整理微電子工藝答案,整理好的了

1、精品文檔1.1.保護器件防止劃傷和沾污2限制帶電載流子場區(qū)隔離外表鈍化3. 柵氧或存儲單元結(jié)構(gòu)中的介質(zhì)材料4. 摻雜中的注入掩蔽5金屬導(dǎo)電層間的電介質(zhì)6. 減少外表懸掛鍵2化學(xué)反響：Si+2H2O->SiO2+2H2水汽氧化與干氧氧化相比速度更快,由于水蒸氣比氧氣在二氧化硅中 擴散更快、溶解度更高3、1.干氧：Si + 02 SiO2氧化速度慢,氧化層枯燥、致密,均勻性、重復(fù)性好,與光刻膠的粘附性好2、水汽氧化：Si+H20 Si02 固+H2氣氧化速度快,氧化層疏松,均勻性差,與光刻膠的粘附性差3、濕氧：氧氣攜帶水汽,故既有 Si與氧氣反響,又有與水汽反響 氧化速度、氧化質(zhì)量介于以上兩

2、種方法之間4、摻雜物、晶體晶向、壓力、溫度、水蒸氣5界面陷阱電荷、可移動氧化物電荷6工藝腔、硅片傳輸系統(tǒng)、氣體分配系統(tǒng)、尾氣系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)4.工藝腔是對硅片加熱的場所,由垂直的石英罩鐘、多區(qū)加熱電阻絲 和加熱管 套組成硅片傳輸系統(tǒng)在工藝腔中裝卸硅片,自動機械在片 架臺、爐臺、裝片臺、冷卻臺之間移動氣體分配系統(tǒng)通過將正確的氣 體通到爐管中來維持爐中氣氛 限制系統(tǒng)限制爐子所有操作,如工藝 時間和溫度限制、工藝步驟的順序、氣體種類、氣流速率、升降溫速 率、裝卸硅片1. 1薄膜：指某一維尺寸遠小于另外兩維上的尺寸的固體物質(zhì).2.好的臺階覆蓋水平高的深寬比填隙水平3:1厚度均勻防止針孔、缺陷高純度和高密

3、度受控的化學(xué)劑量 結(jié)構(gòu)完整和低應(yīng)力導(dǎo)致襯底變形, 好的粘附性防止分層、開裂致漏電2. 1晶核形成別離的小膜層形成于襯底外表,是薄膜進一步生長的根底.2凝聚成束形成Si島,且島不斷長大 3連續(xù)成膜島束集合并形成固 態(tài)的連續(xù)的薄膜淀積的薄膜可以是單晶如外延層、多晶多晶硅 柵和無定形隔離介質(zhì),金屬膜的3. 答：.多層金屬化：用來連接硅片上高密度器件的金屬層和絕緣層 關(guān)鍵層：線條寬度被刻蝕為器件特征尺寸的金屬層. 對于ULSI集成電路而言,特征尺寸的范圍在形成柵的多晶硅、柵氧以及距離硅片外表最近的金屬層.介質(zhì)層 層間介質(zhì)ILDILD - 1:隔離晶體管和互連金屬層；隔離晶體管和外表雜質(zhì). 米用 低k介

4、質(zhì)作為層間介質(zhì),以減小時間延遲,增加速度.4答：膜淀積技術(shù)分類 化學(xué)方法1CVDa.APCVDAtmosphere Pressure Chemical Vapor Depositio n b LPCVD c.等離子體輔助 CVD : HDPCVDHigh-Density Plasma CVD、 PECVDPlasma enhan ced CVD d.VPE和金屬有機化學(xué)氣相淀積 2電 鍍：電化學(xué)淀積ECD 、化學(xué)鍍層 物理方法：1PVD2蒸發(fā)含 MBE 3旋涂SOG SOD5答：1質(zhì)量傳輸2薄膜先驅(qū)物反響3氣體分子擴散4先驅(qū)物吸附5先驅(qū)物擴散進襯底6外表反響7副產(chǎn)物解吸8副產(chǎn)物去除6答：1低k

5、介質(zhì)須具備低泄漏電流、低吸水性、低應(yīng)力、高附著力、高硬度、高穩(wěn)定性、好的填隙水平,便于圖形制作和平坦化、耐酸堿以及低接觸電阻.研究較多的幾種無機低介電常數(shù)二高k介質(zhì)應(yīng)DRAM存儲器高密度儲能的需要,引入了高 k介質(zhì),在相同電容或儲能密度可以增加 柵介質(zhì)的物理厚度,防止薄柵介質(zhì)隧穿和 大的柵漏電流.同時,降低工藝難度.有潛力的高k介質(zhì)：Ta2O5, BaSrTiO3.7. 答：1CVD、化學(xué)氣相淀積Chemical Vapor Deposition是指利 用熱能、輝光放電等離子體或其它形式的能源,使氣態(tài)物質(zhì)在固體 的 熱外表上發(fā)生化學(xué)反響并在該外表上淀積,形成穩(wěn)定的固態(tài) 物質(zhì)的 工藝過程.2低壓

