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2025半导体工艺原理测试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.以下哪种掺杂方式属于非平衡掺杂工艺？

A.热扩散掺杂

B.离子注入掺杂

C.固溶体掺杂

D.液态源扩散掺杂

答案：B

解析：离子注入通过高能离子轰击将杂质引入半导体，属于非平衡过程；热扩散基于浓度梯度的平衡扩散机制。

2.光刻工艺中，分辨率R的计算公式R=k1λ/NA，其中NA代表：

A.数值孔径

B.曝光波长

C.工艺因子

D.焦深

答案：A

解析：NA（NumericalAperture）为光学系统的数值孔径，直接影响光刻系统的分辨率和焦深。

3.干法刻蚀中，各向异性刻蚀的关键在于：

A.刻蚀剂的化学活性

B.离子轰击的方向性

C.反应产物的挥发性

D.衬底温度的均匀性

答案：B

解析：各向异性刻蚀依赖离子的定向轰击（物理刻蚀分量），抑制横向刻蚀；各向同性刻蚀以化学反应为主，无方向性。

4.热氧化生长SiO?时，当氧化层较厚（100nm），生长速率由以下哪种机制主导？

A.氧气在SiO?中的扩散

B.硅表面的化学反应

C.硅原子向氧化层的迁移

D.界面处的电荷积累

答案：A

解析：薄氧化层（100nm）由表面化学反应速率控制（线性区），厚氧化层由氧气扩散通过氧化层的速率控制（抛物线区）。

5.低压化学气相沉积（LPCVD）相较于常压CVD（APCVD）的主要优势是：

A.沉积速率更高

B.薄膜均匀性更好

C.设备成本更低

D.适用于有机材料沉积

答案：B

解析：LPCVD通过降低气压减少气体分子碰撞，提高薄膜厚度和成分的均匀性，同时抑制颗粒污染。

6.化学机械平坦化（CMP）工艺中，抛光液的主要作用不包括：

A.提供化学腐蚀剂

B.携带磨料颗粒

C.调节表面电荷

D.增强机械研磨硬度

答案：D

解析：抛光液通过化学腐蚀（如H?O?氧化）和机械研磨（如SiO?磨料）协同作用实现平坦化，不直接增强机械硬度。

7.以下哪种薄膜沉积技术属于物理气相沉积（PVD）？

A.等离子体增强CVD（PECVD）

B.磁控溅射

C.金属有机CVD（MOCVD）

D.原子层沉积（ALD）

答案：B

解析：PVD基于物理过程（蒸发、溅射）实现薄膜沉积；CVD、ALD基于化学反应。

8.离子注入后进行退火的主要目的是：

A.提高杂质溶解度

B.修复晶格损伤

C.增加注入深度

D.降低表面反射率

答案：B

解析：离子注入会造成晶格损伤，退火通过加热使原子重新排列，恢复晶体结构，同时激活杂质（使杂质进入晶格位置）。

9.MOSFET制造中，栅氧化层的厚度减薄会直接影响以下哪个参数？

A.源漏击穿电压

B.阈值电压

C.载流子迁移率

D.沟道长度

答案：B

解析：阈值电压Vth与氧化层电容（Cox=εox/tox）相关，tox减薄会增大Cox，从而降低Vth（Vth∝1/Cox）。

10.铜互连工艺中，使用钽（Ta）作为阻挡层的主要原因是：

A.铜在硅中的扩散系数小

B.钽与铜的粘附性好

C.钽能阻止铜向介质层扩散

D.钽的导电性优于铜

答案：C

解析：铜易扩散进入SiO?等介质层，导致漏电流；钽（或TaN）作为阻挡层可抑制铜的扩散，同时与介质层和铜层有良好粘附性。

二、填空题（每空1分，共20分）

1.半导体掺杂工艺中，热扩散的两个关键步骤是______和______。

答案：预沉积（预扩散）、推进扩散（再分布）

2.光刻胶按感光特性分为______胶和______胶，其中曝光后溶解度增加的是______胶。

答案：正性、负性、正性

3.干法刻蚀的三种主要机制是______、______和______。

答案：物理刻蚀（离子轰击）、化学刻蚀（反应剂腐蚀）、反应产物脱附

4.热氧化生长SiO?的线性-抛物线模型中，线性速率常数B/A与______相关，抛物线速率常数B与______相关。

答案：表面化学反应速率、氧气在SiO?中的扩散系数

5.离子注入的射程分布常用______和______两个参数描述，分别表示平均投影射程和射程的标准偏差。

答案：Rp（投影射程）、ΔRp（射程偏差）

6.化学机械平坦化（CMP）的关键工艺参数包括______、______和______（任写三个）。

答案：压力、转速（抛光盘/晶圆）、抛光液流量、时间