集成电路工艺考试题
集成电路工艺原理(考试题目与答案_广工版)

1、将硅单晶棒制成硅片的过程包括哪些工艺?答:包括:切断、滚磨、定晶向、切片、倒角、研磨、腐蚀、抛光、清洗、检验。
2、切片可决定晶片的哪四个参数/答:切片决定了硅片的四个重要参数:晶向、厚度、斜度、翘度和平行度。
3、硅单晶研磨清洗的重要性。
答:硅片清洗的重要性:硅片表面层原子因垂直切片方向的化学键被破坏成为悬挂键,形成表面附近的自由力场,极易吸附各种杂质,如颗粒、有机杂质、无机杂质、金属离子等,造成磨片后的硅片易发生变花发蓝发黑等现象,导致低击穿、管道击穿、光刻产生针孔,金属离子和原子易造成pn结软击穿,漏电流增加,严重影响器件性能与成品率45、什么是低K材料?答:低K材料:介电常数比SiO2低的介质材料46、与Al 布线相比,Cu 布线有何优点?答:铜作为互连材料,其抗电迁移性能比铝好,电阻率低,可以减小引线的宽度和厚度,从而减小分布电容。
4、硅片表面吸附杂质的存在状态有哪些?清洗顺序?答:被吸附杂质的存在状态:分子型、离子型、原子型清洗顺序:去分子-去离子-去原子-去离子水冲洗-烘干、甩干5、硅片研磨及清洗后为什么要进行化学腐蚀,腐蚀的方法有哪些?答:工序目的:去除表面因加工应力而形成的损伤层及污染腐蚀方式:喷淋及浸泡6、CMP(CMP-chemical mechanical polishing)包括哪些过程?答:包括:边缘抛光:分散应力,减少微裂纹,降低位错排与滑移线,降低因碰撞而产生碎片的机会。
表面抛光:粗抛光,细抛光,精抛光7、SiO2按结构特点分为哪些类型?热氧化生长的SiO2属于哪一类?答:二氧化硅按结构特点可将其分为结晶形跟非结晶形,热氧化生长的SiO2为非结晶态。
8、何谓掺杂?答:在一种材料(基质)中,掺入少量其他元素或化合物,以使材料(基质)产生特定的电学、磁学和光学性能,从而具有实际应用价值或特定用途的过程称为掺杂。
9、何谓桥键氧,非桥键氧?它们对SiO2密度有何影响?答:连接两个Si—O四面体的氧原子称桥联氧原子,只与一个四面体连接的氧原子称非桥联氧原子。
(完整版)集成电路工艺原理期末试题

电子科技大学成都学院二零一零至二零一一学年第二学期集成电路工艺原理课程考试题A卷(120分钟)一张A4纸开卷教师:邓小川一二三四五六七八九十总分评卷教师1、名词解释:(7分)答:Moore law:芯片上所集成的晶体管的数目,每隔18个月翻一番。
特征尺寸:集成电路中半导体器件能够加工的最小尺寸。
Fabless:IC 设计公司,只设计不生产。
SOI:绝缘体上硅。
RTA:快速热退火。
微电子:微型电子电路。
IDM:集成器件制造商。
Chipless:既不生产也不设计芯片,设计IP内核,授权给半导体公司使用。
LOCOS:局部氧化工艺。
STI:浅槽隔离工艺。
2、现在国际上批量生产IC所用的最小线宽大致是多少,是何家企业生产?请举出三个以上在这种工艺中所采用的新技术(与亚微米工艺相比)?(7分) 答:国际上批量生产IC所用的最小线宽是Intel公司的32nm。
在这种工艺中所采用的新技术有:铜互联;Low-K材料;金属栅;High-K材料;应变硅技术。
3、集成电路制造工艺中,主要有哪两种隔离工艺?目前的主流深亚微米隔离工艺是哪种器件隔离工艺,为什么?(7分)答:集成电路制造工艺中,主要有局部氧化工艺-LOCOS;浅槽隔离技术-STI两种隔离工艺。
主流深亚微米隔离工艺是:STI。
STI与LOCOS工艺相比,具有以下优点:更有效的器件隔离;显著减小器件表面积;超强的闩锁保护能力;对沟道无侵蚀;与CMP兼容。
4、在集成电路制造工艺中,轻掺杂漏(LDD)注入工艺是如何减少结和沟道区间的电场,从而防止热载流子的产生?(7分)答:如果没有LDD形成,在晶体管正常工作时会在结和沟道区之间形成高电场,电子在从源区向漏区移动的过程中,将受此电场加速成高能电子,它碰撞产生电子空穴对,热电子从电场获得能量,造成电性能上的问题,如被栅氧化层陷阱俘获,影响器件阈值电压控制。
LDD注入在沟道边缘的界面区域产生复杂的横向和纵向杂质剖面。
LDD降低的杂质浓度减小了结和沟道区间的电场,把结中的最大电场位置与沟道中的最大电流路径分离,从而防止热载流子产生。
(完整版)集成电路工艺原理期末试题