6、CVD LPCVD 裝片；爐子恒溫并對反響室抽真空到1.3 Pa; 充N2氣或其它惰性氣體進行吹洗；再抽真空到 1.3 Pa;完成淀積； 關(guān)閉所有氣流,反響室重新抽到1.3 Pa；回充N2氣到常壓,取出硅 片.3等離子體增強CVD PECVD淀積溫度低,冷壁等離子體反響, 產(chǎn)生顆粒少,需要 少的清洗空間等等離子體輔助 CVD的優(yōu)點.4VPE氣相外延：硅片制造中最常用的硅外延方法是氣相外延,屬于CVD范疇.在溫度為800-1150C的硅片外表通過含有所需化學(xué) 物質(zhì)的氣體化合物,就可以實現(xiàn)氣相外延.5 BPSG:硼磷硅玻璃boro-phospho-silicate-glass BPSG: 這是一種

7、摻硼的 SiO2 玻 璃.可采用 CVD 方法SiH4+O2+PH3+B2H6, 400oC450oC來制 備.BPSG與PSG 磷硅玻璃一樣,在高溫下的流動性較好,廣泛 用作為半導(dǎo)體芯片外表平坦性好的層間絕緣膜8答：1、質(zhì)量傳輸限制淀積速率 淀積速率受反響物傳輸速度限制, 即不能提供足夠的反響物到襯底外表,速率對溫度不敏感如高壓CVD .2、反響速度限制淀積速率淀積速率受反響速度限制,這是由于反響溫度或壓力過低 傳輸速率 快,提供驅(qū)動反響的能量缺乏,反響速率低于反響物傳輸速度.可以通過加溫、加壓提升反響速度.9.答：2用TEOS正硅酸乙酯-臭氧方法淀積SiO2 Si C2H5O4 + 8O3

8、 SiO2 + 10H20+ 8CO2 優(yōu)點：a、低溫淀積；b、咼的深寬比填隙水平；c、防止硅片外表和邊角損傷；1.1摻雜是把雜質(zhì)引半導(dǎo)體材料的近體結(jié)構(gòu)中,以改變它的電學(xué)性質(zhì)如電阻率,并使摻入的雜質(zhì)數(shù)量和分布情況都滿足要求.2常用的摻雜雜質(zhì)：硼p型、磷n型、銻n型、砷n型.2、 硅片中p型雜質(zhì)和n型雜質(zhì)相遇的深度被稱為結(jié)深 3.硅中固態(tài)雜質(zhì) 擴散的三個步驟：1預(yù)淀積:外表的雜質(zhì)濃度濃度最高,并隨著深度的加大而減小,從而形成梯度.這種梯度使雜質(zhì)剖面得以建立2推進:這是個高溫過程,用以使淀積的雜質(zhì)穿過硅晶體,在硅片中形 成期望的結(jié)深3激活:這時的溫度要稍微提升一點,使雜質(zhì)原子與晶格中的硅原子 鍵合

9、形成替位式雜質(zhì).這個過程激活了雜質(zhì)原子,改變了硅的電導(dǎo) 率.4.離子注入的優(yōu)點：1精確限制雜質(zhì)含量和分布2很好的雜質(zhì)均勻性3對雜質(zhì)穿透深度有很好的限制4產(chǎn)生單一離子束 5低溫工藝6注入的離子能穿透薄膜 7無固溶度極限 離子注入的缺點：1高能雜質(zhì)離子轟擊硅原子將對晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷2注入設(shè)備的復(fù)雜性5. 1離子源：待注入物質(zhì)必須以帶電粒子束或離子束的形式存在. 注入離子在離子源中產(chǎn)生2引出電極吸極和離子分析器：傳統(tǒng)注入機吸極系統(tǒng)收集離 子源中產(chǎn)生的所有正離子并使它們形成粒子束, 離子通過離子源上的 一個窄縫得到吸收.3加速管：為了獲得更高的速度,出了分析器磁鐵,正離子還要再加速管中的電場下進行加速

