集成电路工艺考试题

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集成电路工艺原理(考试题目与答案_广工版)

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

(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。

集成电路工艺考试题

集成电路工艺考试题

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。

(完整版)集成电路工艺原理期末试题

(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

《集成电路工艺原理(芯片制造)》课程+试题库

《集成电路工艺原理(芯片制造)》课程+试题库

一、填空题(30分=1分*30)10题/章晶圆制备1.用来做芯片的高纯硅被称为(半导体级硅),英文简称(GSG ),有时也被称为(电子级硅)。

2.单晶硅生长常用(CZ法)和(区熔法)两种生长方式,生长后的单晶硅被称为(硅锭)。

3.晶圆的英文是(wafer ),其常用的材料是(硅)和(锗)。

4.晶圆制备的九个工艺步骤分别是(单晶生长)、整型、(切片)、磨片倒角、刻蚀、(抛光)、清洗、检查和包装。

5.从半导体制造来讲,晶圆中用的最广的晶体平面的密勒符号是(100 )、(110 )和(111 )。

6.CZ直拉法生长单晶硅是把(融化了的半导体级硅液体)变为(有正确晶向的)并且(被掺杂成p型或n型)的固体硅锭。

7.CZ直拉法的目的是(实现均匀掺杂的同时并且复制仔晶的结构,得到合适的硅锭直径并且限制杂质引入到硅中)。

影响CZ直拉法的两个主要参数是(拉伸速率)和(晶体旋转速率)。

8.晶圆制备中的整型处理包括(去掉两端)、(径向研磨)和(硅片定位边和定位槽)。

9.制备半导体级硅的过程:1(制备工业硅);2(生长硅单晶);3(提纯)。

氧化10.二氧化硅按结构可分为()和()或()。

11.热氧化工艺的基本设备有三种:(卧式炉)、(立式炉)和(快速热处理炉)。

12.根据氧化剂的不同,热氧化可分为(干氧氧化)、(湿氧氧化)和(水汽氧化)。

13.用于热工艺的立式炉的主要控制系统分为五部分:(工艺腔)、(硅片传输系统)、气体分配系统、尾气系统和(温控系统)。

14.选择性氧化常见的有(局部氧化)和(浅槽隔离),其英语缩略语分别为LOCOS和(STI )。

15.列出热氧化物在硅片制造的4种用途:(掺杂阻挡)、(表面钝化)、场氧化层和(金属层间介质)。

16.可在高温设备中进行的五种工艺分别是(氧化)、(扩散)、()、退火和合金。

17.硅片上的氧化物主要通过(热生长)和(淀积)的方法产生,由于硅片表面非常平整,使得产生的氧化物主要为层状结构,所以又称为(薄膜)。

集成电路省赛试题及答案

集成电路省赛试题及答案

集成电路省赛试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 集成电路(IC)的分类中,不包括以下哪一项?A. 数字ICB. 模拟ICC. 混合信号ICD. 光电子IC2. 在CMOS技术中,一个N型MOSFET在其栅极施加高于源极电位的电压时,其沟道区域将呈现什么特性?A. 增强型导电性B. 耗尽型导电性C. 不导电D. 高阻态3. 下列哪个参数不是衡量集成电路性能的重要指标?A. 工作频率B. 功耗C. 价格D. 集成度4. 在集成电路设计中,晶体管的最小特征尺寸(Feature Size)缩小,将会带来以下哪个效应?A. 速度提高,功耗降低B. 速度降低,功耗增加C. 速度提高,功耗增加D. 速度降低,功耗降低5. 集成电路中的互连技术不包括以下哪一项?A. 铝互连B. 铜互连C. 硅互连D. 钨互连6. 在集成电路设计中,哪个因素是造成信号串扰的主要原因?A. 电源电压B. 信号频率C. 互连线间距D. 温度变化7. 下列哪个不是集成电路封装的常见类型?A. BGAB. QFPC. DIPD. USB8. 在集成电路的制造过程中,光刻技术的主要作用是什么?A. 沉积材料B. 蚀刻图案C. 离子注入D. 形成精细的电路图案9. 集成电路的电源管理设计中,下列哪项不是电源管理芯片(PMIC)的功能?A. 电压转换B. 电流限制C. 信号放大D. 电源分配10. 在集成电路的测试中,哪种测试方法可以检测到由于工艺变化导致的性能变化?A. 功能测试B. 参数测试C. 直流测试D. 交流测试二、简答题(每题10分,共20分)1. 请简述集成电路设计中的“版图设计”阶段的主要任务和重要性。

