微電子工程學(xué)復(fù)習(xí)題

1、第一章：第一章：1、電子器件微型化和大規(guī)模集成的含義是什么？其具有怎樣的實際意義、電子器件微型化和大規(guī)模集成的含義是什么？其具有怎樣的實際意義。答：電子器件微型化主要是指器件的最小尺寸，也就是特征尺寸變小了。大規(guī)模集成是指在單個芯片上所繼承的電子器件數(shù)量越來越多。電子器件微型化和大規(guī)模集成的意義：1）提高速度和降低功耗只有提高集成度，才能減少電子系統(tǒng)內(nèi)部的連線和最大限度地減少封裝管殼對速度的影響。提高速度和提高集成度是統(tǒng)一的，前者必須通

2、過后者來實現(xiàn)。同時采用低功耗、高速度的電路結(jié)構(gòu)（器件結(jié)構(gòu)）2）提高成品率與可靠性大規(guī)模集成電路內(nèi)部包含的大量元件都已彼此極其緊密地集成在一塊小晶片上，因此不像中、小規(guī)模集成電路組成的電子系統(tǒng)那樣，由于元件與元件，或電路與電路之間裝配不緊密，互連線長且暴露在外，易受外界各種雜散信號的干擾，所以說大規(guī)模集成電路提高了系統(tǒng)可靠性。為了提高為電子器件的成品率，需要在少增加電路芯片面積的前提下盡可能容納更多的電子元件，也就是采取提高元件密度的集成

3、方法。3）低成本大規(guī)模集成電路制造成本和價格比中、小規(guī)模集成電路大幅度下降是因為集成度和勞動生產(chǎn)率的不斷提高。綜上所述，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的微型化、低成本、高可靠和高頻高速四大特點，正是電子設(shè)備長期追求的技術(shù)指標和經(jīng)濟指標，而這四大特點中后三個特點皆源于微型化的特點。因此這四大特點是統(tǒng)一的、不可分割的。2、超大規(guī)模集成電路面臨哪些挑戰(zhàn)？超大規(guī)模集成電路面臨哪些挑戰(zhàn)？答：首先是大直徑的硅材料隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，硅單晶直拉生產(chǎn)技術(shù)

4、，在單晶尺寸、金屬雜質(zhì)含量、摻雜元素和氧分布的均勻性及結(jié)晶缺陷等方面得到了不斷的改進。目前，通常使用的硅單晶拋光片的直徑已達到300mm，400mm硅單晶片的制造也已經(jīng)開始。如何控制400mm晶體中點缺陷將是面臨的重大挑戰(zhàn)。其次是光刻技術(shù)：在微電子制造技術(shù)中，最為關(guān)鍵的是用于電路圖形生成和復(fù)制的光刻技術(shù)。更短波長光源、新的透鏡材料和更高數(shù)字孔徑光學(xué)系統(tǒng)的加工技術(shù)，成為首先需要解決的問題；同時，由于光刻尺寸要小于光源波長，使得移相和光學(xué)鄰

5、近效應(yīng)矯正等波前工程技術(shù)成為光學(xué)光刻的另一項關(guān)鍵技術(shù)。最后是器件工藝。當器件的溝道長度縮小到0.1um時，已開始逼近傳統(tǒng)的半導(dǎo)體物理的極限。隨之而來的是柵氧化層不斷減薄，SiO2作為傳統(tǒng)的柵氧化層已經(jīng)難以保證器件的性能。同時隨著半導(dǎo)體器件工藝的特征尺寸不斷地縮小，芯片內(nèi)部的多層內(nèi)連線工藝也逐漸成為半導(dǎo)體工藝發(fā)展的挑戰(zhàn)。3、闡述微電子學(xué)概念及其重要性。、闡述微電子學(xué)概念及其重要性。答：微電子學(xué)是研究在固體(主要是半導(dǎo)體)材料上構(gòu)成的微小型

