半导体技术期末复习
《半导体物理》期末复习题目

《半导体物体复习资料》1、本征半导体是指(A )的半导体。
A. 不含杂质和晶格缺陷B. 电阻率最高C. 电子密度和空穴密度相等D. 电子密度与本征载流子密度相等2、如果一半导体的导带中发现电子的几率为零,那么该半导体必定(D )。
A. 不含施主杂质B. 不含受主杂质C. 不含任何杂质D. 处于绝对零度3、对于只含一种杂质的非简并n型半导体,费米能级E F随温度上升而(D )。
A. 单调上升B. 单调下降C. 经过一个极小值趋近EiD. 经过一个极大值趋近Ei4、如某材料电阻率随温度上升而先下降后上升,该材料为( C )。
A. 金属B. 本征半导体C. 掺杂半导体D. 高纯化合物半导体5、公式中的是半导体载流子的( C )。
A. 迁移时间B. 寿命C. 平均自由时间D. 扩散时间6、下面情况下的材料中,室温时功函数最大的是( A )A. 含硼1×1015cm-3的硅B. 含磷1×1016cm-3的硅C. 含硼1×1015cm-3,磷1×1016cm-3的硅D. 纯净的硅7、室温下,如在半导体Si中,同时掺有1×1014cm-3的硼和1.1×1015cm-3的磷,则电子浓度约为( B ),空穴浓度为( D ),费米能级为( G )。
将该半导体由室温度升至570K,则多子浓度约为( F ),少子浓度为( F ),费米能级为( I )。
(已知:室温下,n i≈1.5×1010cm-3;570K时,n i≈2×1017cm-3)A、1×1014cm-3B、1×1015cm-3C、1.1×1015cm-3D、2.25×105cm-3E、1.2×1015cm-3F、2×1017cm-3G、高于Ei H、低于Ei I、等于Ei8、最有效的复合中心能级位置在( D )附近;最有利陷阱作用的能级位置在( C )附近,常见的是( E )陷阱。
半导体复习提纲

第一章、第二章1.能带理论的基本假定是什么?①绝热近似:离子的波函数与电子的位置及状态无关。
多粒子问题→多电子问题。
②平均场近似:忽略电子和电子件的相互作用,用平均场代替电子与电子间的相互作用。
③周期场近似:单电子问题→单电子在周期场中运动的问题。
2.用能带理论解释绝缘体半导体和金属的导电性固体能够导电是固体中的电子在外场作用下做定向运动的结果.从能带理论看,是电子从一个能级跃迁到另一个能级上去。
对于满带(价带),其中能级已被电子占满,在外电场的作用下满带中的电子并不形成电流,对导电没有贡献。
对于被电子部分占满的能带,在外电场的作用下,电子可以从外电场中吸收能量跃迁到未被电子占据的能级去,形成了电流,起导电作用,我们称之为导带。
金属:由于组成金属的原子中的价电子占据的能级是部分占满的,在外电场作用下,电子可以吸收能量跃迁到违背电子占据的能级,所以金属是良好的导体。
绝缘体和半导体类似,下面都是已被电子占满的满带(价带),中间是禁带,上面是空带(导带),所以在热力学零度时,在外电场的作用下并不导电。
当外界条件变化时,就有少量电子被激发到空带上去,使能带处于几乎为满或几乎为空的状态,在半导体中,价带顶产生的空的量子状态也称为空穴,相当于正电荷的导电作用,电子和空穴在外场作用下就会参与导电。
而绝缘体只是禁带宽度太大,激发电子需要很大的能量,在通常温度下,激发上去的电子很小,导电性差。
3.解释直接带隙和间接带隙半导体直接带隙:导带最底边和价带最顶边处于K空间的相同点的半导体,跃迁只吸收能量。
性质:跃迁时电子波矢不变,动量守恒,直接复合(不需声子接受或提供能量),载流子寿命短,发光效率高。
间接带隙:导带边和价带边处于K空间不同点,形成半满带不止吸收能量还要改变动量。
性质:大几率将能量释放给晶格转化为声子,变成热能释放掉。