10、4掃描系統(tǒng)掃描在劑量的統(tǒng)一性和重復(fù)性方面起著關(guān)鍵租用. 5 工藝室-離子束向硅片的注入發(fā)生在工藝腔中. 6目的：使待注入 的物質(zhì)以帶電粒子束的形式存在 最常用的源：Freeman離子源和 Bernas離子源7由于電荷之間的相互排斥,所以一束僅包括正電荷的離子束本身是 不穩(wěn)定的,容易造成離子束的膨脹即離子束的直徑在行進過程中不斷 的增大,最終導(dǎo)致注入不均勻.離子束可以用二次電子中和離子的方 法緩解,被稱為空間電荷中和精品文檔1正性光刻把與掩膜版上相同的圖形復(fù)制到硅片上,負性光刻把與掩 膜版上圖形相反的圖形復(fù)制到硅片外表, 這兩種根本工藝的主要區(qū)別 在于所用的光刻膠的種類不同.正刻膠在進行曝光后留

11、下來的的光刻 膠在曝光前已被硬化,它將留在硅片外表,作為后步工藝的保護層, 不需要改變掩膜版的極性,并且負性光刻膠在顯影時會變形和膨脹, 所以正膠是普遍使用的光刻膠傳統(tǒng)的I線光刻膠,深紫外光刻膠 2暗場掩膜版是指一個掩膜版,它的石英版上大局部被鉻覆蓋,并且 不透光3第一步：氣相成底膜處理,其目的是增強硅片和光刻膠之間的粘附 性. 第二步：旋轉(zhuǎn)涂膠,將硅片被固定在載片臺上,一定數(shù)量的液 體光刻膠滴在硅片上,然后硅片旋轉(zhuǎn)得到一層均勻的光刻膠圖層第三步：軟烘,去除光刻膠中的溶劑4. 第四步：對準和曝光,把掩膜幅員形轉(zhuǎn)移到涂膠的硅片上5. 第五步：曝光后烘培,將光刻膠在 100到110的熱板上進行曝光

12、 后烘培 第六步：顯影,在硅片外表光刻膠中產(chǎn)生圖形6. 第七步：堅膜烘培,揮發(fā)掉存留的光刻膠溶劑,提升光刻膠對硅片外表的粘附性7. 第八步：顯影后檢查,檢查光刻膠圖形的質(zhì)量,找出有質(zhì)量問題 的硅片,描述光刻膠工藝性能以滿足標準要求4.一,將掩膜幅員案轉(zhuǎn)移到硅片外表頂層的光刻膠中二,在后續(xù)工藝中,保護下面的材料5.1,分滴,當硅片靜止或者旋轉(zhuǎn)得非常緩慢時,光刻膠被分滴在硅 片上 2,旋轉(zhuǎn)鋪開,快速加速硅片的旋轉(zhuǎn)到一高的轉(zhuǎn)速使光刻膠伸 展到整個硅片外表3,旋轉(zhuǎn)甩掉,甩去多余的光刻膠,在硅片上得到 均勻的光刻膠膠膜覆蓋層4,溶劑揮發(fā),以固定轉(zhuǎn)速繼續(xù)旋轉(zhuǎn)已涂膠的硅片,直至溶劑揮發(fā),光刻膠膠膜幾乎枯燥6

13、減少曝光光源的波長對提升分辨率非常重要,波長的越小 圖像的分辨率就越高圖像就越精確7汞燈,高壓汞燈,電流通過裝有氙汞氣體的管子產(chǎn)生電弧放電,這 個電弧發(fā)射出一個特征光譜,包括240納米到500納米之間有用的紫 外輻射準分子激光,準分子是不穩(wěn)定分子是有惰性氣體原子和鹵素構(gòu)成只存在與準穩(wěn)定激發(fā)態(tài)8分辨率和焦深9掃描投影光刻機的概念是利用反射鏡系統(tǒng)把有1:1圖像的整個掩膜圖形投影到硅片外表,其原理是,紫外光線通過一個狹縫聚焦在硅片 上,能夠獲得均勻的光源,掩膜版和帶膠硅片被放置在掃描架上,并 且一致的通過窄紫外光束對硅片上的光刻膠曝光由于發(fā)生掃描運動,掩膜幅員像最終被光刻在硅片外表.掃描光刻機主要挑

14、戰(zhàn)是制造良好的包括硅片上所有芯片的一倍掩膜版10增大了曝光場,可以獲得較大的芯片尺寸,一次曝光可以多曝光 些芯片,它還具有在整個掃描過程調(diào)節(jié)聚焦的水平11投影掩膜版是一種透明的平板,在它上面有要轉(zhuǎn)印到硅片上光刻 膠層的圖形.投影掩膜版只包括硅片上一局部圖形,而光掩膜版包含了整個硅片的芯片陣列并且通過單一曝光轉(zhuǎn)印圖形12. 光刻膠顯影是指用化學(xué)顯影液溶解由曝光造成的光刻膠的可溶解 區(qū)域,其主要目的是把掩膜幅員形準確復(fù)制到光刻膠中13. 光刻膠選擇比是指顯影液與曝光的光刻膠反響的速度快慢,選擇 比越高,反響速度越快,所以要比例高14連續(xù)噴霧顯影,旋覆浸沒顯影 顯影溫度,顯影時間,顯影液量,硅片洗盤

