微电子工艺原理和技术复习题

《微电子工艺原理和技术》复习题 一、填空题 1. 半导体集成电路主要的衬底材料有单元晶体材料Si 、Ge 和化合物晶体材料GaAs 、InP；硅COMS 集成电路衬底单晶的晶向常选（100） ；TTL 集成电路衬底材料的晶向常选（111）；常用的硅集成电路介电薄膜是 SiO2、Si3N4；常用的 IC 互连线金属材料是Al、Cu。 2. 画出 P 型（100）、（111）和N 型（100）、（111）单晶抛光硅片的外形判别示意图。 3. 硅微电子器件常用硅片的三个晶向是：（100）、 （111）、 （110）画出它们的晶向图。 4. 热扩散和离子注入是半导体器件的最常用掺杂方法。P、As是 Si 常用的施主杂质；B是 Si 常用的受主杂质；Zn是 GaAs 常用的 P 型掺杂剂；Si是 GaAs 常用的 N 型掺杂剂。 5. 摩尔定律的主要内容是：晶体管特征尺寸每三年减小到约 70%，30 年内有效，也可表示为，集成电路的特征尺寸每三年缩小 30%；集成度每三年翻二翻；集成电路工艺每三年升级一代；逻辑电路的速度每三年提高 30%。 6. 集成电路用单晶硅的主要制备方法是 提拉法和区熔法。 7. 半导体材料的缺陷主要有 点缺陷 、 位错 、 层错 、 孪晶 。 8. 半导体晶体的晶胞具有立方对称性， Si、Ge 、GaAs 晶体为金刚石结构。用密勒指数 h，k，l 表示晶胞晶面的方向。 9. 电子 和 空穴 是半导体的主要载流子，N 型半导体中电子浓度高于空穴浓度，而 P 型半导体中空穴浓度高于电子浓度， 本证半导体中的两种载流子浓度相等。 10. 半导体单晶材料中的电子能级由于价电子的共有化分裂成能带，价带是0 K 条件下被 电子填充的能量最高的能带，导带是0 K 条件下未被电子填充的能量最低的能带 ，导 带底与价带顶之间称禁带。施主能级靠近导带底，受主能级靠近价带顶。 11. 画出N型半导体的能带图。 12. 画出P型半导体的能带图。 13. 半导体的中，被电子占有的几率为1/2 的能级称为费米能级；对本征半导体，费米能 级位于禁带中央，表示电子和空穴数相等。费米能级靠近导带，表示电子数多于空穴 数，是N型半导体；费米能级靠近价带，表示空穴数多于电子数，是P型半导体。 14. 扩散的目的是为了实现对半导体掺杂，杂质扩散的深度与杂质浓度...