电子工业级环境参数.docx

16．什么是错位？
当一种固体材料受到外力时就会发生形变，如果外力消失后，形变也随着消失，这种形变称为弹性形变；如果外力消失后，形变不消失。则称为范性形变。位错就是由范性形变造成的，它可以使晶体内的一原子或离子脱离规则的周期排列而位移一段距离，位移区与非位移区交界处必有原子的错位，这样产生线缺陷称为位错。

17．什么是层错？
简单的说，层错是在密排晶面上缺少或多余一层原子而构成的缺陷，层错是一种“面缺陷”。层错也是硅晶体中常见的一种缺陷，层错对器件制备工艺以及成品性能都可以发生较大的影响。生产中最熟悉的是硅外延片中的层错。在硅外延生长时，如果不采取特殊的措施，生长出的外延层中将含有大量的层错，以致严重的破坏了晶体的完整性。通过研究发现，外延片中的层错主要起源于生长外延层的衬底晶体的表面。根据这个原因，不仅找到了克服层错大量产生的途径，而且发现利用层错测量外延层的厚度的方法。

18．材料的常用表征参数有哪些？
电学参数、化学纯度、晶体学参数、几何尺寸。
电学参数包括电阻率、导电类型、载流子浓度、迁移率、少数载流子寿命、电阻率均匀性等。
化学纯度是指材料的本底纯度。
晶体学参数有晶向、位错密度。
几何尺寸包括直径、晶片的厚度、弯曲度、翘曲度、平行度和抛光片的平坦度等。

28．为什么说洁净技术是半导体芯片制造过程中的一项重要技术？
    半导体芯片制造，尤其是随着高度集成复杂电路和微波器件的发展，要求获得细线条、高精度、大面积的图形，各种形式的污染都将严重影响半导体芯片成品率和可靠性。生产中的污染，除了由于化学药剂不纯、气体纯化不良、去离子质量不佳引入之外，环境中的尘埃、杂质及有害气体、工作人员、设备、工具、日用杂品等引入的尘埃、毛发、皮屑、油脂、手汗、烟雾等都是重要污染来源。例如，PN结表面污染上尘埃、皮屑、油脂等将引起反向漏电或表面沟道，手汗引起的Na离子沾污将会使MOS器件阈值电压漂移，甚至导致晶体管电流放大系数不稳定，空气中尘埃的沾污将引起器件性能下降，以致失效；光刻涂胶后尘埃的沾污将使二氧化硅层形成针孔或小岛；大颗粒尘埃附着在光刻胶表面，会使掩膜版与芯片间距不一致，使光刻图形模糊；高温扩散过程中，附着在硅片上的尘埃将引起局部掺杂和快速扩散，使结特性变坏。所以洁净技术是半导体芯片制造过程中的一项重要技术。

29．半导体芯片制造对厂房洁净度有什么要求？
空气中的一个小尘埃将影响整个芯片的完整性、成品率，并影响其电学性能和可靠性，所以半导体芯片制造工艺需在超净厂房内进行。1977年5月，原四机部颁布的《电子工业洁净度等级试行规定》如下：
电子工业洁净度等级试行规定
洁净室等级
洁净度
温度（℃）
相对湿度（%）
正压值（帕）
噪声
（A声级分贝）
适用范围
（以集成电路工艺为例）
粒径（微米）
浓度（粒/升）
最高
最低
最高
最低
逐级相差≥66.661
1级
≥0.5
≤1
27
18
60
40
同上
≤70
超大规模、大规模集成电路的光刻制版
10级
≥0.5
≤10
27
18
60
40
同上
≤70
光刻、制版
100级
≥0.5
≤100
27
18
60
40
同上
≤70
扩散、氧化
1000级
≥0.5
≤1000
27
18
60
40
同上
≤70
封装、压焊
10000级
≥0.5
<10000
27
18
60
40
同上
≤70
腐蚀、筛选

按器件产品种类和要求所采用的洁净标准
洁净室级别
          适用的工序
100级
光刻
100-1000级
制版中精缩、显影
10000级
芯片工艺中的氧化、扩散、金属化、清洗
10000-100000级
中测、划片
100000级
组装、压焊
100000级以下
封装以后的各工序

30．洁净区工作人员应注意些什么？
因人员走动会产生大量微粒，即使静坐也能有很多微粒产生。以下两个表格列出了操作人员的衣着及行动对环境的影响。
操作人员（不同的工作服）不同行动发尘量参考量

0.5微米以上（个/分，人）
普通工作服
防尘服
白衣型
全套型
起立
339000
113000
5580
坐下
30200
112000
7420
手腕上下动
2980000
298000
18600
上体前屈
2240000
538000
24200
腕自由运动
2240000
298000
20600
头部上下左右运动
631000
151000
11000
上体扭动
850000
266000
14900
屈身
3120000
605000
37400
脚动
2800000
861000
44600
步行
2920000
1010000
56000
注：白衣型防尘服是指一般的尼龙工作服，全套型是指从头到脚（除脸部外）全套起来的尼龙工作服。