15、,當量濃度,清洗,排風(fēng)1.刻蝕工藝：干法刻蝕和濕法刻蝕.干法刻蝕是把硅片外表曝露于氣 態(tài)中產(chǎn)生的等離子體,等離子體通過光刻膠中開出的窗口, 與硅片發(fā) 生物理或化學(xué)反響或這兩種反響,從而去掉曝露的外表材料,一 般用于亞微米尺寸. 濕法刻蝕中,液體化學(xué)試劑如酸、堿和溶劑 等以化學(xué)方式去除硅片外表的材料,一般用于尺寸較大的情況下大 于3微米.2刻蝕速率二 T/t A/min T=去掉材料的厚度 t=刻蝕所用的時間高的刻蝕速率,可以通過精確限制刻蝕時間來限制刻蝕的厚度.3. 刻蝕選擇比SR二EF/ErEF我刻蝕材料的速率Er=掩蔽層材的刻蝕速率干法刻蝕的選擇比低高選擇比意味著只刻除想 要刻去的那一層材

16、料,一個高選擇比的刻蝕工藝不刻蝕下面一層材料 并且保護的光刻膠也未被刻蝕.4干法刻蝕的主要目的是完整地把掩膜圖形復(fù)制到硅片外表上. 干法 刻蝕的優(yōu)點：1刻蝕剖面是各向異性,具有非常好的側(cè)壁剖面限制 2. 好的CD限制3最小的光刻膠脫落或粘附問題 4好的片內(nèi)、片間、批 次間的刻蝕均勻性 5較低的化學(xué)制品使用和處理費用 缺點：對層 材料的差的刻蝕選擇比、等離子體帶來的器件損傷和昂貴的設(shè)備5在純化學(xué)機理中,等離子體產(chǎn)生的反響元素自由基和反響原子 與硅片外表的物質(zhì)發(fā)生應(yīng).物理機理的刻蝕中,等離子體產(chǎn)生的帶能 粒子轟擊的正離子在強電場下朝硅片外表加速,這些離子通過濺 射刻蝕作用去除未被保護的硅片外表材料

17、.6. 根本部件：發(fā)生刻蝕反響的反響腔,一個產(chǎn)生等離子體的射頻電源, 氣體流量限制系統(tǒng),去除刻蝕生成物和氣體的真空系統(tǒng).氟刻蝕二氧化硅,氯和氟刻蝕鋁,氯,氟和溴刻蝕硅,氧去除光刻膠7. ECR反響器在110毫托的工作壓力下產(chǎn)生很密的等離子體.它在磁場環(huán)境中采用2.45GHZ微波鼓勵源來產(chǎn)生高密度等離子體. ECR 反響器的一個關(guān)鍵點是磁場平行于反響劑的流動方向,這使自由電子由于磁力的作用做螺旋運動.當電子的盤旋頻率等于所加的微波電場 頻率時,能有效地把電能轉(zhuǎn)移到等離子體中的電子上. 這種振蕩增加 了電子碰撞的可能性,從而產(chǎn)生高密度的等離子體,獲得大的離子流. 這些反響離子朝硅片外表運動并與外表

18、層反響而引起刻蝕反響.8多晶硅等離子刻蝕用的化學(xué)氣體通常是氯氣、溴氣或二者混合氣 體.刻蝕多晶硅的三步工藝：1預(yù)刻蝕,用于去除自然氧化層、硬 的掩蔽層和外表污染物來獲得均勻的刻蝕.2.接下來的是刻至終點的主刻蝕.這一步用來刻蝕掉大局部的多晶硅膜, 并不損傷柵氧化層和 獲得理想的各向異性的側(cè)壁剖面.3最后一步是過刻蝕,用于去除刻 蝕殘留和剩余多晶硅,并保證對柵氧化層的高選擇比. 這一步應(yīng)防止 在多晶硅周圍的柵氧化層形成微槽.9.去除氮化硅使用熱磷酸進行濕法化學(xué)剝離掉的.這種酸槽一般始終 維持在160° C左右并對露出的氧化硅具有所希望的高選擇比.用 熱磷酸去除氮化硅是難以限制的,通過使

