半導(dǎo)體制造技術(shù)題庫答案

1、精心整理精心整理1.分別簡述分別簡述RVD和GILD的原理，它們的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用方向。的原理，它們的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用方向?？焖贇庀鄵诫s快速氣相摻雜(RVDRapidVapphaseDoping)利用快速熱處理過程利用快速熱處理過程(RTP)將處在摻雜劑氣氛中的硅片快速將處在摻雜劑氣氛中的硅片快速均勻地加熱至所需要的溫度，同時(shí)摻雜劑發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生雜質(zhì)原子，雜質(zhì)原子直接從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楸还璞砻嫖骄鶆虻丶訜嶂了枰臏囟?，同時(shí)摻雜劑發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生雜質(zhì)原子

2、，雜質(zhì)原子直接從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楸还璞砻嫖降墓虘B(tài)，然后進(jìn)行固相擴(kuò)散，完成摻雜目的。的固態(tài)，然后進(jìn)行固相擴(kuò)散，完成摻雜目的。同普通擴(kuò)散爐中的摻雜不同，快速氣相摻雜在硅片表面上并未形成含有雜質(zhì)的玻璃層；同離子注入相比同普通擴(kuò)散爐中的摻雜不同，快速氣相摻雜在硅片表面上并未形成含有雜質(zhì)的玻璃層；同離子注入相比(特別是在淺結(jié)的應(yīng)用上別是在淺結(jié)的應(yīng)用上)，RVD技術(shù)的潛在優(yōu)勢是：它并不受注入所帶來的一些效應(yīng)的影響；對于選擇擴(kuò)散來說，技術(shù)的潛在優(yōu)勢是：它

3、并不受注入所帶來的一些效應(yīng)的影響；對于選擇擴(kuò)散來說，采用快速氣相摻雜工藝仍需要掩膜。另外，快速氣相摻雜仍然要在較高的溫度下完成。雜質(zhì)分布是非理想的采用快速氣相摻雜工藝仍需要掩膜。另外，快速氣相摻雜仍然要在較高的溫度下完成。雜質(zhì)分布是非理想的指數(shù)形式，類似固態(tài)擴(kuò)散，其峰值處于表面處。指數(shù)形式，類似固態(tài)擴(kuò)散，其峰值處于表面處。氣體浸沒激光摻雜氣體浸沒激光摻雜(GILD:GasImmersionLaserDoping)用準(zhǔn)分子激光器用準(zhǔn)分子激

4、光器(308nm)產(chǎn)生高能量密度產(chǎn)生高能量密度(0.5—2.0Jcm2)的短脈沖的短脈沖(20100ns)激光，照射處于氣態(tài)源中的硅表面；硅表面因吸收能量而變?yōu)橐后w層；同時(shí)氣態(tài)激光，照射處于氣態(tài)源中的硅表面；硅表面因吸收能量而變?yōu)橐后w層；同時(shí)氣態(tài)摻雜源由于熱解或光解作用產(chǎn)生雜質(zhì)原子；通過液相擴(kuò)散，雜質(zhì)原子進(jìn)入這個(gè)很薄的液體層，溶解在液體層摻雜源由于熱解或光解作用產(chǎn)生雜質(zhì)原子；通過液相擴(kuò)散，雜質(zhì)原子進(jìn)入這個(gè)很薄的液體層，溶解在液體層中的雜

5、質(zhì)擴(kuò)散速度比在固體中高八個(gè)數(shù)量級(jí)以上，因而雜質(zhì)快速并均勻地?cái)U(kuò)散到整個(gè)熔化層中。中的雜質(zhì)擴(kuò)散速度比在固體中高八個(gè)數(shù)量級(jí)以上，因而雜質(zhì)快速并均勻地?cái)U(kuò)散到整個(gè)熔化層中。當(dāng)激光照射停止后，已經(jīng)摻有雜質(zhì)的液體層通過固相外延轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)結(jié)晶體。由液體變?yōu)楣虘B(tài)結(jié)晶體的速當(dāng)激光照射停止后，已經(jīng)摻有雜質(zhì)的液體層通過固相外延轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)結(jié)晶體。由液體變?yōu)楣虘B(tài)結(jié)晶體的速度非常快。在結(jié)晶的同時(shí)，雜質(zhì)也進(jìn)入激活的晶格位置，不需要近一步退火過程，而且摻雜只發(fā)生在表面的

