題庫---微電子工藝原理

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1、微電子工藝原理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)與題庫一、緒論微電子工藝的概述知識(shí)點(diǎn)：集成度、摩爾定律、微電子系統(tǒng)的概念1集成電路的制作可以分成三個(gè)階段：①硅晶圓片的制作；②集成電路的制作；③集成電路的封裝。2評(píng)價(jià)發(fā)展水平：最小線寬，硅晶圓片直徑，DRAM容量二、晶體結(jié)構(gòu)和晶體生長知識(shí)點(diǎn)：5金剛石結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：共價(jià)四面體，內(nèi)部存在著相當(dāng)大的“空隙”6面心立方晶體結(jié)構(gòu)是立方密堆積，(111)面是密排面。7金剛石結(jié)構(gòu)可有兩套面心立方結(jié)構(gòu)套購而成，面心立方晶格又稱為立方密排晶格。8雙層密排面的特點(diǎn)：在晶面內(nèi)原子結(jié)合力強(qiáng)，晶面與晶面之間距離較大，結(jié)合薄弱。兩個(gè)雙層面間，間距很大，而且共價(jià)鍵稀少，

2、平均兩個(gè)原子才有一個(gè)共價(jià)鍵，致使雙層密排面之間結(jié)合脆弱9金剛石晶格晶面的性質(zhì)：由于{111}雙層密排面本身結(jié)合牢固，而雙層密排面之間相互結(jié)合脆弱，在外力作用下，晶體很容易沿著{111}晶面劈裂。由{111}雙層密排面結(jié)合牢固，化學(xué)腐蝕就比較困難和緩慢，所以腐蝕后容易暴露在表面上。因{111}雙層密排面之間距離很大，結(jié)合弱，晶格缺陷容易在這里形成和擴(kuò)展。{111}雙層密排面結(jié)合牢固，表明這樣的晶面能量低。由于這個(gè)原因，在晶體生長中有一種使晶體表面為{111}晶面的趨勢。10肖特基缺陷：如果一個(gè)晶格正常位置上的原子跑到表面，在體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)晶格空位，稱肖特基缺陷。1

3、1弗倫克爾缺陷：如果一個(gè)晶格原子進(jìn)入間隙，并產(chǎn)生一個(gè)空位，間隙原子和空位是同時(shí)產(chǎn)生的，這種缺陷為弗倫克爾缺陷。12堆垛層錯(cuò)：在密堆積的晶體結(jié)構(gòu)中，由于堆積次序發(fā)生錯(cuò)亂13固溶體：當(dāng)把一種元素B(溶質(zhì))引入到另一種元素A(溶劑)的晶體中時(shí)，在達(dá)到一定濃度之前，不會(huì)有新相產(chǎn)生，而仍保持原來晶體A的晶體結(jié)構(gòu)，這樣的晶體稱為固溶體。14固溶度：在一定溫度和平衡態(tài)下，元素B能夠溶解到晶體A內(nèi)的最大濃度，稱為這種雜質(zhì)在晶體中的最大溶解度15固溶體分類：替位式固溶體，間隙式固溶體16某種元素能否作為擴(kuò)散雜質(zhì)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)：看這種雜質(zhì)的最大固溶度是否大于所要求的表面濃度，如果

4、表面濃度大于雜質(zhì)的最大固溶度，那么選用這種雜質(zhì)就無法獲得所希望的分布。題目三擴(kuò)散工藝知識(shí)點(diǎn)：27雜質(zhì)在硅晶體中的擴(kuò)散機(jī)構(gòu)主要有兩種：1)間隙式擴(kuò)散，(2)替位式擴(kuò)散28擴(kuò)散是微觀粒子的一種極為普遍的熱運(yùn)動(dòng)形式，是將一定數(shù)量的某種雜質(zhì)摻入到硅晶體或其他半導(dǎo)體晶體中去，以改變電學(xué)性質(zhì)，并使摻入的雜質(zhì)數(shù)量、分布形式和深度等都滿足要求。29擴(kuò)散方式：恒定表面源擴(kuò)散和有限表面源擴(kuò)散。30兩種擴(kuò)散方式相結(jié)合的擴(kuò)散工藝為兩部擴(kuò)散。第一步，預(yù)擴(kuò)散或預(yù)淀積，目的：為了控制擴(kuò)散雜質(zhì)的數(shù)量，方式恒定表面源擴(kuò)散。第二步，主擴(kuò)散，目的控制表面濃度和擴(kuò)散深度。方式將由預(yù)擴(kuò)散引入的雜質(zhì)作為

