芯片制造是人类工业文明的集大成，共有六个最为关键的步骤：沉积、光刻胶涂覆、光刻、刻蚀、离子注入和封装。

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1. 芯片制造是人类工业文明的集大成，共有六个最为关键的步骤：沉积、光刻胶涂覆、光刻、刻蚀、离子注入和封装。

(1) “沉积”是将导体、绝缘体或半导体材料薄膜沉积到纯硅晶圆上。GaN、GaAs是制造芯片的新型半导体材料。

①GaN、GaAs的结构类似于金刚石，预测其熔点GaNGaAs(填“>”或“<”)。

②GaAs被誉为“半导体贵族”，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm。2号原子的分数坐标为；1号原子和2号原子之间的距离为pm。

(2) “光刻胶涂覆”时，用到的某光刻胶由降冰片烯(

)和马来酸酐(

)按物质的量1∶1加聚反应而成，该光刻胶的结构简式为。

(3) “光刻”是使用深紫外光来照射涂有光刻胶的基片表面，通过曝光和显影过程，将掩膜上的图形复制到光刻胶上。

①紫外负型光刻胶常含有— $\text{[math]}$ ，曝光时会形成 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的VSEPR模型为。

②光刻技术需要利用深紫外激光，我国是唯一掌握通过非线性光学晶体变频来获得深紫外激光技术的国家。目前唯一实用化的晶体是氟代硼铍酸钾晶体KBBF( $\text{[math]}$ )，晶胞如图所示，其中钾原子已经给出，氧原子略去。已知晶胞参数分别为a nm和c nm， $\text{[math]}$ ，图中代表氟原子的字母为。已知晶体的密度为 $\text{[math]}$ ， KBBF的摩尔质量为 $\text{[math]}$ ，则阿伏加德罗常数的值为(用含上述字母的代数式表示)。

(4) “刻蚀”可能用到刻蚀剂氟硼酸铵( $\text{[math]}$ )，1 mol $\text{[math]}$ 中含有的配位键数目为(设 $\text{[math]}$ 为阿伏加德罗常数的值)。

(5) “离子注入”是在Si晶体中掺杂不同种类的元素(常见的有B、P、Ga、As等)，形成多电子的n型和缺电子的p型半导体(如下图所示)。

则上图中M、N原子分别可以选择(填序号)

a．B、Ga b．P、As c．P、B d．Ga、As

(6) “封装”时，为了散热，常用金属外壳，用电子气理论解释金属导热性好的原因。

【考点】

离子晶体; 晶胞的计算; 原子轨道杂化方式及杂化类型判断;

【答案】

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综合题普通

1. 工业上曾用焦炭制备电石 (CaC₂)，再与水反应制备乙炔(俗称电石气)，乙炔是合成橡胶、合成纤维和塑料的单体。

(1) 乙炔分子的空间构型为形，乙炔分子中σ键和π键数目之比为。

(2) 乙炔与HCN通过 (填反应类型)可制得丙烯腈(H₂C=CH-C≡N)，丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型有。

(3) 乙炔无明显酸性但氢氰酸(HCN)有酸性，解释HCN的酸性比乙炔强的原因。

(4) 乙炔和银氨溶液反应会生成乙炔银(AgC≡CAg)，推测反应中生成的一种阳离子为 (填化学式)。

(5) CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似，但CaC₂晶体中哑铃形C $\text{[math]}$ 的存在，使晶胞沿一个方向拉长，晶胞呈长方体(如图)。

① 每个Ca²⁺周围距离相等且最近的C $\text{[math]}$ 有个。

② 已知：CaC₂晶体密度为ρ g·cm^-3 ，晶胞中两个C $\text{[math]}$ 的最近距离为a cm，阿伏加德罗常数值为N_A ，则CaC₂晶胞中棱长h=cm。

综合题普通

2. 氮、镓、砷等元素的单质及其化合物在生产生活中应角广泛。回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 是一种优良的等离子蚀刻气体，在芯片制造等方面有广泛应用。 $\text{[math]}$ 分子的空间构型为。

(2) 超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类以，每个铝原子与个氮原子相连，氮化铝晶体属于晶体。

(3) M是氮杂氟硼二吡咯类物质，常用作光敏剂，其结构如图。

已知虚线框内五元环结构类似苯，存在五中心六电子离域大 $\text{[math]}$ 键，则虚线框中氮元素采用杂化方式为，M中存在的微粒间作用力有(填标号)。

A.共价键 B.离子键 C.氢键 D.配位键

(4) $\text{[math]}$ 是一种重要的半导体材料，晶胞结构如图。

已知图中a原子的分数坐标为 $\text{[math]}$ ，则b原子的分数坐标为；若 $\text{[math]}$ 晶体密度为 $\text{[math]}$ ，设 $\text{[math]}$ 为阿伏加德罗常数的值，则晶体中两个 $\text{[math]}$ 原子间的最短距离为 $\text{[math]}$ (列出计算式即可)。