19、用檢控樣片來進行定時操 作.在曝露的氮化硅上常常會形成一層氮氧化硅,因此在去除氮化硅 前,需要再HF酸中進行短時間處理.如果這一層氮氧化硅沒有去掉, 或許就不能均勻地去除氮化硅1. 1互連：由導(dǎo)電材料,如鋁、多晶硅和銅制成的連線將電信號傳 輸?shù)叫酒牟煌植?互連也被用于芯片上器件和器件整個封裝之間 的金屬連接.2接觸:硅芯片內(nèi)部的器件與第一金屬層間在硅片表 面的連接.3通孔:穿過各種介質(zhì)從某一金屬層到毗鄰金屬層形成 電通路的開口.4填充薄膜：用金屬薄膜填充通孔以便在兩層金屬 間形成電連接2答：金屬用于硅片制造的七個要求：1導(dǎo)電率：為維持電性能的完 整性,必須具有高電導(dǎo)率,能夠傳導(dǎo)高電流密度.

20、2粘附性：能夠粘附下層襯底,容易與外電路實現(xiàn)電連接.與半導(dǎo)體和金屬外表連接時 接觸電阻低.3淀積：易于淀積并經(jīng)相對的低溫處理后具有均勻的結(jié) 構(gòu)和組分對于合金.能夠為大馬士革金屬化工藝淀積具有高深寬 比的間隙.4刻印圖形/平坦化：為刻蝕過程中不刻蝕下層介質(zhì)的傳統(tǒng) 鋁金屬化工藝提供具有高分辨率的光刻圖形； 大馬士革金屬化易于平 坦化.5可靠性：為了在處理和應(yīng)用過程中經(jīng)受住溫度循環(huán)變化,金 屬應(yīng)相對柔軟且有較好的延展性.6抗腐蝕性：很好的抗腐蝕性,在 層與層之間以及下層器件區(qū)具有最小的化學(xué)反響.7.應(yīng)力：很好的抗機械應(yīng)力特性以便減少硅片的扭曲和材料失效,比方斷裂、空洞的形成和應(yīng)力誘導(dǎo)腐蝕.3. 答：

21、1鋁與P型硅及高濃度N型硅均能形成低歐姆接觸；2電 阻率低3與SiO2粘附性強,無需粘附層 鋁很容易和二氧化硅 反響,加熱形成氧化鋁；4能單獨作為金屬化布線,工藝簡單；5 能用電阻絲加熱蒸發(fā),工藝簡單；6鋁互連線與內(nèi)引線鍵合容易；7能輕易淀積在硅片上,可用濕法刻蝕而不影響下層薄膜.綜上 所述,在硅IC制造業(yè)中,鋁和它的主要過程是兼容的,電阻低,可 不加接觸層、粘附層和阻擋層等,工藝簡單,產(chǎn)品價格低廉.4. 答：1電阻率的減小.在20C時,互連金屬線的電阻率從鋁的 2.65 卩Q-cm減小到銅的1.678卩Q -cm,減少RC延遲,增加芯片速度；2. 減少了功耗.減少了線的寬度,降低了功耗； 3

22、.更高的集成密度.更 窄的線寬,允許更高密度的電路集成,這意味著需要更少的金屬層.4良好的抗電遷徙性能.銅不需要考慮電遷徙問題.5更少的工藝步驟.用大馬士革方法處理銅具有減少工藝步驟 20%到30%的潛力.5答：阻擋層金屬是淀積金屬或金屬塞,作用是阻止層上下的材料互 相混合.可接受的阻擋層金屬的根本特征是：好的阻擋擴散特性；高電導(dǎo)率具有很低的歐姆接觸電阻； 與半導(dǎo)體和金屬接觸良 好；抗電遷移；膜薄和高溫下穩(wěn)定性好；抗腐蝕和氧化.通常 用作阻擋層的金屬是一類具有高熔點且被認為是難熔的金屬.在硅片 制造業(yè)中,用于多層金屬化的普通難熔金屬有鈦、鎢、鉭、鉬、鉆和 鉑.難溶金屬已經(jīng)被用于硅片制造業(yè),如雙

