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集成电路制造技术原理与工艺
王蔚
习题答案
目录
第一单元 习题 2
第二单元 习题 4
第三单元 习题 12
第四单元 习题 16
第五单元 习题 22
shanren
第一单元 习题
1. 以直拉法拉制掺硼硅锭,切割后获硅片,在晶锭顶端切下的硅片,硼浓度为
15 3
3×10 atoms/cm 。当熔料的90 %已拉出,剩下10%开始生长时,所对应的晶锭上的该
位置处切下的硅片,硼浓度是多少?
C
已知:C0 15 3 k s
B=3×10 atoms/cm ;k =0.35 ;由 得:
B
C
l
硅熔料中硼的初始浓度为:
0 0 15 15 3
C l= C B / k =3×10 /0.35≈8.57×10 atoms/cm ;
B
由C − kC X k −1 得:
s (1 0 )
剩下10%熔料时,此处晶锭的硼浓度为:
90% 0 kB-1 15 0.35-1 16
C B= k C l×0.1 = 0.35×8.57×10 ×0.1 =1.34×10
B
2. 硅熔料含0.1 %原子百分比的磷,假定溶液总是均匀的,计算当晶体拉出10%,50 %,
90 %时的掺杂浓度。
22 3
已知:硅晶体原子密度为:5×10 atoms/cm , 含0.1 %原子百分比的磷, 熔料中磷浓度为:
0 22 19 3
C p =5×10 ×0.1 %=5×10 atoms/cm ;k =0.8
p
由C (−1 kC ) X k −1 计算得:
s 0
C10% = k C0 ×0.9 kp-1 =0.8×5×1019×0.9-0.2=4.09×1019 atoms/cm3
p P p
C50% =0.8×5×1019×0.5-0.2 =4.59×1019 atoms/cm3
p
90% 19 -0.2 19 3
C =0.8×5×10 ×0.1 =6.34×10 atoms/cm
p
3. 比较硅单晶锭CZ、MCZ 和FZ 三种生长方法的优缺点?
答:
CZ 法工艺成熟可拉制大直径硅锭,但受坩锅熔融带来的O 等杂质浓度高,存在一定杂
质分布,因此,相对于MCZ 和FZ 法,生长的硅锭质量不高。当前仍是生产大直径硅锭的
主要方法。
MCZ 法是在CZ 技术基础上发展起来的,生长的单晶硅质量更好,能得到均匀、低氧
的大直径硅锭。但MCZ 设备较CZ 设备复杂得多,造价也高得多,强磁场的存在使得生产
成本也大幅提高。MCZ 法在生产高品质大直径硅锭上已成为主要方法。
FZ 法与CZ、MCZ 法相比,去掉了坩埚,因此没有坩埚带来的污染,能拉制出更高纯
度、无氧的高阻硅,是制备高纯度,高品质硅锭,及硅锭提存的方法。但因存在熔融区因此
拉制硅锭的直径受限。FZ 法硅锭的直径比CZ、MCZ 法小得多。
4. 直拉硅单晶,晶锭生长过程中掺杂,需要考虑哪些因素会对硅锭杂质浓度及均
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