 操作人员对环境的影响
操作人员穿戴
使周围尘埃增加倍数0.2-50μm
操作人员本身
使周围尘埃增加倍数
操作人员的运动
使周围尘埃增加倍数
搅动衣服袖
1.5-3
正常呼吸
无
几个人聚集在一起
1.5-3
无衣帽
10-50
吸烟20分钟后
2-5
正常步行
1.2-2
有衣帽
1.5-20
喷嚏
5-20
快步行走
5-10
从口袋取手帕
3-10
摩擦手或皮肤
0-2
平稳坐着
0-2

31．半导体芯片制造工艺对水质有什么要求？
半导体芯片制造工艺对水质的要求极为严格，纯水质量对半导体芯片的性能、质量、成品率有极大的影响。随着高度集成复杂电路和微波器件的发展，对纯水质量的要求也不断提高。
超纯水水质指标的变化

年

代

项

目

1973年
1976年
1979年
1981年
1983年
电阻率（MΩ*cm）25℃
13-15
15-17
16-18
17-18
17-18
总电介质（ppb）
100
100
30
10-15
5-10
微粒（0.3μm以上）
500-1000
200-500
<200
50-100
<50
粒径（μm）
0.45-0.5
0.2-0.5
0.2
0.2
0.1-0.2
细菌
0-10/ml
100/100ml
100/100ml
50/100ml
20/100ml
TOC（ppm）
1
1
0.5-1
0.3-1
0.2-0.5
DOC（ppm）
8
1-8
0.3-8
0.3-8
0.3-1

32. 半导体芯片制造工艺对气体有什么要求？
半导体芯片制造工艺中经常使用氧、氩、氢、氮等气体，由于这些气体的微粒杂质和水汽对半导体芯片的性能、质量、成品率有极大的影响，因此对这些气体的纯度要求较高。下表列出了对这些气体的具体要求。
半导体工艺中所需的气体及纯度要求
工艺名称
气体名称
纯度要求
外延生长、氢氧合成
氢气（H2）
>99.999
扩散掺杂、退火、合金、反应溅射、器件封装、零件贮存等
氮气（N2）
>99.999
高温热氧化、氢氧合成、增密、反应溅射、等离子腐蚀、等离子去胶等
氧气（O2）
>99.99
单晶炉、溅射、离子铣、RIE等
氩气（Ar）
>99.999
氮化硅生长
氨气（NH3）
>99.999
硅片高温汽相腐蚀
氯化氢（HCl）
>99.999
器件封装检漏、无油高真空设备
氦气（He）
>99.999

                        大规模集成电路对气体纯度的要求

指

标

气

体

名

称

纯度%
O2（ppm）
N2（ppm）
H2（ppm）
CO及CO2（ppm）
H2S（ppm）
卤化物（ppm）
H2O（露点℃）
含尘量≥0.5μm（个/升）
N2
99.999
＜1

＜1
＜2
＜5
＜1
＜-70
＜3.5
O2
99.999

＜1
＜1
＜2
＜5
＜1
＜-70
＜3.5
H2
99.9999
＜1

＜2
＜5
＜1
＜-70
＜3.5
Ar
99.999
＜1
＜1
＜1
＜2

＜1
＜-70
＜3.5

33．简述硅片表面污染的来源。
硅片表面污染的来源主要有以下几方面：
（1）有机物沾污：包括切、磨、抛工艺中的润滑油脂；石蜡、松香等粘合剂；手指分泌的油脂及光刻胶、有机溶剂的残留物等。
（2） 金属离子、氧化物及其他无机物质：包括腐蚀液中重金属杂质离子的残留；各种磨料中的氧化物或金属离子；使用的容器、镊子、水中金属离子的沾污；各种气体、人体汗液等引入的杂质离子。
（3） 其他可溶性杂质。
增透膜
光具有波粒二相性，即从微观上既可以把它理解成一种波、又可以把他理解成一束高速运动的粒子（注意，这里可千万别把它理解成一种简单的波和一种简单的粒子。它们都是微观上来讲的。 红光波的波长=0.750微米 紫光波长=0.400微米。 而一个光子的质量是 6.63E-34 千克.如此看来他们都远远不是我们所想想的那种宏观波和粒子.) 增透膜的原理是把光当成一种波来考虑的，因为光波和机械波一样也具有干涉的性质。
在镜头前面涂上一层增透膜(一般是"氟化钙",微溶于水),如果膜的厚度等于红光（注意：这里说的是红光）在增透膜中波长的四分之一时,那么在这层膜的两侧反射回去的红光就会发生干涉,从而相互抵消,你在镜头前将看不到一点反光,因为这束红光已经全部穿过镜头了.
为什么我从来没有看到没有反光的镜头?原因很简单,因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光。膜的厚度也可以根据镜头的色彩特性来决定。