半导体芯片制造中级复习题A

半导体芯片制造中级复习题A 半导体芯片制造中级工复习题 一 判断题: 1. 单晶是原子或离子沿着三个不同的方向按一定的周期有规则的排列～并沿一致的 晶体学取向所堆垛起来的远程有序的晶体。( ? ) 2. 迁移率是反映半导体中载流子导电能力的重要参数。掺杂半导体的电导率一方面 取决于掺杂的浓度～另一方面取决于迁移率的大小。同样的掺杂浓度～载流子的 迁移率越大～的电导率就越高。(?) 3. 点缺陷～如空位、间隙原子、反位缺陷、替位缺陷～和由它们构成的复合体。(?) 4. 位错就是由范性形变造成的～它可以使晶体内的一原子或离子脱离规则的周期排 列而位移一段距离～位移区与非位移区交界处必有原子的错位～这样产生线缺陷 称为位错。(?) 5. 抛光片的电学参数包括电阻率～载流子浓度～迁移率～直径、厚度、主参考面等。 (×) 6. 液相外延的原理是饱和溶液随着温度的降低产生过饱和结晶。( ? ) 7. 离子源是产生离子的装臵。,? , 8. 半导体芯片制造对水质的要求一般. ,×, 9. 光致抗蚀剂在曝光前对某些溶剂是可溶的～曝光后硬化成不可溶解的物质～这一 类抗蚀剂称为负性 光致抗蚀剂～由此组成的光刻胶称为负性胶。 ,?, 10. 设备、试剂、气瓶等所有物品不需经严格清洁处理～可直接进入净化区。 ,×, 11. 干法腐蚀清洁、干净、无脱胶现象、图形精度和分辨率高。 ,?, 12. 光刻工艺要求掩膜版图形黑白区域之间的反差要低。 ,×, 13. 在半导体集成电路中～各元器件都是制作在同一晶片内。因此要使它们起着预定 的作用而不互相影响～就必须使它们在电性能上相互绝缘。 ,?, 14. 金属剥离工艺是以具有一定图形的光致抗蚀剂膜为掩膜～带胶蒸发或溅射所需的 金属～然后在去除光致抗蚀剂膜的同时～把胶膜上的金属一起去除干净。,?, 15. 表面钝化工艺是在半导体芯片表面复盖一层保护膜～使器件的表面与周围气氛隔 离。,?, 二 选择题 1. 下列材料属于N型半导体是 AC 。 A 硅中掺有元素杂质磷(P)、砷(As) B(硅中掺有元素杂质硼(B)、铝(Al) C 砷化镓掺有元素杂质硅(Si)、碲(Te) D(砷化镓中掺元素杂质锌、镉、镁 2. 属于绝缘体的正确答案是 B 。 A 金属、石墨、人体、大地 B 橡胶、塑料、玻璃、云母、陶瓷 C 硅、锗、砷化镓、磷化铟 D 各种酸、碱、盐的水溶液 ( A )10、说明构成每个单元所需的基本门和基本单元的集成电路设计过程叫: A、逻辑设计 B、物理设计 C、电路设计 D、系统设计 ( D )11、腐蚀二氧化硅的水溶液一般是用 A、盐酸 B、硫酸 C、硝酸 D、氢氟酸 ( D )12、下列晶体管结构中，在晶体管输出电流很大时常使用的是: A、单基极条图形 B、双基极条图形 C、基极和集电极引线孔都是马蹄形结构 D、梳状结构 3. 位错的形成原因是 C 。 A 位错就是由弹性形变造成的 B 位错就是由重力造成的 C 位错就是由范性形变造成的 D 以上答案都不对 4. 硅外延生长工艺包括 ABCD 。 A 衬底制备 B 原位HCl腐蚀 C 生长温度～生长压力～生长速度 D 尾气的处理 ABCD 。 5. 硅外延片的应用包括 A 二极管和三极管 B 电力电子器件, C 大规模集成电路 D 超大规模集成电路 6. 离子注入层的深度主要取决于离子注入的 A 。 A 能量 B 剂量 7. 离子注入层的杂质浓度主要取决于离子注入的 B 。 