4.什么是施主杂质,受主杂质?施主杂质:V族杂质在硅、锗中电离时,能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心,称他们为施主杂质会n型杂质;受主杂质:III族杂质在硅、锗中电离时,能够接受电子而产生导电空穴并形成负电中心,称他们为受主杂质会p型杂质。
半导体制造工艺期末考试重点复习资料

1、三种重要的微波器件:转移型电子晶体管、碰撞电离雪崩渡越时间二极管、MESFET.2、晶锭获得均匀的掺杂分布:较高拉晶速率和较低旋转速率、不断向熔融液中加高纯度多晶硅,维持熔融液初始掺杂浓度不变。
3、砷化镓单晶:p型半导体掺杂材料镉和锌,n型是硒、硅和锑硅:p型掺杂材料是硼,n型是磷。
4、切割决定晶片参数:晶面结晶方向、晶片厚度(晶片直径决定)、晶面倾斜度(从晶片一端到另一端厚度差异)、晶片弯曲度(晶片中心到晶片边缘的弯曲程度)。
5、晶体缺陷:点缺陷(替位杂质、填隙杂质、空位、Frenkel,研究杂质扩散和氧化工艺)、线缺陷或位错(刃型位错和螺位错,金属易在线缺陷处析出)、面缺陷(孪晶、晶粒间界和堆垛层错,晶格大面积不连续,出现在晶体生长时)、体缺陷(杂质和掺杂原子淀积形成,由于晶体固有杂质溶解度造成).6、最大面为主磨面,与<110>晶向垂直,其次为次磨面,指示晶向和导电类型。
7、半导体氧化方法:热氧化法、电化学阳极氧化法、等离子化学汽相淀积法。
8、晶体区别于非晶体结构:晶体结构是周期性结构,在许多分子间延展,非晶体结构完全不是周期性结构.9、平衡浓度与在氧化物表面附近的氧化剂分压值成正比。
在1000℃和1个大气压下,干氧的浓度C0是5。
2x10^16分子数/cm^3,湿氧的C0是3x10^19分子数/cm^3。
10、当表面反应时限制生长速率的主要因素时,氧化层厚度随时间呈线性变化X=B(t+)/A线性区(干氧氧化与湿氧氧化激活能为2eV,);氧化层变厚时,氧化剂必须通过氧化层扩散,在二氧化硅界面与硅发生反应,并受扩散过程影响,氧化层厚度与氧化时间的平方根成正比,生长速率为抛物线X^2=B(t+)抛物线区(干氧氧化激活能是1。
24Ev,湿氧氧化是0.71eV). 11、线性速率常数与晶体取向有关,因为速率常数与氧原子进入硅中的结合速率和硅原子表面化学键有关;抛物线速率常数与晶体取向无关,因为它量度的是氧化剂穿过一层无序的非晶二氧化硅的过程。
半导体技术期末复习

1.20世纪上半叶对半导体产业发展做出贡献的4种不同产业。
P2答:真空管电子学、无线电通信、机械制表机、固体物理2.列出5个集成时代,指出每个时代的时间段,并给出每个时代每个芯片上的元件数。
P4小规模集成电路20世纪60年代前期2-50个芯片中规模集成电路20世纪60年代到70年代前期20-5000个芯片大规模集成电路20世纪70年代前期到70年代后期5000-100000个芯片超大规模集成电路20世纪70年代后期到80年代后期个芯片甚大规模集成电路20世纪90年代后期至今大于1000000个芯片3.列出提高微芯片制造技术相关的三个重要趋势,简要描述每个趋势。
P81、提高芯片性能:提高速度和降低功耗。
1)、器件做的越小,芯片上的器件就越多,芯片的速度就提高;2)、使用材料,通过芯片表面的电路和器件来提高电信号的传输。
2、提高芯片可靠性3、降低芯片成本原因:根本原因是得益于CD尺存的减小;半导体产品市场的大幅度增长。
4.什么是芯片的关键尺寸?这种尺寸为何重要?P9芯片的物理尺寸特征被称为特征尺寸,最小的特征尺寸称为关键尺寸。
将CD作为定义制造复杂性水平的标准,也就是如果你拥有在硅片上制造某种CD的能力,那你就能加工其他所有特征尺寸,由于这些尺寸更大,因此更容易生产。
例如,如果芯片上的最小尺寸是0.18um,那么这个尺寸就是CD。
