微电子工艺复习资料
第一章：
1.看懂这是一个三极管
利用基区、发射区扩散形成电阻的结构2.看懂电极
外延层电阻结构
3.看懂电极
MOS集成电路中的多晶硅电阻
4.电容结构包括哪些要素？
两端是金属，中间是介电材料。
集成电路中电容的结构5.这是电容结构
Pn结位于空间电荷区，是一个电容结构。
PN结电容结构
6. MOS场效应晶体管中以SiO2为栅极层
MOS场效应晶体管电容结构
7.有源器件？
二极管，三极管，MOS管
集成电路中二极管的基本结构
8.看懂二极管，三极管的结构
集成电路中二极管的结构
9.三极管分清npn与pnp？有什么区别？怎么画的？
结构上，NPN三极管的中间是P区（空穴导电区），两端是N区（自由电子导电区），而PNP三极管正相反。
使用上，NPN三极管工作时是集电极接高电压，
发射极接低电压，基极输入电压升高时趋向导通，基极输
入电压降低时趋向截止；而PNP三极管工作时则是集电极
接低电压，发射极接高电压，基极输入电压升高时趋向截
止，基极输入电压降低时趋向导通。
晶体管的基本结构
10.什么叫NMOS?什么叫PMOS？
PMOS是指利用空穴来传导电性信号的金氧半导体。
NMOS是指利用电子来访传导电性信号的金氧半晶体管。
MOS管的结构图和示意图
11.集成电路包括哪些阶段？核心阶段？
阶段: 硅片（晶圆）的制备、掩膜版的制作、硅片的制造及元器件封装
集成电路制造的阶段划分
半导体芯片的制造框图
半导体芯片制造的关键工艺
12.硅的基本性质？它的优点？
硅的禁带宽度较大（1.12eV），硅半导体的工作温度可以高达200℃。硅片表面可以氧化出稳定且对掺杂杂质有极好阻挡作用的氧化层（SiO2）
优点：
(1)硅的丰裕度硅是地球上第二丰富的元素，占到地壳成分的25%，经合理加工，硅能够提纯到半导体制造所需的足够高的纯度，而消耗的成本比较低。
(2)更高的熔化温度允许更宽的工艺容限硅的熔点是1412℃，远高于锗937℃的熔点，更高的熔点使得硅可以承受高温工艺。
(3)更宽的工作温度范围用硅制造的半导体器件可以工作在比锗制造的半导体器件更宽的温度范围，增加了半导体器件的应用范围和可靠性。
(4)氧化硅的自然生成硅表面有能够自然生长氧化硅(SiO2)的能力，SiO2是一种高质量、稳定的电绝缘材料，而且能充当优质的化学阻挡层以保护硅不受外部沾污。
13.硅生长有哪两个生长方法？用于什么样的地方？
(1)直拉法(CZ)
直拉法生长单晶硅是将熔化了的半导体级多晶硅变成有正确晶向并被掺杂成N型或P型的固体硅锭。均匀的大直径晶体
(2)区熔法
区熔法是另一种单晶生长方法，它所生产的单晶硅中含氧量非常少，能生产目前为止最纯的单晶硅。
第二章
1.隔离分为哪些？怎么样来做隔离？
①PN结隔离
未加正向偏压的PN结几乎无电流流动，因而PN结可作器件隔离用，双极型集成电路中的隔离主要采用PN结隔离。
1) 首先在P型衬底上采用外延淀积工艺形成N型外延层。
2) 在外延层上淀积二氧化硅(SiO2)，并进行光刻和刻蚀。
3) 去除光刻胶，露出隔离区上的N型外延层硅，然后在N型外延层上进行P型杂质扩散，扩散深度达到衬底，这是双极型集成电路制造工艺中最费时的一步，使N型的器件区域的底部和侧面均被PN结所包围，器件就制作在被包围的器件区里。
②绝缘体隔离
绝缘体隔离法通常用于MOS集成电路的隔离，用二氧化硅作为绝缘体，该二氧化硅作为隔离墙，一般来说，二氧化硅隔离用于器件区域的侧面，器件区域底部的隔离则用PN结来实现。如图所示为集成电路中采用绝缘体隔离的例子。深度达到衬底的V型沟槽内侧形成二氧化硅，再用多晶硅填满，达到绝缘隔离的目的。
2.绝缘体隔离分哪两种？怎么做的？
①局部氧化隔离
②浅槽隔离
3.单个MOS管的制备过程？
