微电子工艺复习整理..doc

第一章 微电子工艺基础绪论 1、描述分立器件和集成电路的区别 ①分立器件：是由二极管、三极管等独立的元器件组成的，一般只能完成单一功能， 体积庞大。 ②集成电路：把由若干个晶体管、电阻、电容等器件组成的、实现某种特定功能的电子线路，集中制造在一块小小的半导体芯片上，大体上可以分为三类，半导体集成电路，混合集成电路及薄膜集成电路。半导体集成电路又可以分为双极型集成电路和金属－氧化物－半导体集成电路。优点： A:降低互连的寄生效应； B:可充分利用半导体晶片的空间和面积； C:大幅度降低制造成本。 2、列举出几种pn结的形成方法并说出平面工艺的特点 ①合金结方法A 接触加热：将一个p型小球放在一个n型半导体上，加热到小球熔融 B 冷却：p型小球以合金的形式掺入半导体底片，冷却后，小球下面形成一个再分布结晶区，这样就得到了一个pn结。 缺点：不能准确控制pn结的位置。 ②生长结方法 半导体单晶是由掺有某种杂质（例如P型）的半导体熔液中生长出来的。 缺点：不适宜大批量生产。 ③扩散结 优点：扩散结结深能够精确控制。 ④二氧化硅薄膜的优点 A：作为掩蔽膜，有效的掩蔽大多数杂质的扩散 B：提高半导体几何图形的控制精度 C：钝化半导体器件表面，提高了器件的稳定性。 ⑤平面工艺：利用二氧化硅掩蔽膜，通过光刻出窗口控制几何图形进行选择性扩散形成pn结 3、制造半导体器件的四个阶段 ①.材料准备 ②晶体生长与晶圆准备 ③.芯片制造 ④.封装 4、解释集成度的概念并根据集成度将集成电路分类 概念：指单块芯片上所容纳的允许元件数目。集成度越高，所容纳元件数目越多 分类 门的个数（集成度） 典型的集成电路 小规模 最多12个 逻辑门、触发器 中规模 12-19 计数器、加法器 大规模 100-9 999 小型存储器、门阵列 超大规模 10 000-99 999 大型存储器、微处理器 甚大规模 100 000以上 可编程逻辑器件、多功能专用集成电路 5、微电子工艺的特点 ①高技术含量：设备先进、技术先进 ②高精度：光刻图形的最小线条尺寸在亚微米量级，制备的介质薄膜厚度也在纳米量级，而精度更在上述尺度之上。 ③超纯：指工艺材料方面，如衬底材料Si、Ge单晶纯度达11个9。 ④超净：环境、操作者、工艺三个方面的超净，VLSI在100级超净室、10级超净台中制作 ⑤大批量、低成本： 图形转移技术使之得以实现 ⑥高温：多数关键工艺是在高温下实现， 如：热氧化、扩散、退火 6、说明工艺及产品趋势 ①特征图形尺寸的减小(通常用微米表示)特征尺寸和集成度是集成电路发展的两个共同标志。 ②芯片和晶圆尺寸的增大 ③缺陷密度的减小 100um―1um不是问题 1um―1um 致命缺陷 ④内部连线水平的提高 高元件密度减小了连线的空间。 解决方案：在元件形成的表面上使用多层绝缘层和导电层相互叠加的多层连线。 ⑤芯片成本的降低 ⑥纳电子技术 第二章 半导体材料和晶圆制备 （1）列出三类晶体缺陷并说明其形成的原因 ①点缺陷：晶体杂志原子挤压晶体结构引起的压力所致 ②位错：晶体生长条件、晶体内的晶格应力、制造过程中的物理损坏 ③原生缺陷：滑移（晶体平面产生的晶体滑移）和挛晶（同一界面生长出两种不同方向的晶体），二者是晶体报废的主要原因。 （2）说出掺杂半导体的两种特性 ①通过掺杂浓度精确控制电阻率 ②通过掺杂元素的选择控制导电类型（电子N型或空穴P型导电） 掺杂半导体和金属导电的区别：金属：①电阻率固定，改变电阻只有改变其形状。 ②只能通过电子的移动来导电，金属永远是N型的。 （3）列出三种主要的半导体材料、比较其优缺点 ①锗 缺点 A：熔点低（937℃） B：缺少自然形成的氧化物 ②硅 优点 A：熔点高（1415℃） B：二氧化硅膜很好的解决了漏电问题 ③硅作为电子材料的优势： A:原料充分，石英沙是硅在自然界存在的主要形式；B:机械强度高； C:比重小，密度只有2.33g/cm3；D:pn结表面易于生长ＳiＯ2，对结起到保护作用； E:制备的单晶缺陷小；F:能够制造大尺寸基片，硅片直径已达16英寸；G:导热性好 ④砷化镓 A：载流子迁移率高，适合于做超过吉赫兹的高速IC。例如：飞机控制和超高速计算机。 B：对辐射所造成的漏电具有抵抗性，即GaAs是天然辐射硬化的。 C：GaAs是半绝缘的。使临近器件的漏电最小化，允许更高的封装密度。 ⑤砷化镓不会取代硅的原因：A: 大多数产品不必太快B:没有保护膜C:砷对人体有害