半导体产业使用“技术节点”这一术语描述在硅片制造中使用的可应用CD .5.什么是摩尔定律?它预测了什么?这个定律正确吗?P101964年摩尔预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番(后来在1975年被修正为预计每18个月翻一番)。
摩尔定律惊人的准确!6.以B掺入Si中为例,说明什么是受主杂质、受主杂质电离过程和P型半导体。
在硅晶体中掺入硼,硼是Ⅲ族元素,硼替代原有硅原子位置,由于Ⅲ族元素最外层只有3个价电子,与周围硅原子产生共价键时,产生一个空穴,而本身接受一个电子称为带负电的离子,通常我们称这种杂质为受主杂质。
半导体制造技术期末题库参考答案

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
半导体期末考题简答题

1.定性说明PN结的形成,争相特性?在一块N型(或P型)半导体单晶上,用适当的工艺(如合金法、扩散法、生长法、离子注入法等)把P型(或N 型)杂质掺入其中,使这块半导体单晶的不同区域分别具有N 型和P型的导电类型,在两者的交界面处就形成了P-N结。
PN皆有单向导电的特性,即:争相导通,反向截止。
在PN结上外加一电压,如果P型一边接正极,N型一边接负极,电流便从P型一边流向N型一边,空穴和电子都向界面运动,使空间电荷区变窄,甚至消失,电流可以顺利通过。
如果N型一边接外加电压的正极,P型一边接负极,则空穴和电子都向远离界面的方向运动,使空间电荷区变宽,电流不能流过。
这就是PN结的单向导性。
2.PN结的空间电荷区的形成?对于P区空穴离开后,留下了不可移动的带负电荷的电离受主,这些电离受主没有正电荷与之保持电中性,因此,在P-N结附近P区一侧出现了一个负电荷区;同理,在P-N结附近N区一侧出现了由电离施主构成的一个正电荷区,通常把在P-N 结附近的这些电离施主和电离受主所带电荷称为空间电荷,它们所存在的区域称为空间电荷区(也称之为势垒区)。
3.PN结能带图,p型,n型能级图。
4.7种颜色的光所对应的半导体材料答:InGaN 蓝绿光GaP 橙光,绿光ALGaAs 红光白光由红绿蓝三色LED直接组合发光。
5.为什么参杂能级在上或下,费米能级在中间答:施主能级Ⅴ族元素杂质在硅锗中电离时,能够释放电子。
并形成正电中心杂质的波束电子得到店里后从施主能级跃迁到导带形成导电电子。
被施主能级束缚时的电子能量化导带底△Ed称为施主能级,用Ed表示。
因为△Ed<<Eg。
故施主能级位于导带底很近的位置。
6.如何提高双极结型三极管信号响应速度7.肖特基二极管有什么优点?答:肖特基势垒二极管是多子器件,pn结二极管是少子器件。
①在肖特基势垒中,由于没有少数载流子存储,因此肖特基势垒二极管适于高频和快速开关的应用。
②在肖特基势垒关的正向电压降要比PN结上的低得多,低的导通电压。
期末复习 半导体材料知识讲解

半导体材料的分类(按化学组成分类)
• 无机物半导体
– 元素半导体:(Ge, Si) – 化合物半导体
• 三、五族GaAs • 二、六族
• 有机物半导体
6
能带理论(区别三者导电性)
• 金属中,由于组成金属的原子中的价电子占据的 能带是部分占满的,所以金属是良好的导体。
• 半导体由于禁带宽度比较小,在温度升高或有光 照时,价带顶部的电子会得到能量激发到导带中 去,这样在导带中就有自由电子,在价带中就相 应的缺少电子,等效为带有正电子的空穴,电子 和空穴同时参与导电,使得半导体具有一定的导 电性能。
• 一般对于绝缘体,禁带宽度较大,在温度升高或 有光照时,能够得到能量而跃迁到导带的电子很 少,因此绝缘体的导电性能很差。
7
半导体结构类型
• 金刚石结构(Si/Ge):同种元素的两套面心 立方格子沿对角线平移1/4套构而成
• 闪锌矿(三、五族化合物如GaAs):两种元 素的两套面心立方格子沿对角线平移1/4套 构而成
效应
12
作业
• 1.什么是分凝现象?平衡分凝系数?有效分凝系 数?
