“半导体制造技术”题库

1. 分别简述 RVD 和 GILD 的原理，它们的优缺点及应用方向。 2. 集成电路制造中有哪几种常见的扩散工艺？各有什么优缺点？ 3. 杂质原子的扩散方式有哪几种？它们各自发生的条件是什么？从原子扩散的角度举例说 明氧化增强扩散和氧化阻滞扩散的机理。 4. 写出菲克第一定律和第二定律的表达式，并解释其含义。 5. 以 P2O5 为例，多晶硅中杂质扩散的方式及分布情况。 6. 分别写出恒定表面源扩散和有限表面源扩散的边界条件、初始条件、扩散杂质的分布函 数，简述这两种扩散的特点。 7. 什么是两步扩散工艺，其两步扩散的目的分别是什么？ 8. 假设进行一次受固溶度限制的预淀积扩散，从掺杂玻璃源引入的杂质总剂量为 Q cm-2。 （1）如果这次预淀积进行了总共 t 分钟，若预淀积温度不变，引入 3Q cm-2 的杂质需要多长 时间？ （2）预淀积后再进行推进扩散，要求推进的杂质足够深，使得最后表面杂质浓度等于其固 溶度 Cs 的 1%。若已知预淀积过程中的(Dt)predop，推导出推进扩散过程中(Dt)drive-in 的表达式。 9. 简述几种常用的氧化方法及其特点。 10. 说明 SiO2 的结构和性质，并简述结晶型 SiO2 和无定形 SiO2 的区别。 11. 以 P2O5 为例说明 SiO2 的掩蔽过程。 12. 简述杂质在 SiO2 的存在形式及如何调节 SiO2 的物理性质。 13. 简述常规热氧化办法制备 SiO2 介质薄膜的动力学过程， 并说明在什么情况下氧化过程由 反应控制或扩散控制。 14. 说明影响氧化速率的因素。 15. 简述在热氧化过程中杂质再分布的四种可能情况。 16. 一片硅片由 0.3um 厚的 SiO2 薄膜覆盖。 （1）在 1200℃下，采用 H2O 氧化，使厚度增加 0.5um 需要多少时间？。 （2）在 1200℃下，采用干氧氧化，增加同样的厚度需要多少时间？ 所需数据见下表，玻尔兹曼常数 k=1.38×10-23。 氧化工艺 干氧 B
30.对于某种薄膜的 D 过程，淀积温度为 900℃，质量传输系数 hG=10cm s-1，表面反应速 率系数 ks=1×107exp(-1.9eV/kT)cm s-1。 现有以下两种淀积系统可供选择(1)冷壁， 石墨支座型； (2)热壁，堆放硅片型。应该选用哪种类型的淀积系统并简述理由。 31.CVD 淀积过程中两个主要的限制步骤是什么？它们分别在什么情况下会支配整个淀积速 率？
E1 0.78eV
10.Si-SiO2 界面电荷有哪几种？简述其来源及处理办法。 11.下图为一个典型的离子注入系统。 （1）给出 1~6 数字标识部分的名称，简述其作用。 （2）阐述部件 2 的工作原理。
12.离子在靶内运动时，损失能量可分核阻滞和电子阻滞，解释什么是核阻滞、电子阻滞？ 两种阻滞本领与注入离子能量具有何关系？ 13.采用无定形掩膜的情况下进行注入，若掩蔽膜/ 衬底界面的杂质浓度减少至峰值浓度的 1/10000，掩蔽膜的厚度应为多少？用注入杂质分布的射程和标准偏差写出表达式。 14.As 注入到轻掺杂的 P 型 Si 衬底内，能量 75eV，剂量为 1×1014cm-2。硅片相对于离子束 做 7°倾斜，使其貌似非晶。假设对注入区进行快速退火，结果得到了完全的电激活，其峰 值电子浓度为多少？所需参数可参考下图。
C1 7.72 10 m h
2 2 1
B/A
C2 6.23 106 m 2h 1 E2 2.0eV
E1 1.23eV
湿氧 H2O
C1 2.14 102 m 2h 1 E1 0.71eV C1 3.86 10 m h
2 2 1
C2 8.95 107 m 2h 1 E2 2.05eV C2 1.63 108 m 2h 1 E2 2.05eV
68.如图所示为一个 MEMS 微喷嘴的结构图，整个喷嘴采用一块硅片制成。请简单写出其制 作的工艺步骤。
15.什么是离子注入的横向效应？同等能量注入时，As 和 B 哪种横向效应更大?为什么？ 16.什么是离子分布的偏斜度和峭度，和标准高斯分布有什么区别？
17.热退火用于消除离子注入造成的损伤，温度要低于杂质热扩散的温度，然而，杂质纵向 分布仍会出现高斯展宽与拖尾现象，解释其原因。 18.什么是离子注入中常发生的沟道效应（Channeling）和临界角？怎样避免沟道效应？ 19.什么是固相外延（SPE）及固相外延中存在的问题? 20.简述硼和磷的退火特性。 21.简述 RTP 设备的工作原理，相对于传统高温炉管它有什么优势？ 22.简述 RTP 在集成电路制造中的常见应用。 23.对 RTP 来说，很难在高温下处理大直径晶圆片而不在晶圆片边缘造成热塑应力引起的滑 移。分析滑移产生的原因。如果温度上升速度加快后，滑移现象变得更为严重，这说明晶圆 片表面上的辐射分布是怎样的？ 24.物理气相淀积最基本的两种方法是什么？简述这两种方法制备薄膜的过程。 25.热蒸发法淀积薄膜的淀积速率与哪些因素有关？淀积速率的测量采用什么办法？简述其 工作原理。 26.什么是溅射产额，其影响因素有哪些？简述这些因素对溅射产额产生的影响。 27.当靶不断远离硅片时，用溅射淀积填充窄沟槽的底部的能力是如何改变的？忽略任何气 相碰撞的影响。 28.常用溅射技术有哪几种，简述它们的工作原理和特点。 29.下图是硅烷反应淀积多晶硅的过程，写出发生反应的方程式，并简述其中 1~5 各步的含 义。
