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2025年半导体知识试题附答案

一、单项选择题（每题2分，共30分）

1.以下哪种材料的禁带宽度最接近硅（Si）？

A.锗（Ge）

B.砷化镓（GaAs）

C.氮化镓（GaN）

D.碳化硅（SiC）

2.半导体制造中，用于形成浅结的离子注入工艺通常需要：

A.高能量、高剂量

B.高能量、低剂量

C.低能量、高剂量

D.低能量、低剂量

3.EUV（极紫外）光刻技术中，目前主流的光源波长为：

A.193nm

B.13.5nm

C.248nm

D.10.5nm

4.以下哪种缺陷会导致半导体器件漏电流显著增加？

A.点缺陷（空位）

B.线缺陷（位错）

C.面缺陷（晶界）

D.体缺陷（沉淀）

5.FinFET（鳍式场效应晶体管）相比平面晶体管的核心优势是：

A.降低源漏穿通效应

B.提高载流子迁移率

C.简化光刻工艺

D.减少栅极材料消耗

6.半导体存储器件中，DRAM的存储单元核心结构是：

A.电容+晶体管

B.浮栅+隧穿氧化层

C.磁阻隧道结

D.相变材料层

7.用于检测晶圆表面纳米级颗粒污染的主要设备是：

A.扫描电子显微镜（SEM）

B.原子力显微镜（AFM）

C.光学表面检测机（AOI）

D.透射电子显微镜（TEM）

8.第三代半导体材料（如GaN、SiC）的主要应用场景是：

A.低功耗逻辑芯片

B.高频大功率器件

C.高密度存储芯片

D.可见光LED

9.以下哪种工艺是先进制程（3nm及以下）中替代FinFET的主流结构？

A.GAA（全环绕栅极）纳米片

B.双栅极晶体管（DG-FET）

C.平面SOI晶体管

D.垂直纳米线晶体管

10.半导体封装中，CoWoS（晶圆级芯片封装）技术的核心目的是：

A.降低封装成本

B.实现多芯片异质集成

C.提高引脚数量

D.简化封装流程

11.以下哪种掺杂类型会使半导体中多数载流子为空穴？

A.N型掺杂（施主杂质）

B.P型掺杂（受主杂质）

C.本征半导体

D.简并半导体

12.光刻工艺中，分辨率（R）的计算公式为R=k1×λ/NA，其中NA代表：

A.曝光光源波长

B.光刻胶灵敏度

C.光学系统数值孔径

D.掩膜版对准精度

13.半导体制造中，CMP（化学机械抛光）工艺的主要作用是：

A.去除晶圆表面氧化层

B.实现全局平面化

C.刻蚀金属互连层

D.激活掺杂离子

14.以下哪种现象会导致MOSFET的阈值电压（Vth）随温度升高而降低？

A.载流子迁移率下降

B.本征载流子浓度增加

C.栅氧化层厚度减薄

D.源漏结自建电场增强

15.2025年预计量产的HBM3e（高带宽内存三代增强版）的典型带宽约为：

A.1TB/s

B.1.5TB/s

C.2TB/s

D.2.5TB/s

二、填空题（每空1分，共20分）

1.摩尔定律的核心表述是“集成电路上可容纳的晶体管数目约每____个月翻一番”，2025年该定律的物理极限主要受限于____和____效应。

2.半导体材料中，载流子迁移率由____和____共同决定，其中____受温度升高影响会下降。

3.EUV光刻机的光源通过____（填物理过程）产生，其光学系统需在____环境中工作以避免吸收。

4.先进制程中，金属互连层的主流材料从铝（Al）转向铜（Cu），主要是因为铜的____更低；而2nm以下制程可能采用____（填材料）进一步降低电阻。

5.存储器件中，SSD（固态硬盘）的核心存储介质是____，其擦写次数受限于____（填机制）；而MRAM（磁阻随机存储器）的优势是____和____。

6.半导体检测中，四探针法用于测量____，椭偏仪用于测量____，X射线光电子能谱（XPS）用于分析____。

7.2025年主流的Chiplet（小芯片）封装技术需解决的关键问题包括____、____和____。

三、简答题（每题8分，共40分）

1.简述PN结正向偏置时的电流形成机制，并说明温度升高对正向电流的影响。

2.解释光刻工艺中“双重曝光”（DualPatterning）的必要性及实现方式。

3.对比FinFET与GAA纳米片晶体管的结构差异，分析后者在3nm以下制程中的优势。

4.第三代半导体材料（如GaN）相比硅基