• 2.写出BPS公式及各个物理量的含义,并讨论影响 分凝系数的因素。
• 3.分别写出正常凝固过程、一次区熔过程锭条中 杂质浓度Cs公式,并说明各个物理量的含义。
• 4.说明为什么实际区熔时,最初几次要选择大熔 区后几次用小熔区的工艺条件。
半导体材料
期末复习
2
考试题型
• 填空30分,每空一分 • 判断题10分,每题一分 • 名词解释20分,每题4分 • 问答题40分,6个题目 • AB卷
3
半导体材料概述
• 从电学性质上讲(主要指电阻率)
– 绝缘体1012—1022 Ω.cm – 半导体10-6—1012 Ω.cm – 良导体≤10-6Ω.cm – 正温度系数(对电导率而言) – 负温度系数(对电阻率而言) – 导体????
半导体复习题(带答案)

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。
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半导体技术期末复习集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-1.20世纪上半叶对半导体产业发展做出贡献的4种不同产业。
P2答:真空管电子学、无线电通信、机械制表机、固体物理2.列出5个集成时代,指出每个时代的时间段,并给出每个时代每个芯片上的元件数。
P4小规模集成电路 20世纪60年代前期 2-50个芯片中规模集成电路 20世纪60年代到70年代前期 20-5000个芯片大规模集成电路 20世纪70年代前期到70年代后期 5000-100000个芯片超大规模集成电路20世纪70年代后期到80年代后期个芯片甚大规模集成电路 20世纪90年代后期至今大于1000000个芯片3.列出提高微芯片制造技术相关的三个重要趋势,简要描述每个趋势。
P81、提高芯片性能:提高速度和降低功耗。
1)、器件做的越小,芯片上的器件就越多,芯片的速度就提高;2)、使用材料,通过芯片表面的电路和器件来提高电信号的传输。
2、提高芯片可靠性3、降低芯片成本原因:根本原因是得益于CD尺存的减小;半导体产品市场的大幅度增长。
4.什么是芯片的关键尺寸?这种尺寸为何重要?P9芯片的物理尺寸特征被称为特征尺寸,最小的特征尺寸称为关键尺寸。
将CD作为定义制造复杂性水平的标准,也就是如果你拥有在硅片上制造某种CD的能力,那你就能加工其他所有特征尺寸,由于这些尺寸更大,因此更容易生产。
例如,如果芯片上的最小尺寸是0.18um,那么这个尺寸就是CD。
半导体产业使用“技术节点”这一术语描述在硅片制造中使用的可应用CD .5.什么是摩尔定律?它预测了什么?这个定律正确吗?P101964年摩尔预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番(后来在1975年被修正为预计每18个月翻一番)。
摩尔定律惊人的准确!6.以B掺入Si中为例,说明什么是受主杂质、受主杂质电离过程和P型半导体。
在硅晶体中掺入硼,硼是Ⅲ族元素,硼替代原有硅原子位置,由于Ⅲ族元素最外层只有3个价电子,与周围硅原子产生共价键时,产生一个空穴,而本身接受一个电子称为带负电的离子,通常我们称这种杂质为受主杂质。
这种半导体主要依靠受主提供的空穴导电,这种依靠空穴导电的半导体称为p型半导体。
7.以As掺入Ge中为例,说明什么是施主杂质、施主杂质电离过程和N 型半导体。
在As中掺入Ge , Ge 是V族元素杂质, Ge杂质会替代原来硅原子的位置,与周围的硅原子形成共价键,多余的一个电子便成了能够导电的自由电子,本身变成带正电的离子,通常我们称这种杂质为施主杂质。
这种半导体依靠施主提供的电子导电,这种依靠电子导电的半导体称为n型半导体。
8.半导体内的载流子三种运动:载流子的扩散运动,载流子的热运动和载流子的漂移运动。