6、度非?？臁Ｔ诮Y(jié)晶的同時(shí)，雜質(zhì)也進(jìn)入激活的晶格位置，不需要近一步退火過程，而且摻雜只發(fā)生在表面的一薄層內(nèi)。一薄層內(nèi)。由于硅表面受高能激光照射的時(shí)間很短，而且能量又幾乎都被表面吸收，硅體內(nèi)仍處于低溫狀態(tài)，不會(huì)發(fā)由于硅表面受高能激光照射的時(shí)間很短，而且能量又幾乎都被表面吸收，硅體內(nèi)仍處于低溫狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，體內(nèi)的雜質(zhì)分布沒有受到任何擾動(dòng)。生擴(kuò)散現(xiàn)象，體內(nèi)的雜質(zhì)分布沒有受到任何擾動(dòng)。硅表面溶化層的深度由激光束的能量和脈沖時(shí)間所決定。因此

7、，可根據(jù)需要控制激光能量密度和脈沖時(shí)間硅表面溶化層的深度由激光束的能量和脈沖時(shí)間所決定。因此，可根據(jù)需要控制激光能量密度和脈沖時(shí)間達(dá)到控制摻雜深度的目的。達(dá)到控制摻雜深度的目的。2.集成電路制造中有哪幾種常見的擴(kuò)散工藝？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？集成電路制造中有哪幾種常見的擴(kuò)散工藝？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？擴(kuò)散工藝分類：按原始雜質(zhì)源在室溫下的相態(tài)分類，可分為固態(tài)源擴(kuò)散，液態(tài)源擴(kuò)散和氣態(tài)源擴(kuò)散。擴(kuò)散工藝分類：按原始雜質(zhì)源在室溫下的相態(tài)分類，可分為固態(tài)源擴(kuò)散

8、，液態(tài)源擴(kuò)散和氣態(tài)源擴(kuò)散。固態(tài)源擴(kuò)散固態(tài)源擴(kuò)散(1).開管擴(kuò)散開管擴(kuò)散優(yōu)點(diǎn)：開管擴(kuò)散的重復(fù)性和穩(wěn)定性都很好。優(yōu)點(diǎn)：開管擴(kuò)散的重復(fù)性和穩(wěn)定性都很好。(2).箱法擴(kuò)散優(yōu)點(diǎn)；箱法擴(kuò)散的硅表面濃度基本由擴(kuò)散溫度下雜質(zhì)在硅中的固溶度決定，均勻性較好。箱法擴(kuò)散優(yōu)點(diǎn)；箱法擴(kuò)散的硅表面濃度基本由擴(kuò)散溫度下雜質(zhì)在硅中的固溶度決定，均勻性較好。(3).涂源法擴(kuò)散缺點(diǎn)：這種擴(kuò)散方法的表面濃度很難控制，而且又不均勻。涂源法擴(kuò)散缺點(diǎn)：這種擴(kuò)散方法的表面濃度很難控

9、制，而且又不均勻。(4).雜質(zhì)源也可以采用化學(xué)氣相淀積法淀積，這種方法的均勻性、重復(fù)性都很好，還可以把片子排列很密，雜質(zhì)源也可以采用化學(xué)氣相淀積法淀積，這種方法的均勻性、重復(fù)性都很好，還可以把片子排列很密，從而提高生產(chǎn)效率，其缺點(diǎn)是多了一道工序。從而提高生產(chǎn)效率，其缺點(diǎn)是多了一道工序。液態(tài)源擴(kuò)散液態(tài)源擴(kuò)散優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡單，操作方便，成本低，效率高，重復(fù)性和均勻性都很好。擴(kuò)散過程液態(tài)源擴(kuò)散液態(tài)源擴(kuò)散優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡單，操作方便，成本低，效率高，