A 能量 B 剂量 ( D )16、从离子源引出的是: A、原子束 B、分子束 C、中子束 D、离子束 ( B )17、恒定表面源扩散的杂质分布在数学上称为什么分布, A、高斯函数 B、余误差函数 C、指数函数 D、线性函数 ( A )18、在温度相同的情况下，制备相同厚度的氧化层，分别用干氧，湿氧和水 汽氧化，哪个需要的时间最长, A、干氧 B、湿氧 C、水汽氧化 D、不能确定哪个使用的时间长 ( D )19、下列说法错误的是: A、扩散是微观离子的一种热运动方式，运动结果使浓度分布趋于均匀 B、间隙式杂质从一个间隙到相邻位置的运动为间隙式扩散 C、以间隙形式存在于硅中的杂质，主要是那些半径较小的杂质原子 8. ?号液是 A 过氧化氢清洗液. 2 A 碱性 B 酸性 C 中性 9. 二氧化硅在扩散时能对杂质起掩蔽作用进行 C 扩散。 A 预 B 再 C .选择 10. 介质隔离是以绝缘性能良好的电介质作为“隔离墙”来实现电路中各元器件间彼 此电绝缘的一种隔离。常用的电介质是 C 层。 A 多晶硅 B 氮化硅 C 二氧化硅 11. 光刻工艺是利用感光胶感光后抗腐蚀的特性在半导体晶片表面的掩膜层上 的工艺 A A 刻制图形 B. 绘制图形 C 制作图形 12. 将预先制好的掩膜直接和涂有光致抗蚀剂的晶片表面接触～再用紫外光照射来进 行曝光的方法～称为 A 曝光。 A 接触 B 接近式 C 投影 13. 按蒸发源加热方法的不同～真空蒸发工艺可分为: A 蒸发、 B 蒸发、离子 束蒸发等。 A 电阻加热 B 电子束 C 蒸气原子 线插座接线有严格规定 A 14. 单相3 A “左零”“右火” B “左火”“右零” 15. 人们规定: A 电压为安全电压. A 36伏以下 B 50伏以下 C 24伏以下 三 填空题: 1、在扩散之前在硅表面先沉积一层杂质～在整个过程中这层杂质作为扩散的杂质源～ 不再有新的杂质补充～这种扩散方式称为:恒定表面源扩散 2、对标准单元设计EDA系统而言～标准单元库应包含以下:逻辑单元符号库 、 和功能单元库 、拓扑单元库 、版图单元库 。 3、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 划片槽 。 4、大容量可编程逻辑器件分为 复杂可编程逻辑器件 和 现场可编程门阵列 。 5、全定制、半定制版图设计中用到的单元库包含 符号图 、抽象图 、线路 图 和 版图 。 6、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 电子 ～另 3 一种是 空穴 。 7、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、 化合物 半导体、固溶半 导体三大类。 8、半导体材料的主要晶体结构有 金刚石 型、 闪锌矿型、纤锌矿型。 9、抛光片的质量项目包括: 几何参数 ～直径、厚度、主参考面、副参考面、 平整度、弯曲度等, 电学参数 ～电阻率～载流子浓度～迁移率等,晶体 质量～晶向～位错密度。 10、 外延生长方法比较多～其中主要的有 化学气相 外延、 液相 外延、 金属有机化学气相外延、 分子束 外延、原子束外延、固相外延等。 11、 离子注入是借其 动能 强行进入靶材料中的一个非平衡 物理过程。 12、 半导体中的离子注入掺杂是把掺杂剂 离子 加速到的需要的 能量 ～ 直接注入到半导体晶片中～并经适当温度的 退火处理 。 13、 空气中的一个小尘埃将影响整个芯片的完整性、成品 率～并影响其电学 性能和可靠 性～所以半导体芯片制造工艺需在超净厂房内进行。 干涉色 。 14、 在白光照射二氧化硅时～不同的厚度有不同的 15、 在半导体工艺中～硫酸常用于去除 光刻胶和配制 洗液 等。 16、 化学清洗中是利用硝酸的强 酸性和强 氧化性将吸附在硅片表面的杂质 除去。 17、 用肉眼或显微镜可观察二氧化硅的以下质量:颜色是否均匀 、结构 是否 致密,表面无 斑点 、无 白雾、不发花,表面无裂纹、无针孔。 