6、化電路、子系統(tǒng)及系統(tǒng)的電子學(xué)分支。微電子學(xué)作為電子學(xué)的一門分支學(xué)科，主要是研究電子或離子在固體材料中的運動規(guī)律及其應(yīng)用，并利用它實現(xiàn)信號處理功能的科學(xué)。微電子學(xué)是以實現(xiàn)電路和系統(tǒng)的集成為目的的，故實用性極強。微電子學(xué)中所實現(xiàn)的電路和系統(tǒng)又稱為集成電路和集成系統(tǒng)。微電子學(xué)是信息領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)學(xué)科，在信息領(lǐng)域中，微電子學(xué)是研究并實現(xiàn)信息獲取、傳輸、存儲、處理和輸出的科學(xué)，是研究信息載體的科學(xué)，構(gòu)成了信息科學(xué)的基石。其發(fā)展水平直接影響著整個信

7、息技術(shù)的發(fā)展。微電子科學(xué)技術(shù)是信息技術(shù)中的關(guān)鍵之所在，其發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模是一個國家經(jīng)濟實力的重要標志。缺陷”極其嚴重地影響大規(guī)模，特別是超大規(guī)模集成電路的成品率。對于用來制造大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的硅材料，雜質(zhì)和缺陷往往很難予以分割開來考慮。在進一步研究微缺陷對微電子器件成品率的影響時，發(fā)現(xiàn)只有硅片表面薄層的微缺陷才對電路構(gòu)成致命的威脅，而硅片內(nèi)部所存在的微缺陷不僅無害，而且有益。因此問題的關(guān)鍵在于減少或避免硅片表面層內(nèi)的微缺陷。4

8、）雜質(zhì)分布和電阻率的均勻性這里所說的雜質(zhì)是人們?yōu)榱双@得所預(yù)期的硅單晶電阻率而摻入的有用雜質(zhì)。為了使制作在大直徑硅片上的各單元電路和各個元器件性能一致，要求片子徑向方向的電阻率十分均勻。因為電阻率的不均勻性必然導(dǎo)致電路電性能的離散性和成品率下降。5）硅片的標準化、系列化大規(guī)模集成電路蓬勃發(fā)展后，為了加工出規(guī)格化、系列化的硅片，國際上制定出各種相關(guān)標準5、實現(xiàn)電子器件的微細加工有哪些方面基本條件的要求？為什么超大規(guī)模集成電路的制造、實現(xiàn)電子

9、器件的微細加工有哪些方面基本條件的要求？為什么超大規(guī)模集成電路的制造要求加大硅晶圓的直徑？要求加大硅晶圓的直徑？答：電子器件的微細加工對環(huán)境、超純水、超純氣體和超純試劑、對半導(dǎo)體材料等方面有要求。所謂制作環(huán)境，這里是指生產(chǎn)過程中的周圍環(huán)境條件，諸如周圍氣氛條件（溫度、濕度條件），特別是空氣中灰塵或其它雜質(zhì)粒子的濃度。需要超凈間。現(xiàn)在有效地消除芯片污染的辦法是在每道工序前后都用超純水沖洗芯片。顯然，水的純度直接決定了沖洗去污染的效果。同超

10、純水一樣，超純氣體也是微電子工業(yè)的重要基礎(chǔ)材料，因為無論是單晶生長和汽相外延，或是氧化、擴散和光刻等工序，以及化學(xué)汽相淀積、合金和表面鈍化等工藝，都無一例外地使用多種超純氣體。氣體的純度直接影響所制作的微電子器件的成品率。超大規(guī)模集成電路的制造要求加大硅晶圓的直徑的原因：因為與中、小規(guī)模電路相比，超大規(guī)模集成電路的芯片面積已明顯增大，如果仍沿用小直徑的硅片，那么一片硅片上所包含的電路芯片數(shù)將顯著下降。同時使用大直徑硅片生產(chǎn)大規(guī)模和超大規(guī)

11、模集成電路時，不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以提高成品率。這是因為一塊硅晶片的邊緣部分由于不平整性和存在大量缺陷，在實際制作電路時，可資利用的部分僅是晶片的中間部分。硅片直徑愈大，有效使用面積所占的比例也愈大。第三章：第三章：1、什么叫微電子工程中的薄膜，什么叫薄膜制備技術(shù)？什么叫微電子工程中的薄膜，什么叫薄膜制備技術(shù)？答:微電子工程中的薄膜，是指在器件加工制作過程中，在硅片表面生長或淀積的外延膜、各種絕緣薄膜和金屬薄膜。薄膜制備技術(shù)既包