下载文档原格式
半导体芯片制造工：半导体芯片制造高级工考试题及答案（最新版）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。
l4、单项选择题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 本题答案： 5、填空题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。
本题答案： 6、单项选择题pn 结的击穿电压和反向漏电流既是晶体管的重要直流参数，也是评价（ ）的重要标志。
A.扩散层质量 B.设计 C.光刻 本题答案： 7、单项选择题溅射法是由（ ）轰击靶材表面，使靶原子从靶表面飞溅出来淀积在衬底上形成薄膜。
A.电子 B.中性粒子姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------C.带能离子本题答案：8、单项选择题金属封装主要采用金属和玻璃密封工艺，金属作封装底盘、管帽和引线，（）做绝缘和密封。
A.塑料B.玻璃C.金属本题答案：9、判断题没有经济收入或交纳党费有困难的党员，由本人提出申请，经党支部委员会同意，可以少交或免交。
本题答案：10、填空题气中的一个小尘埃将影响整个芯片的（）性、（）率，并影响其电学性能和（）性，所以半导体芯片制造工艺需在超净厂房内进行。
本题答案：11、单项选择题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本题答案：12、填空题外延层的迁移率低的因素有原材料纯度（）；反应室漏气；外延层的晶体（）；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。
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。
半导体芯片制造中级工题库3-2-10
问题：
[填空题]对标准单元设计EDA系统而言，标准单元库应包含以下内容：（）、和（）、（）、（）。
问题：
[填空题]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（）。
问题：
[填空题]大容量可编程逻辑器件分为（）和（）。
/ 红木家具
问题：
[填空题]全定制、半定制版图设计中用到的单元库包含（）、（）、（）和（）。
问题：
[填空题]半导体材料有两种载流子参加导电，具有两种导电类型。
一种是（），另一种是（）。
问题：
[填空题]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。
问题：
[填空题]半导体材料的主要晶体结构有（）型、闪锌矿型、（）型。
问题：
[填空题]抛光片的质量检测项目包括：几何参数，直径、（）、主参考面、副参考面、平整度、弯曲度等；（），电阻率，载流子浓度，迁移率等；晶体质量，晶向，位错密度。
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。
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。
半导体物理复习题一、选择题1.硅晶体结构是金刚石结构，每个晶胞中含原子个数为（D）P1A.1B.2C.4D.82．关于本征半导体，下列说法中错误的是（C）P65A.本征半导体的费米能级E F=E i基本位于禁带中线处B.本征半导体不含有任何杂质和缺陷C.本征半导体的费米能级与温度无关，只决定于材料本身D.本征半导体的电中性条件是qn0=qp03．非平衡载流子的复合率定义为单位时间单位体积净复合消失的电子-空穴对数。
下面表达式中不等于复合率的是（D）P130A. B. C. D.4．下面pn结中不属于突变结的是（D）P158、159A.合金结B.高表面浓度的浅扩散p+n结C.高表面浓度的浅扩散n+p结D.低表面浓度的深扩散结5.关于pn结，下列说法中不正确的是（C）P158、160A.pn结是结型半导体器件的心脏。
B.pn结空间电荷区中的内建电场起着阻碍电子和空穴继续扩散的作用。
C.平衡时，pn结空间电荷区中正电荷区和负电荷区的宽度一定相等。
6.对于小注入下的N型半导体材料，下列说法中不正确的是（B）P128A. B. C. D.7.关于空穴，下列说法不正确的是（C）P15A.空穴带正电荷B．空穴具有正的有效质量C．空穴同电子一样都是物质世界中的实物粒子D．半导体中电子空穴共同参与导电8.关于公式，下列说法正确的是（D）P66、67A.此公式仅适用于本征半导体材料B.此公式仅适用于杂质半导体材料C.此公式不仅适用于本征半导体材料，也适用于杂质半导体材料D.对于非简并条件下的所有半导体材料，此公式都适用9.对于突变结中势垒区宽度，下面说法中错误的是（C）P177A.p+n结中B.n+p结中C.与势垒区上总电压成正比D.与势垒区上总电压的平方根成正比10.关于有效质量，下面说法错误的是（D）P13、14A.有效质量概括了半导体内部势场的作用B.原子中内层电子的有效质量大，外层电子的有效质量小C.有效质量可正可负D.电子有效质量就是电子的惯性质量。
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。
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。
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。
固态源扩散(1). 开管扩散优点：开管扩散的重复性和稳定性都很好。
(2). 箱法扩散优点；箱法扩散的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。
(3). 涂源法扩散缺点：这种扩散方法的表面浓度很难控制，而且又不均匀。
(4). 杂质源也可以采用化学气相淀积法淀积，这种方法的均匀性、重复性都很好，还可以把片子排列很密，从而提高生产效率，其缺点是多了一道工序。
液态源扩散液态源扩散优点：系统简单，操作方便，成本低，效率高，重复性和均匀性都很好。
扩散过程中应准确控制炉温、扩散时间、气体流量和源温等。
源瓶的密封性要好，扩散系统不能漏气。
气态源扩散气态杂质源多为杂质的氢化物或者卤化物，这些气体的毒性很大，且易燃易爆，操作上要十分小心。
快速气相掺杂(RVD)气体浸没激光掺杂(GILD)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。