18、 腐蚀V形槽一般采用 各向异性 的湿法化学腐蚀方法. 19、 光刻工艺一般都要经过涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、 腐蚀、去胶等 步骤。 20、 工艺人员完成工艺操作后要认真、及时填写工艺记录～做到记录内容详细、 真实、完整、书写工整、数据准确。 四 综合题 1. 衬底清洗过程包括哪几个步骤,有什么作用, 答:,1,擦洗表面的大块污物,,2,浸泡,,3,化学腐蚀,,4,水清洗,,5,干燥。 作用:,略, 2. 什么是离子, 答:原子,原子团,、分子,分子团,失去或获得电子后所形成的带电粒子称为离子 3. 操作人员的质量职责是什么, 4 答:操作人员的质量职责是:,1,按规定接受培训考核～以达到所要求的技能、能力和知识,,2,严格按工艺规范和工艺文件进行操作～对工艺质量负责,,3,按规定填写质量记录～对其准确性、完整性负责,,4,做好所使用的仪器、设备、工具的日常维护保养工作,,6,对违章作业造成的质量事故负直接责任。 4. 为什么说洁净技术是半导体芯片制造过程中的一项重要技术, 答:半导体芯片制造～尤其是随着高度集成复杂电路和微波器件的发展～要求获得细线条、高精度、大面积的图形～各种形式的污染都将严重影响半导体芯片成品率和可靠性。生产中的污染～除了由于化学试剂不纯、气体纯化不良、去离子质量不佳引入之外～环境中的尘埃、杂质及有害气体、工作人员、设备、工具、日用杂品等引入的尘埃、毛发、皮屑、油脂、手汗、烟雾等都是重要汚染来源。例如～PN结表面污染上尘埃、皮屑、油脂等将引起反向漏电或表面沟道～手汗引起的N离子沾污a会使MOS器件阈值电压飘移～甚至导致晶体管电流放大系数不稳定～空气中尘埃的沾污将引起器件性能下降～以致失效,光刻涂胶后尘埃的沾污将使二氧化硅层形成针孔或小岛,大颗粒尘埃附着在光刻胶表面～会使掩膜版与芯片间距不一致～使光刻图形模糊,高温扩散过程中～附着在硅片上的尘埃将引起局部掺杂和快速扩散～使结特性变坏。所以洁净技术是半导体芯片制造过程中的一项重要技术。 5、对于大尺寸的MOS管版图设计～适合采用什么样的版图结构,简述原因。 答:(1)S管的版图一般采用并联晶体管结构。 采用并联晶体管结构后～可共用源区和漏区～使得在同样宽长比的情况下～漏区和源区的面积被减小～并因此使得器件源极和漏极的PN结电容被减小～对提高电路的动态性能很有好处。 (2)寸器件在版图设计时还采用折叠的方式减小一维方向上的尺寸。 因为器件的尺寸大～即叉指的个数较多～如果采用简单并列的方式～将由于叉指到信号引入点的距离不同引起信号强度的差异。同时～由于在一维方向上的工艺离散性～也将导致最左端的叉指和最右端的叉指所对应的并联器件在参数和结构上产生失配。 6、集成电路封装有哪些作用, 答:(1)机械支撑和机械保护作用。 (2)传输信号和分配电源的作用。 (3)热耗散的作用。 (4)环境保护的作用。 7、什么叫光刻, 光刻工艺质量的基本要求是什么, 答:光刻是一种图形复印和化学腐蚀相结合的精密表面加工技术。 对光刻工艺质量的基本要求是:刻蚀的图形完整、尺寸准确、边缘整齐、线条 5 陡直,图片内无小岛、不染色、腐蚀干净,图形套合十分准确,介质膜或金属膜上无针孔,硅片表面清洁、不发花、无残留的被腐蚀物质。 8、叙述H还原SiCl外延的原理～写出化学方程式。 24 答:在气相外延生长过程中～首先是反应剂输运到衬底表面,接着是它在衬底便面发生反应释放出硅原子～硅原子按衬底晶向成核～长大成为单晶层。化学方程式如下: SiClHSiHCl，,，2442 9、集成电容主要有哪几种结构, 答:?金属-绝缘体-金属,MIM,结构, ?多晶硅/金属-绝缘体-多晶硅结构, ?金属叉指结构, ?PN结电容, ?MOS电容。 6