集成电路工艺原理课后作业答案

课后作业整理版,复印的那份有的地方改的太乱了,第二章第五题第三条写的太靠边了没印上,所以有不清楚的地方看这个电子版吧。

集成电路工艺原理课后作业

第一章

1.单晶Si片的制备工艺流程

答:

a)石英沙 冶金硅(粗硅):SiO2+C Si+CO2;

b) 冶金硅粉末+HCl 三氯硅烷:将冶金硅压碎,制成冶金硅粉,通过与无水HCl 反应生成粗三氯硅烷,利用各组分沸点的不同来达到分离杂质的目的,通过气化和浓缩提纯三氯硅烷;

c) 三氯硅烷+H2 多晶电子纯硅:精馏后的三氯硅烷,被高纯度H2带入 “西门子反应器”

还原。

d) 熔融的多晶电子纯硅(EGS) 单晶硅锭:①直拉法②区熔法

e) 整型处理:去掉两端、径向研磨、定位边;单晶硅锭切片、磨片倒角、刻蚀、抛光; 激光刻号,封装。

2.两种拉单晶的方法(CZ、FZ)及其特点

答:

直拉法:在石英坩埚中将多晶硅熔融,上面用单晶硅籽晶直接拉成单晶硅锭。

特点:便宜;大的硅片尺寸(直径300mm);材料可回收利用。

区熔法:将材料局部熔化,形成狭窄的熔区,然后令熔区沿着材料缓慢移动,利用分凝现象来分离杂质,生长单晶体。

特点:更纯的单晶硅(无坩埚);更贵,硅片尺寸小(150mm);主要用于功率器件。

3.单晶硅中硅的原子密度

答:8/a3=5×1022/cm3

4.在硅半导体中形成替位式杂质的条件 ,可能的掺杂元素主要哪些?

答:

形成替位式杂质的条件:

(1)原子大小:与原晶格上的原子大小接近。

(2)原子外部电子壳层和晶体结构具有相似性。

可能元素:Ⅲ、Ⅴ族元素B、P、As。

第二章

1.热氧化法

答:Si与氧或水汽等氧化剂在高温下发生化学反应生成SiO2 。

2.SiO2在集成电路中的应用主要哪些?

答:

①自然层:无用②屏蔽层:离子注入③遮蔽层:扩散④场区氧化层及介局部氧化物:隔离⑤衬垫层:避免氮化物的强应力在Si中缺陷⑥牺牲层:消除Si表面缺陷。⑦栅氧化层:栅极介质层。⑧阻挡层:浅沟隔离STI。

3.热氧化法常用的氧化源有哪些?采用不同氧化源制备SiO2,其各自的特点是什么?

答:

①氧气(干氧氧化,薄膜均匀致密,生长速率慢)

②水汽(水汽氧化,生长速率快,薄膜疏松,特性不好)

③氢气与氧气(水汽氧化、湿氧氧化,氢气氧气摩尔比不同时,效果介于前两种之间) ④含氯气体(掺入其它氧化剂中,使栅氧中可移动离子最小)

4.在集成电路工艺中,制备厚的SiO2层主要采用什么氧化方式,其主要优点是什么?

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