Ti/TiN;Al/AlCu;TiN。
:接触层金属和阻挡层金属。
:导电层;
:阻挡层金属和抗反射涂层。
、 离子注入后为什么要退火,高温退火和快速热处理哪个更优越,为什么?
分)
离子注入会将原子撞击出晶格结构而损伤硅片晶格。如果注入的剂量很
这些间隙杂质只有经过高温退火过程才能被激活。退火能够加
∴ t2
+0.5tox=0.2×(2 +0.25);即 tox= 0.4659μm
2 h内湿氧水汽氧化所生成的SiO
厚度为0.4659μm。
总的硅片氧化生成的二氧化硅厚度t
= 0.0855 +0.4659 =0.5514μm
∴ 消耗的硅层厚度为t
=0.5514×0.45=0.2481μm
(a) ∵ t2
+ Atox=B(t + τ),又∵初始氧化层厚度为0;
∴ τ
= ( t2ox + Atox ) / B = 0 h
∵ t2
+Atox=B(t1 +τ1),又∵ t1=0.5 h;
∴ t2
+0.09tox=0.03×(0.5 +0);即 tox= 0.0855 μm
1.44的水溶液,光刻机使用的光源为波长193nm的准分子激光器,k
0.6,试求此镜头的数值孔径NA、焦深和光刻机的分辨率。(10分)
(1) 数值孔径: NA = (n)sinθ
≈(n)透镜半径/透镜的焦长≈6/10≈0.6
焦深: DOF = λ/2(NA)2 = 193/2*(0.6)2 =268 nm
20分)
、硅片热氧化生长遵从如下公式:t2
+Atox=B(t + τ),其中tox为硅片经过t时
《半导体集成电路》考试题目及参考标准答案

《半导体集成电路》考试题⽬及参考标准答案第⼀部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路?2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英⽂缩写?3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪⼏类?4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪⼏类?5.什么是特征尺⼨?它对集成电路⼯艺有何影响?6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律?第1章集成电路的基本制造⼯艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作⽤?2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。
3.简单叙述⼀下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤?4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤?5.以p阱CMOS⼯艺为基础的BiCMOS的有哪些不⾜?6.以N阱CMOS⼯艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进⽅法。
7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。
8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输⼊输出端⼦。
第2章集成电路中的晶体管及其寄⽣效应1.简述集成双极晶体管的有源寄⽣效应在其各⼯作区能否忽略?。
2.什么是集成双极晶体管的⽆源寄⽣效应?3. 什么是MOS晶体管的有源寄⽣效应?4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的⽅法?6.如何解决MOS器件的场区寄⽣MOSFET效应?7. 如何解决MOS器件中的寄⽣双极晶体管效应?第3章集成电路中的⽆源元件1.双极性集成电路中最常⽤的电阻器和MOS集成电路中常⽤的电阻都有哪些?2.集成电路中常⽤的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的⼯艺中要⽤铜布线取代铝布线。
