微電子作業(yè)題目

微電子作業(yè)題目《微電子技術(shù)》習(xí)題2017.12.12整理第二章《半導(dǎo)體襯底》習(xí)題3.將30%硅和70%鍺的混合物加熱到1100℃，如果材料處于熱平衡態(tài)，熔融部分中硅的濃度是多少？在什么溫度下，材料全部熔化？將樣品升溫到1300℃，然后慢慢降溫，回到1100℃，此時(shí)固態(tài)的部分中硅的濃度是多少？9.直拉硅晶錠中溫度梯度為100℃/cm，計(jì)算最大的拉速？11.用直拉工藝從熔料中拉出摻硼的硅單晶錠，切割晶錠以獲得圓片，在晶錠頂端切下的圓片，硼濃度為3×1015cm-3。當(dāng)熔料中的90%已經(jīng)結(jié)晶，剩下10%開始生長時(shí)，所對(duì)應(yīng)的晶錠上的該位置處切下的圓片，硼濃度是多少？12.硅熔料含0.1%原子百分比的磷，假定溶液總是均勻混合的，計(jì)算當(dāng)晶體拉出10%，50%，90%時(shí)的摻雜濃度？13.從含有0.01%磷的熔料中拉制硅單晶錠。（a）求晶錠頂端（x=0處）的磷的濃度。（b）如果錠長1m，截面均勻，在何處（x為何值時(shí)）磷的濃度是晶錠頂端處的2倍？（c）考慮熔料同時(shí)也含有鎵（也是硅中的P型摻雜雜質(zhì)，但不常用）的情況。在晶錠頂端（x=0處）鎵的濃度與磷的濃度相等，如果在晶錠中點(diǎn)（x=0.5cm處）鎵的濃度是磷的2倍，鎵的分凝系數(shù)是多大？第三章《擴(kuò)散》習(xí)題1.假設(shè)你被要求去測(cè)量一種施主雜質(zhì)在一種新的元素半導(dǎo)體材料中的擴(kuò)散率，你需要測(cè)量哪些常數(shù)？你需要做哪些實(shí)驗(yàn)？討論你在測(cè)量化學(xué)雜質(zhì)分布和載流子分布時(shí)所采用的測(cè)量技術(shù)。你可能會(huì)遇到哪些問題？3.利用包括電荷效應(yīng)的Fair空位模型，計(jì)算1000℃時(shí)砷在硅中的擴(kuò)散率。砷的濃度分別為（a）1×1015cm-3（b）1×1021cm-3提示：在兩種摻雜濃度條件下，載流子濃度（n）都不等于雜質(zhì)濃度（C）6.在GaAs片上面生長一層10?的均勻摻硫（S）的薄層。這層的摻雜濃度為1018cm-3.圓片覆蓋一層Si3N4,以防止任何外擴(kuò)散，然后在950℃下對(duì)圓片退火60分鐘。忽略所有的重?fù)诫s效應(yīng)。（a）退火后表面的濃度是多少？（b）濃度等于1014cm-3時(shí)的深度為多少？第四章《熱氧化》習(xí)題1.某些工藝需要1000?的柵氧化層。已經(jīng)確定要在1000℃下進(jìn)行干氧氧化。如果沒有初始氧化層，氧化要做多長時(shí)間？氧化是處于線性區(qū)、拋物線區(qū)或兩者之間？2.如果氧化在濕氧氣氛中進(jìn)行，重復(fù)習(xí)題1.3.決定在習(xí)題1的條件下，分兩步生長氧化層。首先生長1000?氧化層，然后，再氧化到1000?的總厚度。若氧化是在1000℃干氧中進(jìn)行，計(jì)算每次氧化所需要的時(shí)間。第五章《離子注入》習(xí)題1.30keV、1012cm-2的B11注入到硅中，（a）注入分布峰值的深度上多少？（b）峰值濃度是多少？（c）3000?（0.3μm）深處的濃度是多少？（d）盡管分布與（a）和（b）的答案相符，但是卻發(fā)現(xiàn)測(cè)量濃度比（c）預(yù)計(jì)的濃度大一個(gè)數(shù)量級(jí)。請(qǐng)給出一個(gè)可能的解釋（假定測(cè)量值是正確）。4.在注入機(jī)中，用如本章所述的質(zhì)量分析器來引出所需的元素。假設(shè)引出電壓是20keV，分析器曲率半徑是30cm，計(jì)算引出硅（質(zhì)量為28）所需的磁場(chǎng)。請(qǐng)解釋為什么當(dāng)離子源室有機(jī)小的真空漏氣時(shí)注入分布中會(huì)有N2存在。6.一典型的強(qiáng)束流注入機(jī)工作束流為2mA，在一個(gè)150mm直徑的圓片上注入O+，劑量為1×1018cm-2，注入要多久時(shí)間？