第一章：1、电子器件微型化和大规模集成的含义是什么？其具有怎样的实际意义。

答：电子器件微型化主要是指器件的最小尺寸，也就是特征尺寸变小了。

大规模集成是指在单个芯片上所继承的电子器件数量越来越多。

电子器件微型化和大规模集成的意义：1）提高速度和降低功耗只有提高集成度，才能减少电子系统内部的连线和最大限度地减少封装管壳对速度的影响。

提高速度和提高集成度是统一的，前者必须通过后者来实现。

同时采用低功耗、高速度的电路结构（器件结构）2）提高成品率与可靠性大规模集成电路内部包含的大量元件都已彼此极其紧密地集成在一块小晶片上，因此不像中、小规模集成电路组成的电子系统那样，由于元件与元件，或电路与电路之间装配不紧密，互连线长且暴露在外，易受外界各种杂散信号的干扰，所以说大规模集成电路提高了系统可靠性。

为了提高为电子器件的成品率，需要在少增加电路芯片面积的前提下尽可能容纳更多的电子元件，也就是采取提高元件密度的集成方法。

3）低成本大规模集成电路制造成本和价格比中、小规模集成电路大幅度下降是因为集成度和劳动生产率的不断提高。

综上所述，大规模和超大规模集成电路的微型化、低成本、高可靠和高频高速四大特点，正是电子设备长期追求的技术指标和经济指标，而这四大特点中后三个特点皆源于微型化的特点。

因此这四大特点是统一的、不可分割的。

2、超大规模集成电路面临哪些挑战？答：首先是大直径的硅材料, 随着集成电路技术的发展，硅单晶直拉生产技术，在单晶尺寸、金属杂质含量、掺杂元素和氧分布的均匀性及结晶缺陷等方面得到了不断的改进。

目前，通常使用的硅单晶抛光片的直径已达到300mm，400mm硅单晶片的制造也已经开始。

如何控制400mm晶体中点缺陷将是面临的重大挑战。

其次是光刻技术：在微电子制造技术中，最为关键的是用于电路图形生成和复制的光刻技术。

更短波长光源、新的透镜材料和更高数字孔径光学系统的加工技术，成为首先需要解决的问题；同时，由于光刻尺寸要小于光源波长，使得移相和光学邻近效应矫正等波前工程技术成为光学光刻的另一项关键技术。

最后是器件工艺。

当器件的沟道长度缩小到0.1um时，已开始逼近传统的半导体物理的极限。

随之而来的是栅氧化层不断减薄，SiO2作为传统的栅氧化层已经难以保证器件的性能。

同时随着半导体器件工艺的特征尺寸不断地缩小，芯片内部的多层内连线工艺也逐渐成为半导体工艺发展的挑战。

3、阐述微电子学概念及其重要性。

答：微电子学是研究在固体(主要是半导体)材料上构成的微小型化电路、子系统及系统的电子学分支。

微电子学作为电子学的一门分支学科，主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学。

微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的，故实用性极强。

微电子学中所实现的电路和系统又称为集成电路和集成系统。

微电子学是信息领域的重要基础学科，在信息领域中，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息载体的科学，构成了信息科学的基石。

其发展水平直接影响着整个信息技术的发展。

微电子科学技术是信息技术中的关键之所在，其发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。

4、简要介绍微电子学特点。

答：微电子学是一门综合性很强的边缘学科，其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统的设计、测试等多方面的内容；涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个领域。

微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。

信息技术发展的方向是多媒体(智能化)、网络化和个体化，要求系统获取和存储海量的多媒体信息、以极高速度精确可靠地处理和传输这些信息、并及时地把有用信息显示出来或用于控制。

所有这些都只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实，超高容量、超小型、超高速、超高频、超低功耗是信息技术无止境追求的目标，也是微电子技术迅速发展的动力。

微电子学的渗透性极强，它可以与其它学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如它与机械、光学等结合导致了微机电系统(MEMS)的出现，它与生物科学结合诞生了生物芯片。

