半导体技术

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

答：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100000-1000000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。P8 答：1、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

答：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？P10

答：1964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。

答：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。

答：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

答：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. 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其他电极形成物理的pn结。

11. 半导体级硅有多纯？P64 答：9个9

12.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

13.什么是晶体缺陷？P73

答：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

14. 什么是物质的四种形态？试分别描述之。P87

答：固体，物质存在的一种状态。与液体和气体相比固体有比较固定的体积和形状、质地比较坚硬。

液体，四大物质状态之一，没有确定的形状，但有一定体积，具有移动与转动等运动性。气体，无形状无体积的可变形可流动的流体。气体是物质的一个态。

等离子体（电离的气体），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。

15. 吸收和吸附之间有什么不同？P91-92

答：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。

16. 什么是酸？列出在硅片厂中常用的三种酸。P95

答：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, H3PO4

17. 什么是碱？列出在硅片厂中常用的三种碱。P96

答;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, KOH

18. 什么是溶剂？列出在硅片厂中常用的三种溶剂。P97

答;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

19. 说明五类净化间沾污。P107

答：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。

20. 什么是等离子体？它对工艺腔有什么益处？P181

答：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