是表面有高台阶，使后续工艺的台阶覆盖差，影响光刻质量；形成鸟嘴(bird’s beak)，(C) 。
A. 减小器件表观宽度B. 增加器件表观宽度C. 减小器件有效宽度D. 增加器件有效宽度10、微电子工艺中对刻蚀的要求包括：能得到想要的形状(斜面还是垂直图形)；过腐蚀最小(一般要求过腐蚀10％，以保证整片刻蚀完全)；(B)；均匀性和重复性好；表面损伤小和清洁、经济、安全等。
A. 各向异性好B. 选择性好C. 各向同性好D. 刻蚀速率快三、简明回答下列问题(本大题共6小题，每小题6分，共36分)1、为什么选择DRAM半间距而不是栅极长度来识别技术节点？答：在所有微电子产品中，DRAM 需要有最小的半间距，因为它是现有能做到的密度最高的结构。
因此DRAM 半间距适合于区别不同的器件技术代。
2、为什么在淀积多晶硅时，通常以硅烷为气体源，而不以硅氯化物为气体源?答：通常用用低压反应炉淀积多晶硅的温度为中低温，此时硅烷比硅氯化物的反应性要好。
此外，硅烷在SiO2等无定型材料上的覆盖性更佳。
3、(a)现代投影式光学曝光系统，大多采用分布投影式曝光或分布扫描投影式曝光，而不是传统的扫描投影式曝光，试分析原因。
(b)原则上，分布重复曝光系统的掩模图形尺寸与实际图形尺寸的比例越大分辨率越高，但实际曝光系统通常只采用4:1或5:1，为什么？答：分布重复曝光系统一次曝光衬底上的一块矩形区域(称为图像场)，然后不断重复直至将小面积图形布满整个衬底，其掩模图形尺寸与实际图形尺寸比例可以是1:1或者大于1:1(称为缩小光刻)。
以上两类曝光系统及将两者结合在一起的分布扫描曝光系统都可以达到较好的分辨率。
而传统的扫描曝光系统把通过狭缝的光从掩模版聚焦到衬底上，同时掩模板和衬底一起作扫描运动，直至掩模图形布满整个衬底而完成曝光。
它需要(1)全硅片（1:1）掩膜版，但线宽控制和制备都相当困难；(2)按所需分辨率扫描整个硅片的光学系统，也存在制造和成本问题；(3)全局（硅片级）对准。
尽管分布重复曝光系统的掩模图形尺寸与实际图形尺寸的比例越大分辨率越高，其掩模版曝光面积也越小。
例如10:1 的图像缩小会比5:1的图像缩小有较佳的光学光刻分辨率，但其掩模版曝光面积只有5:1缩小比例掩模版的四分之一，这表示总共的曝光时间将会是四倍。
因此实际曝光系统通常只采用4:1或5:1。
4、简述恒定源扩散和有限源扩散的杂质分布的不同特点。
在实际生产中如何进行两步扩散，两步扩散后的杂质如何分布？答：恒定表面源扩散中，扩散时间越长，杂质扩散距离越深，进入衬底的杂质总量越多。
其表面杂质浓度C s 基本由杂质在扩散温度(900－1200 ︒C)下的固溶度决定，而固溶度随温度变化不大。
有限源扩散中，扩散时间越长，扩散越深，表面浓度越低。
扩散时间相同时，扩散温度越高，表面浓度下降越多。
为同时满足对表面浓度、杂质数量、结深及梯度等方面的要求，实际生产中一般进行两步扩散，第一步为恒定表面浓度扩散(称为预沉积或预扩散)，控制掺入的杂质总量；第二步为有限源扩散，往往同时氧化(称为主扩散或再分布)，控制扩散深度和表面浓度。
<<()212222,,4xC x t t CD tπ⎛⎫≈-⎪⎝⎭5、为什么在NMOS工艺中，较常使用<100>晶向的晶片?若用于NMOS器件的场氧化层太薄，会有何缺点?答：因为<100>晶向的硅界面陷阱电荷和固定氧化物电荷都比较低，因此在NMOS工艺中，较常使用<100>晶向的晶片。
若用于NMOS器件的场氧化层太薄，则相邻MOSFETs之间要获得足够的隔离就不能有足够大的阈值电压。
6、简要说明BiCMOS工艺的主要特点及分类，并在如下所示双阱BiCMOS晶体管的剖面结构示意图中，在图中标出NMOS和PMOS管的源、漏、栅极以及NPN双极晶体管集电极、发射极和基极的位置。
答：BiCMOS是一种结合CMOS与双极型器件结构在单一集成电路内的技术。
结合这两种不同技术的。