23、極工藝的肖特基勢壘二極 管的形成.鈦鎢和氮化鈦也是兩種普通的阻擋層金屬材料,它們禁止 硅襯底和鋁之間的擴散.6答：硅化物是難熔金屬與硅反響形成的金屬化合物,是一種具有熱 穩(wěn)定性的金屬化合物,并且在硅/難熔金屬的分界面具有低的電阻率. 難熔金屬硅化物的優(yōu)點和其作用：1、降低接觸電阻,2、作為金屬與 有源層的粘合劑.3、高溫穩(wěn)定性好,抗電遷移性能好 4、可直接在 多晶硅上淀積難熔金屬,經(jīng)加溫處理形成硅化物,工藝與現(xiàn)有硅柵工 藝兼容.7答：在RF濺射系統(tǒng)中,等離子體是由 RF場而非DC場產(chǎn)生的. RF頻率通常為13.56MHz,加在靶電極的反面并通過電容耦合到前 面.等離子體中的電子和離子都處在 R

24、F場得作用之下,但由于高頻 的緣故,電子的響應(yīng)最強烈.腔體和電極的作用像一個二極管產(chǎn)生大量的電子流,導(dǎo)致負電荷堆積在靶電極上.這些負電荷自由偏置產(chǎn) 生吸引正的氬離子引起對絕緣或非絕緣靶材料的濺射.硅片能夠被電偏置在與氬離子不同的場勢.加在硅片上的偏置引起氬原子直接轟 擊硅片.RF偏置允許露在外面的硅片被刻蝕和清理.實際上,由于 RF濺射系統(tǒng)的濺射產(chǎn)額不高,導(dǎo)致它的淀積速率低,因此應(yīng)用受到 限制.有靶發(fā)射的許多二次電子穿過放射區(qū), 對等離子體的產(chǎn)生沒有 奉獻.如果這些電子被限制與離子碰撞,導(dǎo)致更多的離子產(chǎn)生以轟擊 靶,那么它的濺射率將高得多.在硅片制造業(yè)中為克服低效率,并取 得高的金屬淀積速率,

25、磁控濺射的概念需要開展8答：1SiO2淀積:用PECVD淀積內(nèi)層氧化硅到希望的厚度.2 SiN刻蝕阻擋層淀積：厚250?的SiN刻蝕阻擋層被淀積在內(nèi)層氧化硅 上.SiN需要致密,沒有針孔,因此使用 HDPCVD.3確定通孔 圖形和刻蝕：光刻確定圖形、干法刻蝕通孔窗口進入 SiN中,刻蝕完 成后去掉光刻4淀積保存介質(zhì)的SiO2:為保存層間介質(zhì),PECVD 氧化硅淀積.5確定互連圖形：光刻確定氧化硅槽圖形,帶膠.在 確定圖形之前將通孔窗口放在槽里.6刻蝕互連槽和通孔.7淀 積阻擋層金屬：在槽和通孔的底部及側(cè)壁用離子化的 PCVD淀積鉭和 氮化鉭擴散層.8淀積銅種子層：用CVD淀積連續(xù)的銅種子層,種

26、 子層必須是均勻的并且沒有針孔.9淀積銅填充：用ECD淀積銅填 充,即填充通孔窗口也填充槽.10用CMP去除額外的銅：用化學(xué) 機械平坦去除額外的銅.9: CMP:通過比去除低處圖形更快的速率去除高處圖形以獲得均勻 外表,是一種化學(xué)和機械作用結(jié)合的平坦化過程.它通過硅片和一個 跑光頭之間的相對運動來平坦化硅片外表, 在硅片和拋光頭之間有磨 料,并同時施加壓力.CMP設(shè)備也常稱為拋光機.在一臺拋光機中, 硅片放在一個硅片固定器或載片頭上,并面向轉(zhuǎn)盤上的拋光墊.硅片 和拋光墊之間的相對運動由設(shè)備制造商進行不同的限制. 大局部拋光 機都采用旋轉(zhuǎn)運動或軌道運動1. 答：最通常的半導(dǎo)體材料是硅.原因：1.

27、硅的豐裕度；2.更高的融化 溫度允許更高的工藝容限；3.更寬的工作溫度范圍；4.氧化硅的自然生 成.2. 答：砷化鎵具有比硅更高的電子遷移率,因此多數(shù)載流子也移動得比硅中的更快.砷化鎵也有減小寄生電容和信號損耗的特性.這些特性使得集成電路的速度比由硅制成的電路更快.GaAs器件增進的信號速度允許它們在通信系統(tǒng)中響應(yīng)高頻微波信號并精確地把它們轉(zhuǎn) 換成電信號.硅基半導(dǎo)體速度太慢以至于不能響應(yīng)微波頻率.砷化鎵的材料電阻率更大,這使得砷化鎵襯底上制造的半導(dǎo)體器件之間很容 易實現(xiàn)隔離,不會產(chǎn)生電學(xué)性能的損失.3答：去離子水:在半導(dǎo)體制造過程中廣泛使用的溶劑, 在它里面沒有 任何導(dǎo)電的離子.DI Wate