9.双极晶体管有多少个电极、结和类型?电极的名称分别是什么?类型名称分别是什么?P46有三电极和两个pn结、两种类型。
电极名称:发射极、基极、集电极。
类型名称:pnp、npn.10.其他电极形成物理的pn结。
场效应管(FET)的两种基本类型是什么?他们之间的主要区别是什么?P50答:结型(JFET)和金属-氧化物型(MOSFET)半导体。
区别是:MOSFET作为场效应晶体管输入端的栅极由一层薄介质与晶体管的其他两极绝缘。
JFET的栅极实际上同晶体管11.半导体级硅有多纯?P649个912.描述非晶材料。
为什么这种硅不能用于硅片?P65非晶材料指的是非晶固体材料,它们没有重复的结构,并且在原子级结构上体现的是杂乱的结构。
非晶硅对生产半导体器件所需的硅片来讲是没有任何用处的,这是因为器件的许多电学和机械性质都与它的原子级结构有关,这就要求重复性的结构使得芯片与芯片之间的性能有重复性。
13.多晶:晶胞不是有规律地排列单晶:晶胞在三维方向上整齐地重复排列14.什么是晶体缺陷?P73晶体缺陷指的是在重复排列的晶胞结构中出现的任何中断。
研究晶体缺陷是非常重要的,因为它对半导体的电学特性有破坏作用。
在硅中主要存在三种普遍的缺陷形式:点缺陷:原子层面的局部缺陷,包括空位缺陷、间隙原子缺陷和Frenkel 缺陷位错:错位的晶胞层错:晶体结构的缺陷15.什么是物质的四种形态?试分别描述之。
P87固体、液体、气体和等离子体(电离的气体)16.吸收和吸附之间有什么不同?P91-92吸收:物质吸取其他实物或能量的过程。
气体被液体或固体吸取,或液体被固体所吸取。
在吸收过程中,一种物质将另一种物质吸进体内与其融和或化合。
吸收是气体或液体进入其他材料的主要方式.吸附是气体或液体被束缚在固体表面,被吸附的分子通过化学束缚或者物理吸引这样的弱束缚黏在物体表面。
17.什么是酸?列出在硅片厂中常用的三种酸。
P95酸是一种包含氢并且氢在水中裂解形成水合氢离子H3O+的溶液。
硅片厂中常用的酸有HF,HCL, H2SO4, HNO3, H3PO418.什么是碱?列出在硅片厂中常用的三种碱。
P96碱是一类含有OH根的化合物,在溶液中发生水解生成氢氧根离子OH-。
硅片厂中常用的碱有NaOH, NH4OH, KOH19.什么是溶剂?列出在硅片厂中常用的三种溶剂。
P97溶剂是一种能够溶解其他物质形成溶液的物质。
硅片厂中常用的溶剂有:去离子水,异丙醇、三氯乙烯、丙酮、二甲苯20.说明五类净化间沾污。
P107沾污指的是半导体制造过程中引入半导体硅片的任何危害芯片成品率及电学性能的不希望有的物质。
净化间沾污有:颗粒、金属杂质、有机物沾污、自然氧化层、静电释放。
21.什么是等离子体?它对工艺腔有什么益处?P181等离子体是一种中性、高能量、离子化的气体,包含中性原子或分子、带电离子和自由电子。
等离子体可以提供发生在硅表面的气体反应所需要的大部分能量,因此被广泛应用于晶片制造的各个步骤;另一个应用是通过等离子体刻蚀选择性的去除金属。
22.硅片中氧化膜的用途1、器件保护和隔离2、表面钝化3、栅氧电介质4、掺杂阻挡5、金属层间的介质层23.如果热生长氧化层厚度为20000A,那么硅消耗多少?9200A. P215 2000×0.46=920(A)24.氧化生长模式P251(参考,暂时不考)25.化学气相淀积 P24626.什么是快速热处理(RTP)?相比于传统炉其6大优点是什么?P228快速热处理是在非常短的时间内将单个硅片加热至400~1300℃温度范围内的一种方法;1、温度均匀性好2、杂质运动最小3、硅片间的重复性4、产量高5、由于快速加热产生应力,增加了强度6、有利于绝对温度的测量27.什么是薄膜?列举并描述可接受的薄膜的8个特征。
P242薄膜是指一种在衬底上生长的薄固体物质。
如果一种固体物质具有三维尺寸,那么薄膜是指某一维(通常是厚度)远远小于另外两维上的尺寸。