5. 运⽤基区扩散电阻,设计⼀个⽅块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输⼊短路电流输⼊漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL 与⾮门(稳态时)各管的⼯作状态?3. 在四管标准与⾮门中,那个管⼦会对瞬态特性影响最⼤,并分析原因以及带来那些困难。
集成电路的微机电系统(MEMS)技术考核试卷

8. MEMS封装的主要目的是为了提供_______保护、电气连接和防止污染。()
9.目前MEMS技术的主要应用领域包括消费电子、_______、医疗和汽车等。()
10.随着技术的不断发展,MEMS技术的未来发展趋势将更加注重_______、_______和_______。()
A.空气bag传感器
B.发动机控制系统
C.轮胎压力监测系统
D. GPS导航系统
19.以下哪种材料最适合用于MEMS的润滑?()
A.石蜡
B.氟化物
C.硅油
D.水
20.关于MEMS技术的未来发展趋势,以下哪个描述是不正确的?()
A.更高的集成度
B.更低的成本
C.更小的尺寸
D.更少的应用领域
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
5. A, B, C, D
6. A, B, D
7. A, B, C, D
8. A, B, C, D
9. A, B, C, D
10. A, B, C, D
11. A, B, C
12. A, B, C
13. A, B, C, D
14. A, B, D
15. B, D
16. A, B, C
17. A, B, C
10.低成本、低功耗、多功能(Low cost, Low power consumption, Multi-function)
四、判断题
1. ×
2. ×
3. √
4. √
5. √
6. √
《半导体集成电路》考试题目及参考答案

第一部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路?2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英文缩写?3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪几类?4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪几类?5.什么是特征尺寸?它对集成电路工艺有何影响?6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律?第1章集成电路的基本制造工艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用?2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。
3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤?4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤?5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足?6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进方法。
7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。
8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输入输出端子。
第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略?。
