集成電路工藝原理(考試題目與答案,廣工版)課件

1、1、將硅單晶棒制成硅片的過程包括哪些工藝？答：包括：切斷、滾磨、定晶向、切片、倒角、研磨、腐蝕、拋光、清洗、檢驗。2、切片可決定晶片的哪四個參數/答：切片決定了硅片的四個重要參數：晶向、厚度、斜度、翹度和平行度。3、硅單晶研磨清洗的重要性。答：硅片清洗的重要性：硅片表面層原子因垂直切片方向的化學鍵被破壞成為懸掛鍵，形成表面附近的自由力場，極易吸附各種雜質，如顆粒、有機雜質、無機雜質、金屬離子等，造成磨片后的硅片易發(fā)生變花發(fā)藍發(fā)黑等現(xiàn)象，導致低擊穿、管道擊穿、光刻產生針孔，金屬離子和原子易造成pn結軟擊穿，漏電流增加，嚴重影響器件性能與成品率45、什么是低K材料？答：低K材料：介電常數比SiO2

2、低的介質材料46、與Al 布線相比，Cu 布線有何優(yōu)點？答：銅作為互連材料，其抗電遷移性能比鋁好，電阻率低，可以減小引線的寬度和厚度，從而減小分布電容。4、硅片表面吸附雜質的存在狀態(tài)有哪些？清洗順序？答：被吸附雜質的存在狀態(tài)：分子型、離子型、原子型 清洗順序：去分子去離子去原子去離子水沖洗烘干、甩干5、硅片研磨及清洗后為什么要進行化學腐蝕，腐蝕的方法有哪些？答：工序目的：去除表面因加工應力而形成的損傷層及污染腐蝕方式：噴淋及浸泡6、CMP（CMP-chemical mechanical polishing）包括哪些過程？答：包括：邊緣拋光：分散應力，減少微裂紋，降低位錯排與滑移線，降低因碰撞而

3、產生碎片的機會。表面拋光：粗拋光，細拋光，精拋光7、SiO2按結構特點分為哪些類型？熱氧化生長的SiO2屬于哪一類？答：二氧化硅按結構特點可將其分為結晶形跟非結晶形，熱氧化生長的SiO2為非結晶態(tài)。8、何謂摻雜？答：在一種材料(基質)中，摻入少量其他元素或化合物，以使材料(基質)產生特定的電學、磁學和光學性能，從而具有實際應用價值或特定用途的過程稱為摻雜。9、何謂橋鍵氧，非橋鍵氧？它們對SiO2密度有何影響？答：連接兩個SiO四面體的氧原子稱橋聯(lián)氧原子，只與一個四面體連接的氧原子稱非橋聯(lián)氧原子。橋聯(lián)的氧原子數目越多，網絡結合越緊密，反之則越疏松10、氧化硅的主要作用有哪些？答：1、作為掩膜，2

4、、作為芯片的鈣化和保護膜，3、作為電隔離膜，4、作為元器件的組成部分。11、SiO2中雜質有哪些類型？答：替代式雜質、 間隙式雜質12、熱氧化工藝有哪些？ 答：有干氧氧化、 濕氧氧化、 水汽氧化13、影響氧化速率的因素有？ 答：溫度、氣體分壓、硅晶向、摻雜 16、 熱氧化常見的缺陷有？答：表面缺陷、 結構缺陷 、氧化層中的電荷17、氧化膜厚度的測定方法？答：雙光干涉法、 比色法18、熱擴散機制有哪些？ 答：替位式擴散、填隙式擴散、填隙替位式擴散19、擴散源有哪些存在形態(tài)？答：擴散源有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種有存在形式。20、與擴散源相比，離子注入有哪些優(yōu)點？答：1.可在較低的溫度下,將各種雜質摻入

5、到不同的半導體中; 2.能夠精確控制晶圓片內雜質的濃度分布和注入的深度; 3.可實現(xiàn)大面積均勻性摻雜,而且重復性好; 4.摻入雜質純度高; 5.由于注入粒子的直射性,雜質的橫向擴散小; 6.可得到理想的雜質分布;7.工藝條件容易控制.21、什么是溝道效應？如何降低溝道效應？答：對晶體靶進行離子注入時，當離子注入的方向與靶晶體的某個晶向平行時，其運動軌跡將不再是無規(guī)則的，而是將沿溝道運動并且很少受到原子核的碰撞，因此來自靶原子的阻止作用要小得多，而且溝道中的電子密度很低，受到的電子阻止也很小，這些離子的能量損失率就很低。在其他條件相同的情況下，很難控制注入離子的濃度分布，注入深度大于在無定形靶中