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。
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，比例系数D定义为杂质在基体中的扩散系数。
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。
当浓度梯度变小时，扩散减缓。
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: ，假设扩散系数D为常数→5.以P2O5为例，多晶硅中杂质扩散的方式及分布情况。
在多晶硅薄膜中进行杂质扩散的扩散方式与单晶硅中的方式是不同的，因为多晶硅中有晶粒间界存在，所以杂质原子主要沿着晶粒间界进行扩散。
主要有三种扩散模式：①晶粒尺寸较小或晶粒内的扩散较快，以至从两边晶粒间界向晶粒内的扩散相互重叠，形成如图A类分布。
②晶粒较大或晶粒内的扩散较慢，所以离晶粒间界较远处杂质原子很少，形成如图B类分布。
③与晶粒间界扩散相比，晶粒内的扩散可以忽略不计，因此形成如图C类分布。
所以多晶扩散要比单晶扩散快得多，其扩散速度一般要大两个数量级。
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。
恒定表面源扩散（预淀积扩散，predeposition）在表面浓度Cs一定的情况下，扩散时间越长，杂质扩散的就越深，扩到硅内的杂质数量也就越多。
如果扩散时间为t，那么通过单位表面积扩散到Si片内部的杂质数量Q(t)为：恒定源扩散，其表面杂质浓度Cs基本上由该杂质在扩散温度(900-1200℃)下的固溶度所决定，在900-1200℃范围内，固溶度随温度变化不大，很难通过改变温度来达到控制表面浓度Cs的目的，这是该扩散方法的不足之处。
有限表面源扩散（推进扩散，drive-in）杂质分布形式与恒定表面源扩散不同，有限表面源扩散的表面浓度Cs 随时间而降低：7.什么是两步扩散工艺，其两步扩散的目的分别是什么？实际的扩散温度一般为900-1200℃，在这个温度范围内，杂质在硅中的固溶度随温度变化不大，采用恒定表面源扩散很难通过改变温度来控制表面浓度，而且很难得到低表面浓度的杂质分布形式。
两步扩散：采用两种扩散结合的方式。
第一步称为预扩散或者预淀积：在较低温度下，采用恒定表面源扩散方式。
在硅片表面扩散一层数量一定，按余误差函数形式分布的杂质。
由于温度较低，且时间较短，杂质扩散的很浅，可认为杂质是均匀分布在一薄层内，目的是为了控制扩散杂质的数量。
第二步称为主扩散或者再分布：将由预扩散引入的杂质作为扩散源，在较高温度下进行扩散。
主扩散的目的是为了控制表面浓度和扩散深度。
两步扩散后的杂质最终分布形式：D预t预<<D主t主，主扩散起决定作用，杂质基本按高斯函数分布。
散温度相同时，扩散时间越长，杂质扩散的越深，表面浓度越低。
扩散时间相同时，扩散温度越高，杂质扩散的越深，表面浓度下降越多。
8. 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 cm-2。
（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。
9.简述几种常用的氧化方法及其特点。
制备SiO2的方法有很多，热分解淀积、溅射、真空蒸发、阳极氧化法、化学气相淀积、热氧化法等。
热生长法制备的SiO2质量好，是集成电路的重要工艺之一。
热氧化法：Si与氧或水汽等氧化剂在高温下发生化学反应生成SiO2。
热氧化法制备SiO2的特点：具有很高的重复性和化学稳定性，其物理性质和化学性质不太受湿度和中等温度热处理的影响；降低Si表面的悬挂键，使表面态密度减小；很好地控制界面陷阱和固定电荷。
(1).干氧氧化在高温下，氧气与硅反应生成SiO2。
氧化温度为900-1200℃，为了防止外部气体的玷污，炉内气体压力应比一个大气压稍高些，可通过气体流速来控制。
优点：结构致密、干燥、均匀性和重复性好，掩蔽能力强，与光刻胶黏附好，目前制备高质量的SiO2薄膜基本上都是采用这种方法。
缺点：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气反应生成SiO2。
产生的H2分子沿Si-SiO2界面或者以扩散方式通过SiO2层“逃离” 。
因为水比氧气在SiO2中有更高的扩散系数和大得多的溶解度，所以水汽氧化的生长速率一般比较高。
(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，SiO2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关系。
如果水汽含量很少，SiO2的生长速率和质量就越接近于干氧氧化的情况，反之，就越接近水汽氧化情况。
水汽含量与水温和氧气流量有关。
氧气流量越大，水温越高，则水汽含量就越大。
氢气和氧气，H2+O2→H2O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。
(4).快速热氧化工艺(RTO)制备深亚微米器件的栅极氧化层，非常薄<30Å在实际生产中，根据要求选择干氧氧化、水汽氧化或湿氧氧化。
对于制备较厚的SiO2层来说，往往采用的是干氧-湿氧-干氧相结合的氧化方式。
这种氧化方式既保证SiO2表面和Si-SiO2界面质量，又解决了生长效率的问题。
10.说明SiO2的结构和性质，并简述结晶型SiO2和无定形SiO2的区别。
结晶形SiO2——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。
无定形SiO2——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110-180°之间，峰值144°。
无定形SiO2的性质：✧Si-O四面体在空间的排列无规则，大部分O与相邻的两个Si-O四面体的Si形成共价键（称为桥键氧），也有一部分只与一个Si-O四面体的Si形成共价键（称为非桥键氧）；✧无定形网络疏松、不均匀、有孔洞，SiO2分子约占无定形网络空间体积43%，密度2.15-2.25g/cm3，结晶形SiO2密度为2.65g/cm3；✧在无定形SiO2网络中，氧的运动(1-2个Si-O键)比Si(4个Si-O键)容易；✧室温下Si-O键以共价键为主，也含有离子键成份，随温度的升高，离子键成份比例增大。