2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应?3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应?4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的方法?6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应?7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应?第3章集成电路中的无源元件1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些?2.集成电路中常用的电容有哪些。
3. 为什么基区薄层电阻需要修正。
4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。
5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。
第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性开门/关门电平逻辑摆幅过渡区宽度输入短路电流输入漏电流静态功耗瞬态延迟时间瞬态存储时间瞬态上升时间瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL与非门(稳态时)各管的工作状态?3. 在四管标准与非门中,那个管子会对瞬态特性影响最大,并分析原因以及带来那些困难。
1+X集成电路理论测试题及参考答案

1+X集成电路理论测试题及参考答案1、平移式设备芯片检测工艺流程中,上料之后的环节是( )。
A、测试B、分选C、真空包装D、外观检查答案:A平移式分选机设备芯片检测工艺的操作步骤一般为:上料→测试→分选→外观检查→真空包装。
2、转塔式分选机常见故障不包括()。
A、料轨堵塞B、测试卡与测试机调用的测试程序错误C、IC定位错误D、真空吸嘴无芯片答案:C3、利用高能粒子撞击具有高纯度靶材料表面,撞击出的原子最后淀积在硅片上的物理过程是()。
A、电阻加热蒸发B、电子束蒸发C、溅射D、电镀答案:C溅射是在高真空下,利用高能粒子撞击具有高纯度靶材料表面,撞击出的原子最后淀积在硅片上的物理过程。
4、芯片检测工作流程()。
A、确定产品等级、方案编程调试、研读Spe确定测试机、确定机械手、设计测试DUT、批量验证B、确定产品等级、研读Spe确定机械手、设计测试DUT、确定测试机、方案编程调试、批量验证C、确定产品等级、研读Spe确定测试机、确定机械手、设计测试DUT、方案编程调试、批量验证D、确定产品等级、研读Spe确定机械手、确定测试机、设计测试DUT、方案编程调试、批量验证答案:C5、低压化学气相淀积的英文缩写是()。
A、APCVDB、PECVDC、LPCVDD、HDPCVD答案:CAPCVD是常压化学气相淀积;PECVD是等离子体增强型化学气相淀积;LPCVD是低压化学气相淀积;HDPCVD是高密度等离子体化学气相淀积。
6、电子组装业中最通用最广泛的文件格式是()。
A、GerberB、PCBC、ICTD、BOM答案:A7、芯片完成编带并进行清料后,会将完成编带的芯片放在( )上。
A、已检查品货架B、待检查品货架C、待外检货架D、合格品货架答案:B芯片完成编带并进行清料后,将将编带盘、随件单放入对应的中转箱中,并将中转箱放在待检查品货架上等待外观检查。
8、CMP是实现()的一种技术。
A、平滑处理B、部分平坦化C、局部平坦化D、全局平坦化答案:D化学机械抛光(CMP)是通过比去除低处图形快的速度去除高处图形来获得均匀表面,利用化学腐蚀和机械研磨加工硅片和其他衬底材料的凸出部分,实现全局平坦化的一种技术。
《半导体集成电路》考试题目及参考答案

第一部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路?2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英文缩写?3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪几类?4.5.6.1.2.3.4.5.6.7.8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输入输出端子。
第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略?。