第六章《快速熱處理》(略)第七章《光學(xué)光刻》習(xí)題5.對(duì)于100nm≤λ≤500nm的投影對(duì)準(zhǔn)機(jī)，畫出分辨率和聚焦深度與曝光波長的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)用K=0.75NA=0.26。在同一圖上，再計(jì)算對(duì)于NA=0.41時(shí)的這些函數(shù)關(guān)系。討論這些曲線對(duì)要制造0.5μm圖形的技術(shù)人員有什么提示？6.一臺(tái)接近式對(duì)準(zhǔn)機(jī)用于曝光1μm孔。間隙為25μm。掩模與g線光源間距為0.5m，菲涅爾判據(jù)是否滿足？在什么特征尺寸下，此不等式不再適用？如與公式（7.16）預(yù)期的簡(jiǎn)單特征尺寸做比較，結(jié)果如何？7.如果光源用i線燈和ArF激光替代，重復(fù)題6。8.一種特殊的光刻膠工藝可以分辨MTF≥0.3的圖形。用圖7.18計(jì)算NA=0.4，S=0.5的i線對(duì)準(zhǔn)機(jī)的最小特征尺寸。第八章《光刻膠》習(xí)題1.根據(jù)表8.1所列的四種波長，計(jì)算AZ-1450的CMTF。假定NA=0.4，在不同波長下使用該膠時(shí)，利用圖7.18確定S=0.5的光刻膠的最小特征尺寸是多少？2.0.6μm厚的某種光刻膠層的D0=40mJ/cm2，D100=85mJ/cm2（a）計(jì)算膠的對(duì)比度。（b）計(jì)算CMTF。（c）若較厚去掉一半，D100減至70mJ/cm2，而D0不變。如若不改變膠的工藝，可能獲得的最大對(duì)比度是多少？8.一臺(tái)現(xiàn)代曝光機(jī)使用248nm曝光波長，空間相干系數(shù)為0.75。其數(shù)值孔徑為0.6。假如這臺(tái)設(shè)備用來曝光對(duì)比度為3.5的膠，計(jì)算可分辨的最小尺寸。單位：微米。10.某大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的g線（436nm）步進(jìn)光刻機(jī)的最小特征尺寸是0.8μm。步進(jìn)光刻機(jī)的NA為0.45。（a）如果空間相干性（S）為0.5，計(jì)算膠工藝的CMTF。（b）如果實(shí)驗(yàn)室需要曝0.5μm線條和間距，需要多大的CMTF？對(duì)比度是多少？第九章《非光學(xué)光刻技術(shù)》(略)第十章《真空科學(xué)與等離子體》(略)第十一章《刻蝕》習(xí)題1.一種溶液的組成是4份70%HNO3，4份49%HF和2份HC2H3O2，現(xiàn)用它來刻蝕硅。如果溶液保持在室溫，你預(yù)期刻蝕速率是多少？如果溶液保持有2份HC2H3O2，并要達(dá)到對(duì)硅10μm/min的刻蝕速率，這些同樣的化學(xué)物品應(yīng)怎樣配比？2.現(xiàn)用濕法刻蝕在700μm厚的硅片上刻孔，所使用的溶液的組成是2份HC2H3O2，2份49.2%HF和6份69.5%HNO3。（a）刻蝕需要多長時(shí)間？（b）如果是刻蝕時(shí)間是預(yù)計(jì)的2倍長，假設(shè)使用這些正?；瘜W(xué)物品的初始濃度，列舉三種可能引起刻蝕速率明顯減少的原因，每一種情況又如何解決？3.一刻蝕工程師僅有一可用的高壓等離子刻蝕設(shè)備和離子銑設(shè)備，在下邊的應(yīng)用中選用哪一種設(shè)備？要證明你的回答。（a）刻蝕5000?厚的多晶層，這層多晶充當(dāng)一大面積電容的上電極，電容介質(zhì)上50?厚的二氧化硅。（b）用開凹槽法形成GaAsFET的溝道區(qū)，并要使刻蝕產(chǎn)生的損傷減少到最小。（c）在一厚的絕緣層上各向異性刻蝕一層薄的YBa2Cu3O7層。附錄本課題可能需要的圖表第二章《半導(dǎo)體襯底》表2.1硅中常見雜質(zhì)的分凝系數(shù)AlAsBOPSb0.0020.30.80.250.350.023表2.2半導(dǎo)體的熱與機(jī)械屬性熔點(diǎn)(℃)熱導(dǎo)率(W/cm.K