1、好的台阶覆盖能力2、填充高的深宽比间隙能力3、好的厚度均匀性4、高纯度和高密度5、受控制的化学剂量6、高度的结构完整性和低的膜应力7、好的电学特性8、对衬底材料或下层膜好的粘附性28.列举并描述薄膜生长的三个阶段。
P244晶核形成,成束的稳定小晶核形成聚集成束,也称为岛生长形成连续的膜。
29.并描述CVD反应中的8个步骤。
P2471、气体传输至淀积区域:反应气体充反应腔入口区域流动到硅片表面的淀积区域;2、膜先驱物的形成:气相反应导致膜先驱物和副产物的形成;3、膜先驱物附着在硅片表面:大量膜先驱物运输到硅片表面;4、膜先驱物粘附:膜先驱物粘附在硅片表面5、膜先驱物扩散:膜先驱物向膜生长区域的表面扩散;6、表面反应:表面化学反应导致膜淀积和副产物的生成;7、副产物从表面移除:吸附表面反应的副产物;8、副产物从反应表面腔移除:反应的副产物从淀积区域随气流流动到反应腔出口并排出。
30.什么是外延?解释自掺杂和外扩散。
P267外延就是在单晶衬底上淀积一层薄的单晶层,新淀积的这层称为外延层。
自掺杂:掺杂杂质从衬底蒸发,或者是由于淀积过程中氯对硅片表面的腐蚀而自发进行的一种掺杂不均匀的现象。
外扩散:衬底作为掺杂杂质源扩散到外延层的一种不规则掺杂形式,称为外扩散。
31.定义分辨率。
P312分辨率:光刻中的一个重要的性能指标,是将硅片上两个邻近的特征图形区分开来的能力。
32.解释负性和正性光刻的区别。
P314负性光刻:是把与掩膜板上相反的图形复制到硅片表面,曝光后,光刻胶会因交联而变得不可溶解,并会硬化,交联的光刻胶便不能在溶剂中被洗掉,是的光刻胶上图形与投影掩膜板上的图形相反。
正性光刻:是把与掩膜板上相同的图形复制到硅片上,曝光后的区域经历一种光化学反应,使得其在显影液中软化并可以溶解,形成的光刻胶的图形与投影掩膜板上的相同。
两者的区别在于光刻胶的种类不同。
33.列出光刻的8个步骤,并对每一步做出简要解释。
P3161、气相成底膜处理:目的是增强硅片和光刻胶之间的粘附性;2、旋转涂胶:采用旋转的方式使得所涂光刻胶较为均匀;3、软烘:目的是去除光刻胶中的溶剂;4、对准和曝光:目的是将掩膜板上的图形转移到涂胶的硅片上,且光能激活光刻胶中的光敏成分;5、曝光后烘培:对紫外光刻胶在100到110度之间进行烘培。
紧随在光刻胶曝光之后;6、显影:硅片表面光刻胶中产生图形的关键步骤,将光刻胶上可溶解区域被化学显影剂溶解,将可见的图形留在硅片表面;7、坚膜烘培:显影后的热烘指的就是坚膜烘培,目的在于挥发掉存留的光刻胶溶剂,提高光刻胶对硅片表面的粘附性;8、显影后检查:目的在于去顶光刻图形的质量。
34.列出并解释两种形式的光波干涉。
P344相长干涉和相消干涉。
35.什么是空间相干?为什么在光刻中控制它?P348光是一种电磁波,在传播过程中,具有相同相位的不同光波在交汇点具有空间相干。
空间相关可以通过光学系统加以控制,使图像中可能形成的干涉图像最小。
如果不控制,在光刻胶上干涉结果看起来可能是亮暗点的粒状图形,被称做斑纹。
36. 什么是数值孔径?陈述它的公式,包括近似公式。
P353透镜收集衍射光的能力称之为透镜的数值孔径。
透镜数值孔径越大,其成像质量越高。
其公式为sin r NA n nfθ==,其中n 为为图像介质的折射率 θ为主光轴与透镜边缘线的夹角,r 为透镜的半径,f 为透镜的焦距37. 什么是抗反射涂层,它是怎样减小驻波的?P354抗反射涂层:曝光光线通过投影掩膜板后再光刻胶上形成图案,在光刻胶下面最终要被刻蚀形成图案的底层薄膜,在这层薄膜上涂上反光的涂层,就称为抗反射涂层。
抗反射涂层通过抑制曝光光束减少不想要的光反射,从而避免了入射光波与反射光波之间的干涉,抑制了驻波的产生。
38. 陈述分辨率公式。
影响光刻分辨率的三个参数是什么?计算扫描光刻机的分辨率,假设波长是248nm ,NA 是0.65,k 是0.6。