6、的深度并使注入離子的分布產生一個很長的拖尾，注入縱向分布峰值與高斯分布不同，這種現(xiàn)象稱為離子注入的溝道效應。減少溝道效應的措施：（1）對大的離子，沿溝道軸向(110)偏離710o；（2）用Si，Ge，F(xiàn)，Ar等離子注入使表面預非晶化，形成非晶層（3）增加注入劑量；（4）表面用SiO2層掩膜。22、什么是離子注入損傷？有哪些損傷類型？答：離子注入損傷，是指獲得很大動能的離子直接進入半導體中造成的一些晶格缺陷。損傷類型：空位、間隙原子、間隙雜質原子、替位雜質原子等缺陷和襯底晶體結構損傷。23、離子注入后為何退火？其作用是什么？答：因為大部分注入的離子并不是以替位形式處在晶格點陣位置上，而是處于間隙

7、位置，無電活性，一般不能提供導電性能，所以離子注入后要退火。其作用是激活注入的離子，恢復遷移率及其他材料參數。24、離子注入主要部件有哪些？答：有離子源、磁分析器、加速器、掃描器、偏束板和靶室。25、離子注入工藝需要控制的工藝參數及設備參數有哪些？答：工藝參數：雜質種類、雜質注入濃度、雜質注入深度設備參數：弧光反應室的工作電壓與電流、熱燈絲電流、離子分離裝置的分離電壓及電流、質量分析器的磁場強度、加速器的加速電壓、掃描方式及次數26、何為分辨率、對比度、IC制造對光刻技術有何要求？答：分辨率：是指一個光學系統(tǒng)精確區(qū)分目標的能力 對比度：是評價成像圖形質量的重要指標要求：分辨率越來越高、焦深越來

8、越大、對比度越來越高、特征線寬越來越小、套刻精度越來越高27、光刻工藝包括哪些工藝？答：底膜處理、涂膠、前烘、曝光、顯影、堅膜、刻蝕、去膠、檢驗28、影響顯影的主要因素？答：曝光時間、前烘的溫度和時間、光刻膠的膜厚、顯影液的濃度、顯影液的溫度、顯影液的攪動情況29、顯影為何要進行檢查？檢查內容有哪些？答：區(qū)分哪些有很低可能性通過最終掩膜檢驗的襯底，提供工藝性能和工藝控制數據，以及分揀出需要重做的襯底檢查內容：掩膜版選用是否正確、光刻膠層得質量是否滿足要求、圖形的質量、套刻精度是否滿足要求30、什么是正光刻膠，負光刻膠？其組成是？答：正光刻膠：膠的曝光區(qū)在顯影中除去，當前常用正膠為DQN，組成為

9、光敏劑 重氮醌(DQ)，堿溶性的酚醛樹脂(N)，和溶劑二甲苯等。負光刻膠：膠的曝光區(qū)在顯影中保留，未曝光區(qū)在顯影中除去，負膠多由長鏈高分子有機物組成36、什么是濕法刻蝕，干法刻蝕？各有什么優(yōu)缺點？答：濕法刻蝕：晶片放在腐蝕液中，通過化學反應去除窗口薄膜，得到晶片表面的薄膜圖形。優(yōu)缺點：濕法腐蝕工藝簡單，無需復雜設備。保真度差，腐蝕為各向同性，A=0，圖形分辨 率低。選擇比高、均勻性好、清潔性較差干法刻蝕：刻蝕氣體在反應器中等離子化，與被刻蝕材料反應（或濺射），生成物是氣態(tài)物質，從反應器中被抽出。優(yōu)缺點：保真度好，圖形分辨率高；濕法腐蝕難的薄膜如氮化硅等可以進行干法刻蝕、清潔性好，氣態(tài)生成物被抽

10、出；無濕法腐蝕的大量酸堿廢液設備復雜；選擇比不如濕法37、實際生產中為何使用二步擴散？濃度分布有何特點？答：兩步工藝分為預淀積（預擴散）、再分布（主擴散）兩步。預淀積是惰性氣氛下的恒定源擴散，目的是在擴散窗口硅表層擴入總量Q一定的雜質。再分布是氧氣氛或惰性氣氛下的有限源擴散，將窗口雜質再進一步向片內擴散，目的是使雜質在硅中具有一定的表面濃度Cs、分布C（x）、且達到一定的結深xj。預淀積服從余誤差分布，再分布服從高斯函數分布。41、Al膜制備方法有？答：電阻加熱蒸發(fā)法、電子束蒸發(fā)法、濺射法42、金屬在IC中的作用有？答：1、MOSFET柵電極材料，2、互連材料將同一芯片內的各個獨立的元器件連接成為具有一定功能的電路模塊，3、接觸材料直接與半導體材料接觸的材料，以及提供與外部相連的連接點43、Al/Si 接觸中的尖楔現(xiàn)象？答：Al/Si接觸時，Si在Al膜的晶粒間界中快速擴散而離開接觸孔的同時，Al就向接觸孔內運動，填充因Si離開而留下的空間。在某些接觸點處Al就象尖釘一樣揳進到Si襯底中去，使pn結失效。這就是“尖楔”現(xiàn)