2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应?3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应?4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的方法?6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应?7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应?第3章集成电路中的无源元件1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些?2.集成电路中常用的电容有哪些。
3.4.5.1.流2. 分析四管标准TTL与非门(稳态时)各管的工作状态?3. 在四管标准与非门中,那个管子会对瞬态特性影响最大,并分析原因以及带来那些困难。
4. 两管与非门有哪些缺点,四管及五管与非门的结构相对于两管与非门在那些地方做了改善,并分析改善部分是如何工作的。
四管和五管与非门对静态和动态有那些方面的改进。
5. 相对于五管与非门六管与非门的结构在那些部分作了改善,分析改进部分是如何工作的。
6. 画出四管和六管单元与非门传输特性曲线。
并说明为什么有源泄放回路改善了传输特性的矩形性。
7. 四管与非门中,如果高电平过低,低电平过高,分析其原因,如与改善方法,请说出你的想法。
8.1. 2. 4. 5. 6.7.请画出晶体管的D DS I V 特性曲线,指出饱和区和非饱和区的工作条件及各自的电流方程(忽略沟道长度调制效应和短沟道效应)。
8.给出E/R 反相器的电路结构,分析其工作原理及传输特性,并计算VTC 曲线上的临界电压值。
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一、名词解释(1)化学气相沉积:化学气体或蒸气和晶圆表面的固体产生反应,在表面上以薄膜形式产生固态的副产品,其它的副产品是挥发性的会从表面离开。
( 2)物理气相沉积:“物理气相沉积” 通常指满意下面三个步骤的一类薄膜生长技术:a.所生长的材料以物理的方式由固体转化为气体 ;b.生长材料的蒸汽经过一个低压区域到达衬底 ;c.蒸汽在衬底表面上凝聚,形成薄膜(3)溅射镀膜:溅射镀膜是利用电场对辉光放电过程中产生出来的带电离子进行加速,使其获得一定的动能后,轰击靶电极,将靶电极的原子溅射出来,沉积到衬底形成薄膜的方法。
(衬(4) 蒸发镀膜:加热蒸发源,使原子或分子从蒸发源表面逸出,形成蒸汽流并入射到硅片底)表面,凝结形成固态薄膜。
(5)替位式扩散:占据晶格位置的外来原子称为替位杂质。
只有当替位杂质的近邻晶格上出现空位,替位杂质才能比较轻易地运动到近邻空位上(6)间隙式扩散:间隙式扩散指间隙式杂质从一个间隙位置运动到相邻的间隙位置。
(7)有限表面源扩散:扩散开始时,表面放入一定量的杂质源,而在以后的扩散过程中不再有杂质加入,此种扩散称为有限源扩散。
(8)恒定表面源扩散:在整个扩散过程中,杂质不断进入硅中,而表面杂质浓度始终保持不变。
(9)横向扩散:由于光刻胶无法承受高温过程,扩散的掩膜都是二氧化硅或氮化硅。
当原子扩散进入硅片,它们向各个方向运动:向硅的内部,横向和重新离开硅片。
假如杂质原子沿硅片表面方向迁移,就发生了横向扩散。
(10)保形覆盖:保形覆盖是指无论衬底表面有什么样的倾斜图形在所有图形的上面都能沉积有相同厚度的薄膜。
二、简述题1、简述两步扩散的含义与目的。
答:为了同时满足对表面浓度、杂质总量以及结深等的要求,实际生产中常采用两步扩散工艺:第一步称为预扩散或预淀积,在较低的温度下,采用恒定表面源扩散方式在硅片表面扩散一层杂质原子,其分布为余误差涵数,目的在于控制扩散杂质总量;第二步称为主扩散或再分布,将表面已沉积杂质的硅片在较高温度下扩散,以控制扩散深度和表面浓度,主扩散的同时也往往进行氧化。
2、扩散掺杂与离子注入掺杂所形成的杂质浓度分布各自的特点是什么?与扩散掺杂相比离子注入掺杂的优势与缺点各是什么?答:扩散杂质所形成的浓度分布:杂质掺杂主要是由高温的扩散方式来完成,杂质原子通过气相源或掺杂过的氧化物扩散或淀积到硅晶片的表面,这些杂质浓度将从表面到体内单调下降,而杂质分布主要是由温度与扩散时间来决定。