10、重復(fù)性和均勻性都很好。擴(kuò)散過程中應(yīng)準(zhǔn)確控制爐溫、擴(kuò)散時(shí)間、氣體流量和源溫等。源瓶的密封性要好，擴(kuò)散系統(tǒng)不能漏氣。中應(yīng)準(zhǔn)確控制爐溫、擴(kuò)散時(shí)間、氣體流量和源溫等。源瓶的密封性要好，擴(kuò)散系統(tǒng)不能漏氣。氣態(tài)源擴(kuò)散氣態(tài)雜質(zhì)源多為雜質(zhì)的氫化物或者鹵化物，這些氣體的毒性很大，且易燃易爆，操作上要十分氣態(tài)源擴(kuò)散氣態(tài)雜質(zhì)源多為雜質(zhì)的氫化物或者鹵化物，這些氣體的毒性很大，且易燃易爆，操作上要十分小心。小心?？焖贇庀鄵诫s快速氣相摻雜(RVD)氣體浸沒激光摻雜

11、氣體浸沒激光摻雜(GILD)3.雜質(zhì)原子的擴(kuò)散方式有哪幾種？它們各自發(fā)生的條件是什么？從原子擴(kuò)散的角度舉例說明氧化增強(qiáng)擴(kuò)散和氧雜質(zhì)原子的擴(kuò)散方式有哪幾種？它們各自發(fā)生的條件是什么？從原子擴(kuò)散的角度舉例說明氧化增強(qiáng)擴(kuò)散和氧化阻滯擴(kuò)散的機(jī)理?；铚U(kuò)散的機(jī)理。①交換式：兩相鄰原子由于有足夠高的能量，互相交換位置。交換式：兩相鄰原子由于有足夠高的能量，互相交換位置。②空位式：由于有晶格空位，相鄰原子能移動(dòng)過來?？瘴皇剑河捎谟芯Ц窨瘴唬噜徳?/p>

12、能移動(dòng)過來。③填隙式：在空隙中的原子擠開晶格原子后占據(jù)其位，被擠出的原子再去擠出其他原子。填隙式：在空隙中的原子擠開晶格原子后占據(jù)其位，被擠出的原子再去擠出其他原子。④在空隙中的原子在晶體的原子間隙中快速移動(dòng)一段距離后，最終或占據(jù)空位，或擠出晶格上原子占據(jù)其在空隙中的原子在晶體的原子間隙中快速移動(dòng)一段距離后，最終或占據(jù)空位，或擠出晶格上原子占據(jù)其精心整理精心整理在表面濃度在表面濃度Cs一定的情況下，擴(kuò)散時(shí)間越長，雜質(zhì)擴(kuò)散的就越深，擴(kuò)到硅

13、內(nèi)的雜質(zhì)數(shù)量也就越多。一定的情況下，擴(kuò)散時(shí)間越長，雜質(zhì)擴(kuò)散的就越深，擴(kuò)到硅內(nèi)的雜質(zhì)數(shù)量也就越多。如果擴(kuò)散時(shí)間為如果擴(kuò)散時(shí)間為t，那么通過單位表面積擴(kuò)散到，那么通過單位表面積擴(kuò)散到Si片內(nèi)部的雜質(zhì)數(shù)量片內(nèi)部的雜質(zhì)數(shù)量Q(t)為：為：恒定源擴(kuò)散，其表面雜質(zhì)濃度恒定源擴(kuò)散，其表面雜質(zhì)濃度Cs基本上由該雜質(zhì)在擴(kuò)散溫度基本上由該雜質(zhì)在擴(kuò)散溫度(9001200℃)下的固溶度所決定，在下的固溶度所決定，在9001200℃范圍內(nèi)，固溶度隨溫度變化不大，