28、r的PH值為7,既不是酸也不是堿,是中 性的.它能夠溶解其他物質(zhì),包括許多離子化合物和供價化合物.當 水分子H20溶解離子化合物時,它們通過克服離子間離子鍵使離 子別離,然后包圍離子,最后擴散到液體中.4答：氧氣02、氬氣Ar、氮氣N2 、氫氣H2和氦氣He5. 答：凈化間是硅片制造設(shè)備與外部環(huán)境隔離, 免受諸如顆粒、金屬、 有機分子和靜電釋放ESD的玷污.一般來講,那意味著這些玷污 在最先進測試儀器的檢測水平范圍內(nèi)都檢測不到. 凈化間還意味著遵 循廣泛的規(guī)程和實踐,以保證用于半導(dǎo)體制造的硅片生產(chǎn)設(shè)施免受玷 污.6. 答：自然氧化層：如果曝露于室溫下的空氣或含溶解氧的去離子水中,硅片的外表將被

29、氧化.這一薄氧化層稱為自然氧化層.硅片上最 初的自然氧化層生長始于潮濕,當硅片外表暴露在空氣中時,一秒鐘 內(nèi)就有幾十層水分子吸附在硅片上并滲透到硅外表,這引起硅外表甚至在室溫下就發(fā)生氧化.自然氧化層引起的問題是：將阻礙其他工 藝步驟,如硅片上單晶薄膜的生長和超薄氧化層的生長.另一個問題在于金屬導(dǎo)體的接觸區(qū),如果有氧化層的存在,將增加接觸電阻,減少甚至可能阻止電流流過.對半導(dǎo)體性能和可靠性有很大的影響7. 答：硅片制造廠房中的七中沾污源：1空氣:凈化級別標定了凈化 間的空氣質(zhì)量級別,它是由凈化室空氣中的顆粒尺寸和密度表征的；2人:人是顆粒的產(chǎn)生者,人員持續(xù)不斷的進出凈化間,是凈化間 沾污的最大來

30、源；3廠房:為了是半導(dǎo)體制造在一個超潔凈的環(huán)境 中進行,有必要采用系統(tǒng)方法來限制凈化間區(qū)域的輸入和輸出；4水:需要大量高質(zhì)量、超純?nèi)ルx子水,城市用水含有大量的沾污以致 不能用于硅片生產(chǎn).去離子水是硅片生產(chǎn)中用得最多的化學(xué)品5工藝用化學(xué)品：為了保證成功的器件成品率和性能,半導(dǎo)體工藝所用 的液態(tài)化學(xué)品必須不含沾污；6工藝氣體：氣體流經(jīng)提純器和氣體 過濾器以去除雜質(zhì)和顆粒；7生產(chǎn)設(shè)備:用來制造半導(dǎo)體硅片的生 產(chǎn)設(shè)備是硅片生產(chǎn)中最大的顆粒來源.8答：凈化級別標定了凈化間的空氣質(zhì)量級別,它是由凈化室空氣中 的顆粒尺寸和密度表征的.這一數(shù)字描繪了要怎樣限制顆粒以減少顆 粒玷污.凈化級別起源于美國聯(lián)邦標準

31、2021.如果凈化間級別僅用顆 粒數(shù)來說明,例如1級凈化間,那么只接受1個0.5um的顆粒.這意味 著每立方英尺中尺寸等于或大于 0.5um的顆粒最多允許一個.9. 答：凈化間的舞廳式布局為大的制造間具有10000級的級別,層流 工作臺那么提供一個100級的生產(chǎn)環(huán)境.10. 答：用以制造去離子水的去離子化過程是指,用特制的離子交換樹脂去除電活性鹽類的離子.18M Q -cm電阻率級別下水被認為已經(jīng) 去離子化.11. 答：工業(yè)標準濕法清洗工藝稱為 RCA清洗工藝,由美國無線電公 司RCA 于20世紀60年代提出.RCA濕法清洗由一系列有序的 浸入兩種不同的化學(xué)溶液組成：1號標準清洗液SC-1和2

32、號標準 清洗液SC-2.SC-1的化學(xué)配料為NH4OH/H2O2/H2O這三種化學(xué) 物按1:1:5到1： 2： 7的配比混合,它是堿性溶液,能去除顆粒和有機物質(zhì),SC-1濕法清洗主要通過氧化顆?；螂妼W(xué)排斥起作用.SC-2 的組分是HCL/H2O2/H2O,按1:1: 6到1: 2: 8的配比混合,用于 去除硅片外表的金屬.改良后的 RCA清洗可在低溫下進行,甚至低 到45攝氏度12. 硅片清洗步驟：(1)H2SO4/H2O2(pira nha):有機物和金屬；(2)UPW 清洗(超純水)：清洗；(3)HF/H2O (稀HF):自然氧化層；(4)UPW 清洗:清洗；(5)NH4OH/H2O2/H

