高考申論題
114年
[電子工程] 半導體工程
第 一 題
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
(一)近代矽製程多使用離子布植（ion implantation）技術製作淺接面（shallow junction），之後再以快速熱退火（rapid thermal annealing, RTA）進行後續處理。請說明使用快速熱退火的原因。（10 分）
思路引導 VIP
這題考查半導體製程中離子布植與熱退火搭配的原理，尤其是為何要用「快速（Rapid）」的熱退火。離子布植有兩個致命缺點：1. 破壞晶格結構形成非晶矽；2. 植入的雜質未進入晶格替換位置，不具電性。因此必須高溫退火來「修復晶格」與「活化摻雜物」。但若用傳統高溫爐管長時間退火，雜質會產生嚴重的熱擴散，破壞了原本要製作的「淺接面（Shallow junction）」。因此使用 RTA（升溫快、時間短），能在短時間內提供足夠熱能修復晶格與活化摻雜物，同時因時間極短，抑制了雜質向深處擴散的現象，成功維持淺接面輪廓。
小題 (二)
(二)一般傳統使用汞燈光源的黃光微影製程技術有接觸（contact）式、近接（proximity）式兩種，請比較其優缺點。（10 分）
思路引導 VIP
考查黃光微影（Photolithography）早期曝光技術的對比。需分別針對接觸式（Contact printing）與近接式（Proximity printing）進行定義，並從「解析度」、「光罩壽命/污染」、「良率」等維度比較優缺點。
- 接觸式：光罩與光阻直接接觸。優點是沒有光學繞射問題，解析度較高。缺點是直接接觸易造成光罩磨損、污染，並在晶圓上產生微粒，導致良率下降及光罩壽命短。