5、擴(kuò)散源。31氧化增強(qiáng)擴(kuò)散：與中性氣氛相比，雜質(zhì)硼在氧化氣氛中的擴(kuò)散存在明顯的增強(qiáng)。32發(fā)射區(qū)推進(jìn)(下陷)效應(yīng)：在npn窄基區(qū)晶體管制造中，如果基區(qū)和發(fā)射區(qū)分別擴(kuò)硼和擴(kuò)磷，則發(fā)現(xiàn)在發(fā)射區(qū)正下方，硼的擴(kuò)散深度大于不再發(fā)射區(qū)正下方(外基區(qū))硼的擴(kuò)散深度。33在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)同一爐擴(kuò)散出來的硅片其薄層電阻相差特大，特別是在低濃度擴(kuò)散時(shí)更為明顯，這就是擴(kuò)散的均勻性問題。當(dāng)用同樣的條件進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)，發(fā)現(xiàn)各次擴(kuò)散的結(jié)果有差異，這就是擴(kuò)散的重復(fù)性問題。題目四氧化工藝知識(shí)點(diǎn)：17SiO2層的特點(diǎn)：能緊緊地依附在硅襯底表面，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性。對某些雜質(zhì)能起到掩蔽

6、作用。極易溶解于氫氟酸中，而在其它酸中穩(wěn)定18二氧化硅用途：擴(kuò)散時(shí)的掩蔽層，離子注入的阻擋層；器件和電路的保護(hù)或鈍化膜；某些器件的重要組成部分MOS管的絕緣柵材料；電容器的介質(zhì)材料；集成電路中的隔離介質(zhì)；用于電極引線和硅器件之間的絕緣介質(zhì)19按雜質(zhì)在網(wǎng)絡(luò)中所處位置可分為兩類：網(wǎng)絡(luò)形成者和網(wǎng)絡(luò)改變者。20較厚的SiO2層制備實(shí)際采用：干氧－濕氧－干氧21硅的熱氧化存在兩個(gè)極限：其一是當(dāng)氧化劑在二氧化硅中的擴(kuò)散系數(shù)很小時(shí)，二氧化硅的生長速率主要由氧化劑在二氧化硅中的擴(kuò)散速度所決定，稱為擴(kuò)散控制；其二如果擴(kuò)散系數(shù)很大，在這種情況下，氧化劑到達(dá)硅和二氧化硅界面的速度就

7、快，這時(shí)，二氧化硅的生長速率就由硅表面的化學(xué)反應(yīng)速度決定，稱為反應(yīng)控制。22熱氧化生長速率當(dāng)氧化時(shí)間很短時(shí)，氧化服從線性規(guī)律，此時(shí)SiO2的生長速率主要由表面化學(xué)反應(yīng)來決定。當(dāng)氧化時(shí)間很長時(shí)，氧化服從拋物型規(guī)律，此時(shí)SiO2的生長速率主要由氧化劑在SiO2中的擴(kuò)散快慢來決定。23分凝現(xiàn)象：硅在熱氧化時(shí)所形成的界面隨著熱氧化的進(jìn)行不斷向硅中推進(jìn)，原存在硅中的雜質(zhì)將在界面兩邊再分布，直到達(dá)到在界面兩邊的化學(xué)勢相同，分凝系數(shù)m=雜質(zhì)在硅中的平衡濃度/雜質(zhì)在二氧化硅中的平衡濃度24再分布的四種可能(1)m<1，在二氧化硅中是慢擴(kuò)散的雜質(zhì)，如硼；(2)m<1，在二氧化硅

8、中是快擴(kuò)散的雜質(zhì)；(3)m>1，在二氧