14、很難通過改變溫度來達(dá)到控制表面濃度范圍內(nèi)，固溶度隨溫度變化不大，很難通過改變溫度來達(dá)到控制表面濃度Cs的目的，這是該擴(kuò)散方法的目的，這是該擴(kuò)散方法的不足之處。的不足之處。有限表面源擴(kuò)散（推進(jìn)擴(kuò)散，有限表面源擴(kuò)散（推進(jìn)擴(kuò)散，drivein）雜質(zhì)分布形式雜質(zhì)分布形式與恒定表面源擴(kuò)散不同，有限表面源擴(kuò)散的表面濃度與恒定表面源擴(kuò)散不同，有限表面源擴(kuò)散的表面濃度Cs隨時(shí)間而降低：隨時(shí)間而降低：7.什么是兩步擴(kuò)散工藝，其兩步擴(kuò)散的目的分別是什么？什

15、么是兩步擴(kuò)散工藝，其兩步擴(kuò)散的目的分別是什么？實(shí)際的擴(kuò)散溫度一般為實(shí)際的擴(kuò)散溫度一般為9001200℃，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，雜質(zhì)在硅中的固溶度隨溫度變化不大，采用恒定，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，雜質(zhì)在硅中的固溶度隨溫度變化不大，采用恒定表面源擴(kuò)散很難通過改變溫度來控制表面濃度，而且很難得到低表面濃度的雜質(zhì)分布形式。表面源擴(kuò)散很難通過改變溫度來控制表面濃度，而且很難得到低表面濃度的雜質(zhì)分布形式。兩步擴(kuò)散：采用兩種擴(kuò)散結(jié)合的方式。兩步擴(kuò)散：采用兩種擴(kuò)

16、散結(jié)合的方式。第一步稱為預(yù)擴(kuò)散或者預(yù)淀積：在較低溫度下，采用恒定表面源擴(kuò)散方式。在硅片表面擴(kuò)散一層數(shù)量一定，第一步稱為預(yù)擴(kuò)散或者預(yù)淀積：在較低溫度下，采用恒定表面源擴(kuò)散方式。在硅片表面擴(kuò)散一層數(shù)量一定，按余誤差函數(shù)形式分布的雜質(zhì)。由于溫度較低，且時(shí)間較短，雜質(zhì)擴(kuò)散的很淺，可認(rèn)為雜質(zhì)是均勻分布在一按余誤差函數(shù)形式分布的雜質(zhì)。由于溫度較低，且時(shí)間較短，雜質(zhì)擴(kuò)散的很淺，可認(rèn)為雜質(zhì)是均勻分布在一薄層內(nèi)，目的是為了控制擴(kuò)散雜質(zhì)的數(shù)量。薄層內(nèi)，目的

17、是為了控制擴(kuò)散雜質(zhì)的數(shù)量。第二步稱為主擴(kuò)散或者再分布：將由預(yù)擴(kuò)散引入的雜質(zhì)作為擴(kuò)散源，在較高溫度下進(jìn)行擴(kuò)散。主擴(kuò)散的目第二步稱為主擴(kuò)散或者再分布：將由預(yù)擴(kuò)散引入的雜質(zhì)作為擴(kuò)散源，在較高溫度下進(jìn)行擴(kuò)散。主擴(kuò)散的目的是為了控制表面濃度和擴(kuò)散深度。的是為了控制表面濃度和擴(kuò)散深度。散溫度相同時(shí)，擴(kuò)散時(shí)散溫度相同時(shí)，擴(kuò)散時(shí)間越長，雜質(zhì)擴(kuò)散的越間越長，雜質(zhì)擴(kuò)散的越深，表面濃度越低。深，表面濃度越低。擴(kuò)散時(shí)間相同時(shí)，擴(kuò)散擴(kuò)散時(shí)間相同時(shí)，擴(kuò)散溫度越高，