薄膜制作、刻印、刻蚀和掺杂
4.各时代CMOS工艺的特点？那个时代引入了什么方法？例如哪个时代引入了蒸发方法？
① 20世纪80年代的CMOS工艺技术
20世纪80年代的CMOS工艺技术具有以下特点:
1) 采用场氧化(LOCOS)工艺进行器件间的隔离。
2) 采用磷硅玻璃和回流进行平坦化。
3) 采用蒸发的方法进行金属层的淀积。
4) 使用正性光刻胶进行光刻。
5) 使用放大的掩膜版进行成像。
6) 用等离子体刻蚀和湿法刻蚀工艺进行图形刻蚀。
②20世纪90年代CMOS工艺技术
20世纪90年代CMOS工艺技术具有以下特点：
1) 器件制作在外延硅上(这样可以消除在CZ法拉单晶过程中的C、O)。
2) 采用浅槽隔离技术(取代了局部氧化隔离技术)。
3) 使用侧墙隔离(防止对源漏区进行更大剂量注入时，源漏区的杂质过于接近沟道以致可能发生源漏穿透)，钛硅化合物和侧墙隔离解决了硅铝氧化问题。
4) 多晶硅栅和采用钨硅化合物和钛硅化合物实现局部互连，减小了电阻并提高了器件速度。
5) 光刻技术方面使用G-line(436nm)、I-line(365nm)、深紫外线DUV(248nm)光源曝光，并使用分辨率高的正性光刻胶，用步进曝光取代整体曝光。
6) 用等离子体刻蚀形成刻蚀图形。
7) 湿法刻蚀用于覆盖薄膜的去除。
8) 采用立式氧化炉，能使硅片间距更小，更好地控制沾污。
9) 采用快速热处理系统对离子注入之后的硅片进行退火处理及形成硅化物，能更快、更好地控制制造过程中的热预算。
10) 用直流磁控溅射取代蒸发淀积金属膜。
11) 采用多层金属互连技术。
12) 钨CVD和CMP(或反刻)形成钨塞，实现层和层之间的互连。
13) Ti和TiN成为钨的阻挡层。
14) Ti作为Al-Cu粘附层，能减小接触电阻。
15) TiN抗反射涂层的应用，可以减小光刻曝光时驻波和反射切口。
16) BPSG通常被用作PMD(金属前绝缘层)。
17) DCVD：PE-TEOS(采用等离子体增强正硅酸乙酯淀积二氧化硅)和O3-TEOS(采用臭氧和正硅酸乙酯反应淀积二氧化硅)来实现浅槽隔离、侧墙、PMD和IMD(金属层间绝缘层)的淀积。
18) DCVD:PE-硅烷来实现PMD屏蔽氮化物、绝缘介质的抗反射涂层和PD氮化物的淀积。
19) 介质采用CMP使表面平坦化。
20) Cluster(计算机集群)工具变得非常普遍。
21) 单个硅片加工系统提高了可控硅片和硅片之间的一致性。
22) 批处理系统仍然使用，可以使普通工人的生产量也很高。
③21世纪初的CMOS工艺技术
21世纪初的CMOS工艺技术具有以下特点：
1) 特征尺寸0.13μm或更小。
2) 硅片直径200mm或300mm。
3) 使用浅槽隔离技术，有效地使硅片表面的晶体管与衬底隔离开，消除了辐射-诱导软错误。
4) 增加了IC芯片的封装密度。
5) 具有较高的抗辐射能力。
6) 高性能电子芯片SOI芯片将成为主流。
7) 铜和低k的介质用来减小RC延迟。
8) 具有更低的功耗和更高的IC速度。
9) 采用了大马士革工艺进行金属化。
第三章
1.沾污分为哪几类？
2.湿法和干法清洗定义？它们的区别及优缺点？
①湿法清洗
主要依靠物理和化学（溶剂）的作用，如在化学活性剂吸附、浸透、溶解、离散作用下辅以超声波、喷淋、旋转、沸腾、蒸气、摇动等物理作用去除污渍。
②干法清洗
以等离子清洗技术为主，主要是依靠处于“等离子态”的物质的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。
3. RCA清洗,用什么样药水？洗什么样的沾污？
4. 清洗流程？每一流程用什么样的要素来洗？
典型的硅片湿法清洗流程
第四章
1.SiO2的用途?