40.射频放电与直流放电相比有何优点？ 41.如果刻蚀的各项异性度为零， 那么当刻蚀厚度为 0.5m 的膜时产生的钻蚀量 （或刻蚀偏差） 为多少？各项异性度为 0.75 时进行刻蚀，钻蚀量又是多少？假定在每一种情况下不存在过 刻。
42.简述 BOE（或 BHF）刻蚀 SiO2 的原理。 43.根据原理分类，干法刻蚀分成几种？各有什么特点？ 44.在一个特定的刻蚀过程中： （1）若首先考虑的因素是选择性，应该使用何种刻蚀设备？ （2）若首先考虑的因素是离子轰击损伤，应该选用何种刻蚀设备？ （3）若首先考虑的因素是获得垂直侧壁结构，应该选用何种刻蚀设备？ （4）若首先考虑的因素是选择性和获得垂直侧壁结构，应该选用何种刻蚀设备？ （5）若需要选择性、垂直侧壁结构和损伤，同时还需保持合理的刻蚀速率，应该怎样？ 45.采用 CF4 作为气体源对 SiO2 进行刻蚀，在进气中分别加入 O2 或 H2 对刻蚀速率有什么影 响？随着 O2 或 H2 进气量的增加，对 Si 和 SiO2 刻蚀选择性怎样变化？为什么？ 46.在干法刻蚀的终点检测方法中，光学放射频谱分析法最常见，简述其工作原理和优缺点。 47.一个简单的光学曝光系统包括哪些部分，分别起什么作用？ 48.根据曝光方式的不同，光学光刻机可以分成几类？各有什么优缺点？ 49.在光刻中，能够在增加分辨率的同时增加聚焦深度吗？为什么？ 50.一个投影曝光系统采用 ArF 光源，数值孔径为 0.6，设 k1=0.6, n=0.5,计算其理论分辨率和 焦深。 51.典型的光刻工艺主要有哪几步？简述各步骤的作用。 52.什么是光刻中常见的表面反射和驻波效应？如何解决？ 53.浸没式光刻机相对于传统的光刻机有何不同。 54.简述电子束光刻的光栅扫描方法和矢量扫描方法有何区别。 55.画出侧墙转移工艺和 self-aligned double patterning（SADP）的工艺流程图。 56.从寄生电阻和电容、电迁移两方面说明后道工艺中（Back-End-Of-Line, BEOL ）采用铜 （Cu）互连和低介电常数（low-k）材料的必要性。 57.在铜互连中，为什么要用铜扩散阻挡层？阻挡层分成哪几种，分别起什么作用？ 58.分别画出单大马士革和双大马士革工艺流程图。 59.在 CMOS 工艺集成中，器件隔离有哪些方法，各有什么特点？ 60.在 CMOS 工艺集成中，器件接触有哪些方法，各有什么特点？ 61.简述 65nm LP CMOS 集成工艺流程并说明各工艺步骤作用（最好画出截面图） 。 62.简述 CMOS 集成工艺中 self-aligned-silicide (自对准金属硅化物， SALICIDE)与 LDD 的工 艺特点，画出集成步骤简图。
32.简述 APCVD、LPCVD、PECVD 的特点。 33.简述外延薄膜的生长过程，其最显著的特征是什么？ 34.影响外延薄膜的生长速度的因素有哪些？ 35.下图为硅外延生长速度对 H2 中 SiCl4 摩尔分量的函数曲线，试分析曲线走势，并给出其 变化的原因。
36.什么是扩散效应？什么是自掺杂效应？这两个效应使得衬底/外延界面杂质分布有怎样的 变化？ 37.解释为什么导热型规表在超高真空下不能工作。 38.简述几种典型真空泵的工作原理。 39.下图为直流等离子放电的 I-V 曲线，请分别写出 a-g 各段的名称。可用作半导体制造工艺 中离子轰击的是其中哪一段？试解释其工作原理。
63.为什么在最新的 CMOS 工艺集成中采用高 K/金属栅材料（HKMG） ？目前主流的 HKMG 集成方案有哪几种，各有什么特点？ 64.为什么在最新的 CMOS 工艺集成中采用应变技术（Strain technology） ？目前主流的应变 技术集成方案有哪几种，各有什么特点？ 65.MEMS Si 加工工艺主要分为哪两类，它们最基本的区别是什么？ 66.在 MEMS 加工中，为了精确控制腐蚀深度，有哪几种腐蚀停止技术，分别说一下其腐蚀 停止原理。 67.应力分为压应力和张应力，下图的形状是由于哪种应力产生的？请在图上标出应力的方 向。如果要让上面的结构材料变得平整，要怎么做？