离子注入杂质所形成的浓度分布:掺杂离子以离子束的形式注入半导体内,杂质浓度在半导体内有个峰值分布,杂质分布主要由离子质量和注入能量决定。
(1).离子注入掺杂的优势:相对于扩散工艺,离子注入的主要好处在于能更正确地控制掺杂原子数目、掺杂深度、横向扩散效应小和较低的工艺温度,较低的温度适合对化合物半导体进行掺杂,因为高温下化合物的组分可能发生变化,另外,较低的温度也使得二氧化硅、氮化硅、铝、光刻胶、多晶硅等都可以用作选择掺杂的掩蔽膜,热扩散方法的掩膜必须是耐高温材料。
(2)离子注入掺杂的缺点 :主要副作用是离子碰撞引起的半导体晶格断裂或损伤。
因此,后续的退化处理用来去除这些损伤。
3、简述离子注入工艺中退火的主要作用。
答:由于离子注入所造成的损伤区及畸形团,增加了散射中心及陷阱能级,使迁移率和寿命等半导体参数下降。
此外,大部分的离子在被注入时并不位于替位位置,未退火之前的注入区域将呈显高阻区。
为(1)激活被注入的离子(使其变成替位杂质);(2)恢复有序的晶格结构(如果是无定形结构,就谈不上替位杂质与间隙杂质) ,其目的是恢复迁移率(减少散射中心)和恢复寿命(减少缺陷能级,减少陷阱),必须在适当的时间与温度下将半导体退火。
4、简述沟道效应的含义及其对离子注入可能造成的影响如何避免?答:对晶体进行离子注入时,当离子注入的方向与与晶体的某个晶向平行时,一些离子将沿沟道运动,受到的核阻止作用很小,而且沟道中的电子密度很低。
受到的电子阻止也很小,这些离子的能量损损失率很低,注入深度就会大于无定形衬底中深度,这种现象称为沟道效应。
沟道效应的存在,使得离子注入的浓度很难精确控制,因为它会使离子注入的分布产生一个很厂的拖尾,偏离预计的高斯分布规律。
沟道效应降低的技巧:( 1)、覆盖一层非晶体的表面层、将硅晶片转向或在硅晶片表面制造一个损伤的表层。
( 2)、将硅晶片偏离主平面5-10 度,也能有防止离子进入沟道的效果。
( 3)、先注入大量硅或锗原子以破坏硅晶片表面,可在硅晶片表面产生一个随机层。
5、 SiO2 膜在 IC 器件中的有哪些应用?答:( 1)、用作选择扩散的掩膜;(2)、用作器件表面保护及钝化;(3)、用作器件中的绝缘介质(隔离、绝缘栅、多层布线绝缘、电容介质);(4)离子注入中用作掩蔽层及缓冲介质层等。
CVD 二氧化硅应用:钝化层;浅沟槽绝缘(STI) ;侧壁空间层;金属沉积前的介电质层(PMD) ;金属层间介电质层(IMD)6、简述干氧氧化与湿氧氧化各自的特点,通常用哪种工艺制备较厚的二氧化硅层?答:干氧氧化:(优)结构致密,表面平整光亮;对杂质掩蔽能力强;钝化效果好;生长均匀性、重复性好;表面对光刻胶的粘附好,(缺)生长速率非常慢。
湿氧氧化:(优)生长速率介于干O2 与水汽氧化之间;可由水温、炉温调节生长速率,工艺灵活性大;对杂质的掩蔽能力、钝化效果能满足工艺要求,(缺)表面存在羟基使其对光刻胶的粘附不好。
通常用湿氧氧化工艺制备较厚的二氧化硅层。
在实际生产中,对于制备较厚的二氧化硅层来说往往采用干氧-湿氧 -干氧相结合的氧化方式,既保证了二氧化硅层表面和Si-SiO2界面的质量 ,有解决了生长效率的问题。
7、采用热氧化法制备二氧化硅层最容易引入哪种污染物,它会对MOS 管造成何种影响,如何减少这种污染?答:最容易引入的污染物是Na+。
Na+ 离子很容易进入 SiO2 中 ,它不仅扩散系数大,而且迁移率大 ,最主要的影响是引起MOS 晶体管的阈值电压不稳定, 因此 ,Na+离子含量成为SiO2 质量好坏的重要标志,如何钝化可动Na 离子就成为一个重要课题.进入 SiO2 的 Na 离子数量依赖于氧化过程中的清洁度,为了降低 Na 离子的污染 ,可以采取一些预防措施 , 包括 :(1) 使用含氯的氧化工艺,(2) 用氯周期性地清洗管道炉管和相关的容器 (3) 采用超纯净的化学试剂,保证气体及气体传输过程的清洁.8、与普通溅射法相比,磁控溅射的特点是什么?答:普通溅射法有两个缺点:一是溅射方法淀积薄膜的速率低;二是所需的工作气压较高,这两者综合效果是气体分子对薄膜产生的污染的可能性提高。