2. 阐述集成电路中“过驱动”现象的原因及其对电路性能的影响。

三、计算题(每题20分,共40分)1. 给定一个CMOS反相器,其负载电容为10pF,供电电压为5V,晶体管的通道长度和宽度分别为1μm和10μm。

假设晶体管的阈值电压为1V,漏电流为100nA。

集成电路工艺原理相关试题

集成电路工艺原理相关试题

集成电路工艺原理相关试题一、选择题1.集成电路工艺的发展历经了以下哪几个阶段? A. 自由扩散阶段、光刻成型阶段、微影速度阶段 B. 预扩散台阶、纳米光刻阶段、电子束曝光阶段C. 扩散二极管阶段、光刻馏分阶段、微影速度阶段 D. 电子束曝光阶段、分子束曝光阶段、纳米光刻阶段2.下列哪种是集成电路工艺中常用的掩模技术? A. 仰视照相法 B. 紫外光刻法 C. 照相法 D. 磁控溅射法3.集成电路工艺中的光刻成像的基本过程包括哪些步骤? A. 刻蚀、扫描、照射 B. 曝光、显影、清洗 C. 感光、曝光、显影 D. 感光、曝光、刻蚀4.下列哪种材料不适合用于集成电路的制作? A. 硅 B. 铝 C. 铜 D. 锡5.集成电路工艺中的扩散过程是指什么? A. 材料中杂质的扩散 B. 将电路图案转移到硅片上的象限 C. 利用高温使材料的原子迁移 D. 利用光照使光刻胶产生化学反应二、填空题1.集成电路工艺中,常用的曝光技术是将光照射在待制作电路上,通过光刻胶对光进行控制,达到光刻胶的显影,从而得到所需的图形。

2.集成电路工艺中,光刻胶的主要组成是聚合物和光敏剂。

3.集成电路中的 MOSFET 制作过程中,常用的氧化物层材料是SiO2。

4.集成电路中,扩散过程会引入适量的杂质,以改变材料的导电性能。

5.集成电路工艺中,常用的金属导线材料是铝。

三、简答题1.请简要介绍集成电路工艺中的光刻成像过程。

光刻成像是集成电路工艺中常用的掩模技术之一,其基本过程包括:–感光:在待制作电路表面涂上一层光刻胶,将器件图形的反转图案转移到光刻胶上。

–曝光:将待制作电路与光刻胶一起暴露在紫外光下,通过光刻胶中的光敏剂吸收光能而发生化学反应,使得光刻胶的物理和化学性质发生变化,在胶层上形成图形。

–显影:通过将光刻胶浸泡在显影液中,溶解未暴露于光的部分,得到所需的图形。

2.集成电路中的扩散过程是指什么?请简要描述扩散过程的基本原理。

电子与通信技术:集成电路工艺原理考试资料(题库版)

电子与通信技术:集成电路工艺原理考试资料(题库版)

电子与通信技术:集成电路工艺原理考试资料(题库版)1、问答题简述引线框架材料?正确答案:引线框架作为集成电路的芯片载体,是一种借助于键合材料(金丝、铝丝、铜丝)实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接,形成电气回路的关(江南博哥)键结构件,它起到了和外部导线连接的桥梁作用。

引线框架材料的要求为:热匹配,良好的机械性能,导电、导热性能好,使用过程无相变,材料中杂质少,低价,加工特性和二次性能好。

2、问答题简述MCM的概念、分类与特性?正确答案:概念:将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。

分类:MCM-L是采用片状多层基板的MCM、MCM-C是采用多层陶瓷基板的MCM、MCM-D是采用薄膜技术的MCM。

特性:尺寸小、技术集成度高、数据速度和信号质量高、可靠性高、成本低、PCB板设计简化、提高圆片利用率、降低投资风险。

可大幅度提高电路连线密度,增加封装效率;可完成轻、薄、短、小的封装设计;封装的可靠性提升。

3、问答题矩形片式电阻由哪几部分组成?各部分的主要作用是什么?正确答案:基板:基板要具有良好的电绝G8P-1A4PDC12缘性、导热性和机械强度高等特征。

一般基板的材科多采用高纯度的(96%)AL203陶瓷。

其工艺要求表面平整、划线准确,以确保电阻、电极浆料印制到位。

电极:片式电阻器一般都采用三层电极结构,最内层的是内层电极,它是连接电阻体位于中间层的是中间电极,它是镀镍(Ni)层,也被称为阻挡层,其主要作用是提高电阻器在焊接时的耐热性,避免造成内层电极被溶蚀。

位于最外层的是外层电极,它也被称为可焊层,该层除了使电极具有良好的可焊性外,还可以起到延长电极保存期的作用。

通常,外层电极采用锡一铅(S。

-PB.合金电镀而成。

电阻膜:电阻膜是采用具有一定电阻率的电阻浆料印制在陶瓷基板上,然后再经过烧结而成的厚膜电阻。

保护层:保护层位于电阻膜的外部,主要起保护作用。

它通常可以细分为封包玻璃保护膜、玻璃釉涂层和标志玻璃层。

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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。

(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(衬底)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。

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