33、2O(SC-1):顆粒；(6)UPW 清洗:清洗； (7)HF/H2O:自然氧化層；(8)UPW 清洗:清洗；(9)HCL/H2O2/H2O(SC-2): 金屬；(10)UPW清洗:清洗；(11)HF/H2O:自然氧化層；(12)UPW清洗: 清洗；(13)枯燥:枯燥1.2半導(dǎo)體質(zhì)量測量定義了硅片制造的標準要求,以保證滿足器件的性 能和可靠性.集成電路制造中的12種不同的質(zhì)量測量：1膜厚2.方塊電阻3膜應(yīng)力4折射率5摻雜濃度6無圖形外表缺陷7.有圖形表 面缺陷8關(guān)鍵尺寸9臺階覆蓋10.套刻標記11電容-電壓特性12.接觸 的角度3.3. 硅片關(guān)鍵尺寸測量的主要工具是掃描電子顯微鏡( SEM),

34、它能放 大10萬到30萬倍,這明顯高于光學(xué)顯微鏡,用掃描電子顯微鏡觀測硅片的橫截面局部能提供缺陷的信息,常與其他分析技術(shù)結(jié)合使用,如 EDX 或 FIB.5.4. : TEM把加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上, 電子與樣品 中的電子碰撞而電子與樣品中的原子的碰撞而改變方向, 從而產(chǎn)生立 體角散射,散射角的大小與樣品的密度、厚度有關(guān),因此可以形成明暗不同的影像.TEM是惟一定量測量硅片上一些非常小特征尺寸的 測量工具5. 四種真空范圍：1低級真空:氣流主要是由分子間碰撞產(chǎn)生的也 稱滯留,壓強高得足以機械型壓力測量儀測量.2中級真空：范圍 是1托到10e-3托.3高級真空:氣體分子間很少有碰

35、撞.4超高 級真空:是高級真空的延伸,通過對真空腔的設(shè)計和材料的嚴格限制盡量減少不需要的氣體成分.6. 答：當真空里的壓強減低時,氣體分子間的空間加大了,這成為氣體流過系統(tǒng)及在工藝腔內(nèi)產(chǎn)生等離子體的重要因素.而初級泵可以去除腔內(nèi)99.99%的原始空氣或其他成分,高級真空泵用來獲得壓力范 圍10e-3托到10e-9托的高級和超高級真空.9.7. 答：IC生產(chǎn)過程中的5種不同電學(xué)測試：1IC設(shè)計驗證:描述、 調(diào)試和檢驗新的芯片設(shè)計,保證符合規(guī)格要求,是在生產(chǎn)前進行的.2在線參數(shù)測試：為了監(jiān)控工藝,在制作過程的早期前端進行 的產(chǎn)品工藝檢驗測試.在硅片制造過程中進行.3硅片揀選測試探精品文檔針：產(chǎn)品功

36、能測試,驗證每一個芯片是否符合產(chǎn)品規(guī)格.在硅片制 造后進行.4可靠性：集成電路加電并在高溫下測試,以發(fā)現(xiàn)早期 失效有時候,也在在線參數(shù)測試中進行硅片級的可靠性測試.在封裝的IC進行.5終測:使用產(chǎn)品規(guī)格進行的產(chǎn)品功能測試.在封 裝的IC進行.11.12答：五個進行在線參數(shù)測試的理由為：1鑒別工藝問題：硅片制 造過程中工藝問題的早期鑒定而不是等到已經(jīng)完成了硅片制造才發(fā) 現(xiàn)有問題進行測試.2通過/失效標準:依據(jù)通過/失效標準決定硅片 是否繼續(xù)后面的制造程序.3數(shù)據(jù)收集：為了改良工藝,收集硅片 數(shù)據(jù)以評估工藝傾向如溝道長度的改變.4特殊測試:在需要的 時候評估特殊性能參數(shù)如特殊客戶需求.5硅片級可靠性:需要 確定可靠性與工藝條件的聯(lián)系時,進行隨機的硅片級可靠性測試13.14.IC可靠性是指器件在其預(yù)期壽命內(nèi),在其使用環(huán)境中正常工作的 概率,換句話說就是集成電路能正常使用多長時間.老化測試在很苛刻的環(huán)境中如吧溫度提咼到 85 C,提咼偏置電壓給芯片加電并 測試,使不耐用的器件失效,從而防止它們被交給客戶,這種測試