磁控溅射:使电子的路径不再是直线,而是螺旋线,增加了与气体原子发生碰撞的几率,在同样的电压和气压下可以提高电离的效率,提高了沉积速率.该方法淀积速率可比其他溅射方法高出一个数量级,薄膜质量好。
这是磁场有效地提高了电子与气体分子的碰撞几率,因而工作气压可以明显下降,较低的气压条件下溅射原子被散射的几率减小。
这一方面降低了薄膜污染的倾向,另一方面也将提高入射到衬底表面原子的能量,因而可以很到程度上改善薄膜质量。
9、说明 APCVDLPCVDPECVD各自的含义及特点。
含义: APCVD ——常压化学气相沉积法;LPCVD ——低压化学气相沉积法;PECVD ——等离子体增强型化学气相沉积法。
特点: APCVD制程发生在大气压力常压下,适合在开放环境下进行自动化连续生产。
APCVD易于发气相反应,沉积速率较快,可超过1000A/min ,适合沉积厚介质层。
但由于反应速度较快, 两种反应气体在还未到达硅片表面就已经发生化学反应而产生生成物颗粒,这些生成物颗粒落在硅片表面, 影响硅片表面的薄膜生长过程, 比较容易形成粗粗糙的多孔薄膜 , 使得薄膜的形貌变差.低气压 (133.3Pa)下的 CVD较长的平均自由路径可减少气相成核几率,减少颗粒 ,不需气体隔离 ,成膜均匀性好;晶圆垂直装载和提高生产力;但是反应速率较低,需要较高的衬底温度。
APCVD通常使用稀释的硅烷(在氮中占3%) 和 LPCVD使用纯硅烷。
PECVD 低温下有高的沉积速率;射频在沉积气体中感应等离子体场;表面所吸附的原子不断受到离子与电子的轰击容易迁移使成膜均匀性好台阶覆盖性好;射频控制沉积薄膜的应力;反应室可用等离子体清洗。
10、 CVD 工艺中主要有哪两种硅源?各自的性质与特点是什么?CVD 工艺中主要有硅烷、四乙氧基硅烷(TEOS) 。
硅烷:硅烷分子完全对称的四周体;不会形成化学吸附或物理吸附;硅烷高温分解或等离子体分解的分子碎片SiH3 SiH2 or SiH很容易与基片表面形成化学键,黏附系数大;表面迁移率低,通常会产生悬突和很差的阶梯覆盖。
四乙氧基硅烷(TEOS) :四乙氧基硅烷(Si(OC2H5)4),也称正硅酸四乙酯,室温下为液态,化学性能不活泼,很安全。
大型有机分子,TEOS分子不是完整对称的,可以与表面形成氢键并物理吸附在基片表面,表面迁移率高,好的阶梯覆盖、保形性与间隙填充,广泛使用在氧化物的沉积上。
主要特点:硅烷成本低,沉积速率快好;因为TEOS比硅烷热分解产物的黏附系数小一个数量级 , 所以 TEOS在表面的迁移能力与再发射能力都很强, 台阶覆盖性较好.11、 IC 工艺中常用的间隙填充方法有哪些?简述各种方法的原理间隙填充方法:1)沉积 /蚀刻 /沉积,硅烷和臭氧-四乙氧基硅烷氧化物薄膜2)保形性沉积, O3-四乙氧基硅烷和钨CVD3)高密度等离子体CVD原理:1)沉积 /蚀刻 /沉积:先沉积一层 SiO2 膜,然后在沉积的间隙处进行蚀刻成一个“V”字形,最后在进行间隙填充。
2)保形性沉积:利用保形覆盖的方法在表面沉积相同厚度的薄膜。
3)高密度等离子体CVD :利用重度的离子轰击通常保持间隙开口为倾斜的,而且沉积是由下而上沉积,沉积与蚀刻同时发生。
12、多层互联线间的绝缘层通常是哪种介质选择这种介质的依据是什么?能否用热氧化法或高温 CVD 工艺制备此介质?为什么 ?答:多层互联线间的绝缘层通常使用的介质材料包括:以硅烷为源的CVD SiO2 用 TEOS通过 PECVD 得到的 SiO2 PECVD 得到的氮化硅,SOG HDP-CVD SiO2低k介质。
选择上述介质的依据是由于上述介质满足如下特点:(1) 低介电常数 ;(2) 高击穿电压 ;(3) 低泄露电流,体电阻率大于;(4)低表面电导,表面电阻率大于;(5)不会吸湿;(6)低的薄膜导致的应力;(7)与铝膜的附着性要好,对附着性差的金属,在金属层与介质层之间需要使用衬垫层;(8) 与上下介质层的附着性要好;(9) 温度承受能力在 500 摄氏度以上; (10)易刻蚀(湿法或干法刻蚀);(11)答应氢气氛围下加工没有电荷或偶极矩的聚集区; (12)没有金属离子; (13)好的台阶覆盖且不形成凹角; (14) 好的厚度均匀性; (15)对掺杂的氧化层,好的掺杂均匀性;( 16)低缺陷密度; (17)无挥发性残余物存在。