MEMS和生物芯片都是近年来快速发展起来的具有极其广阔的应用前景的新技术．第二章：1、为什么大规模和超大规模集成电路的加工要求高度洁净的环境？答：由于微电子器件具有非常高的集成度和极为精细的图形，任何细小的尘埃和不可溶的微粒，都足以影响其成品率和可靠性。

另外，随着电路芯片面积的增大，遭受外来尘埃或杂质破坏的概率也随之增大。

所以制作环境的洁净与否在很大程度上左右大规模和超大规模集成电路的成品率和可靠性。

2、什么是超纯水？超纯水的指标有哪些？答：所谓超纯水，就是指已设法将水中各种杂质减少到最低程度的水。

指标：电阻率、尘粒含量、总电解质含量、有机物、溶解的气体、微生物。

3、微电子工业从哪几方面来检测超纯水是否达标？答：电阻率的测量、微粒的测量、微生物的测量、总有机碳（TOC）的测量、微量金属离子的测量、总二氧化硅的测量、阴离子的测量、化学耗氧量（COD）的测量。

4、以硅单晶为代表讨论微电子器件制造对半导体材料的要求有哪些？答：一般来说，大规模和超大规模集成电路对硅单晶材料提出如下要求，1）增大直径不断增大制作电路芯片的硅圆片直径，这既是微电子技术发展的主要趋向，也是人们为了提高单块芯片的元器件密度而在现代工业技术基础上采取的主要措施。

工艺实践表明：硅片面积和电路芯片面积的比值对大规模和超大规模集成电路的成品率是有影响的。

在其它条件相同时，比值愈大，成品率愈高。

所以使用大直径硅片生产大规模和超大规模集成电路时，不仅可以提高生产效率，而且可以提高成品率。

硅片直径愈大，有效使用面积所占的比例也愈大。

2）严格控制杂质含量由于超大规模集成电路结构的微细化，硅单晶中的杂质含量更会影响到电路的成品率。

已经证明，硅单晶中的氧、碳和氮等杂质含量最严重地影响大规模集成电路的成品率。

硅单晶中所含的氧杂质，致使硅单晶的电阻率发生变化。

影响硅单晶中的少子寿命，并促使硅中重金属杂质产生快速扩散，引起电路内部各管子耐压性能的退化。

硅中的碳杂质有与氧杂质相似的危害性。

它可能与硅反应生成碳化硅，可能诱生微缺陷。

3）晶体结构的高度完整性和减少微缺陷除了氧、碳杂质外，硅单晶中的金属杂质也是影响成品率和可靠性的重要因素，特别是其中的一些所谓的快扩散重金属杂质，如铜、铁、金、镍等元素，危害性更大。

在实践中，人们发现无位错单晶材料中存在的“微缺陷”极其严重地影响大规模，特别是超大规模集成电路的成品率。

对于用来制造大规模和超大规模集成电路的硅材料，杂质和缺陷往往很难予以分割开来考虑。

在进一步研究微缺陷对微电子器件成品率的影响时，发现只有硅片表面薄层的微缺陷才对电路构成致命的威胁，而硅片内部所存在的微缺陷不仅无害，而且有益。

因此问题的关键在于减少或避免硅片表面层内的微缺陷。

4）杂质分布和电阻率的均匀性这里所说的杂质是人们为了获得所预期的硅单晶电阻率而掺入的有用杂质。

为了使制作在大直径硅片上的各单元电路和各个元器件性能一致，要求片子径向方向的电阻率十分均匀。

因为电阻率的不均匀性必然导致电路电性能的离散性和成品率下降。

5）硅片的标准化、系列化大规模集成电路蓬勃发展后，为了加工出规格化、系列化的硅片，国际上制定出各种相关标准5、实现电子器件的微细加工有哪些方面基本条件的要求？为什么超大规模集成电路的制造要求加大硅晶圆的直径？答：电子器件的微细加工对环境、超纯水、超纯气体和超纯试剂、对半导体材料等方面有要求。

所谓制作环境，这里是指生产过程中的周围环境条件，诸如周围气氛条件（温度、湿度条件），特别是空气中灰尘或其它杂质粒子的浓度。

需要超净间。

现在有效地消除芯片污染的办法是在每道工序前后都用超纯水冲洗芯片。

显然，水的纯度直接决定了冲洗去污染的效果。

同超纯水一样，超纯气体也是微电子工业的重要基础材料，因为无论是单晶生长和汽相外延，或是氧化、扩散和光刻等工序，以及化学汽相淀积、合金和表面钝化等工艺，都无一例外地使用多种超纯气体。

气体的纯度直接影响所制作的微电子器件的成品率。

超大规模集成电路的制造要求加大硅晶圆的直径的原因：因为与中、小规模电路相比，超大规模集成电路的芯片面积已明显增大，如果仍沿用小直径的硅片，那么一片硅片上所包含的电路芯片数将显著下降。

同时使用大直径硅片生产大规模和超大规模集成电路时，不仅可以提高生产效率，而且可以提高成品率。

这是因为一块硅晶片的边缘部分由于不平整性和存在大量缺陷，在实际制作电路时，可资利用的部分仅是晶片的中间部分。

硅片直径愈大，有效使用面积所占的比例也愈大。

第三章：1、什么叫微电子工程中的薄膜，什么叫薄膜制备技术？答:微电子工程中的薄膜，是指在器件加工制作过程中，在硅片表面生长或淀积的外延膜、各种绝缘薄膜和金属薄膜。

薄膜制备技术既包括传统应用的各种绝缘膜的热生长技术，也包括在基片上应用化学汽相淀积薄膜的新技术（简称CVD技术）。

2、简述导电薄膜的作用及分类。

并绘出图示。

答：导电膜的一个重要的应用领域是在集成电路中器件的触点之间提供互连。

包括在单层金属膜和多层金属膜的应用。

3、薄膜腐蚀过程中不同薄膜的特点及相应的注意事项。

答：1）薄膜比相应的体材料腐蚀得快，因此腐蚀液必须稀释，使腐蚀速度降低到易于控制。

2）受过辐照的薄膜一般腐蚀得快。

这包括作过离子注入的和电子束蒸发的，甚至前工序曾处于电子束蒸发气氛的薄膜。

但某些光刻胶例外，这种材料在辐照条件下通过聚合化而韧化，称为负光刻胶。

3）内应力高的薄膜腐蚀得快。

通常薄膜中的内应力是由淀积速率，淀积技术及衬底温度控制的。

4）微观结构差的薄膜腐蚀得快。

这包括多孔、疏松的薄膜。

高于生长温度的热处理可使薄膜致密化，其腐蚀速率将比生长态慢。

5）化合物薄膜若制备技术使它偏离化学计量成分，则腐蚀得快。

氮化硅属于此类。

6）混合膜比单元组膜腐蚀得快。

这是因为其中一种组元受到腐蚀后薄膜中孔洞迅速增多，腐蚀表面也相应增大，因而它总比单组元薄膜易于腐蚀。

磷硅玻璃是这种类型的薄膜材料。

4、微电子工程中应用的薄膜有哪些种类？它们的基本制备方法有哪些？它们在工艺加工过程和器件结构中起哪些作用？答：薄膜分为外延膜、绝缘膜和金属薄膜。

外延膜是构成电路内部机构的必要组成部分。

一般需要外延生长绝缘膜不仅对电路可起到钝化和保护作用，更主要的是它在电路芯片制作过程中起重要作用。

一方面，它起到掩蔽刻蚀的作用，使得下一道工序可以有选择地对晶片上不同的区域进行处理。

另一方面，它起到良好的绝缘作用，使电路的多层布线和金属层之间不致相互短路。

绝缘膜一般为硅的氧化膜，可以采用热氧化和CVD工艺制备。