①二氧化硅膜的掩蔽作用
?阻挡杂质的扩散
?B、P、As 等常见杂质在SiO2中的扩散系数远小于其在Si中的扩散系数?某些杂质，如Ga，Na，O，Cu，Au等，是SiO2中的快速扩散杂质
②二氧化硅膜的保护和钝化作用
?防止器件表面或PN结受到机械损伤和杂质沾污
?将硅片表面或PN结与外界气氛隔开
③二氧化硅的隔离作用
?局部氧化隔离和浅槽隔离工艺中的绝缘体
④二氧化硅在某些器件中的重要作用1）MOS器件中的栅极材料
电阻率高，介电强度大，几乎不存在漏电流2）电容器的介质材料
相对介电常数为3~4，击穿电压较高，电容温度系数小
⑤用于电极引线和硅器件之间的绝缘
2.二氧化硅的应用及相应的生长方法?
常见的SiO2生长方法
①自然氧化层
②场氧化层
③栅氧化层
④阻挡层氧化
⑤掺杂阻挡层
⑥垫氧化层
⑦注入屏蔽氧化层
⑧金属层间绝缘阻挡层
3. 不同方法生成的氧化膜特性比较
(一)在工艺中，虽然采用干氧氧化、湿氧氧化和水汽氧化都可以制备二氧化硅薄膜，但采用不同的氧化工艺，所制备出的薄膜性能有较大区别。
1）干氧氧化中，氧化速度较慢，氧化层结构致密；表面是非极性的硅氧烷(Si-O-Si)结构，所以与光刻胶的粘附性能良好，不易产生浮胶现象。
2）水汽氧化速度较快，但由于水汽的进入，使得氧化层中大量的桥键氧裂变为非桥键氧的烃基，所以氧化层结构疏松，质量不如干氧氧化的好，特别是其表面是极性的硅烷醇，它极易吸附水，极性的水不易沾润非极性的光刻胶，所以氧化层表面与光刻胶粘附性差。
3）湿氧氧化兼有干氧氧化与水汽氧化两种作用，因此其氧化速度及氧化层质量介于干氧氧化及水汽氧化之间。
了解（二）影响氧化速率的因素
①氧化层厚度与氧化时间的关系热氧化反应步骤：
1）氧化剂(O2和H2O)从气相内部输运到气体-氧化层界面(又称膜层表面)；
2）氧化剂扩散穿透已生成的二氧化硅起始层，抵达SiO2-Si界面；
3）在界面处与硅发生氧化反应；
4）生成的副产物扩散出氧化层，并随主气流转移。
氧化层厚度与氧化时间的关系：
1）氧化层厚度与氧化时间成正比，氧化层的生长速率主要取决于在硅表面上的氧化反应的快慢，称为表面反应控制，此时的氧化速率主要取决于化学反应速率常数ks的大小。
2）氧化层厚度与氧化时间的平方根成正比，氧化层的生长速率主要取决于氧化剂在氧化层中扩散的快慢，称为扩散控制，此时的氧化速率主要取决于扩散系数Dox的大小。
②氧化温度的影响
?随着温度的升高，扩散系数和反应速率常数均增大，氧化速率也增加。
③氧化剂分压的影响
?氧化速率常数与氧化剂分压成正比。
?在抛物线生长阶段，氧化速率随着氧化膜的变厚而变慢，因此要获得较厚氧化膜就需要很高的温度和很长的时间。这时可采用高压水汽氧化技术，即在几到几十个大气压下通过增大氧化剂分压来提高氧化速率。
④氧化气氛的影响
⑤衬底表面势的影响
?衬底表面势的影响主要发生在氧化处于表面反应控制过程中，这是因为化学反应速率常数ks与衬底表面势有关。而衬底表面势除了与衬底取向、掺杂浓度有关外，还与氧化前的表
第五章
1. 化学气相淀积的概念？
化学气相淀积（CVD）是通过混合气体的化学反应生成固体反应物并使其淀积在硅片表面形成薄膜的工艺。反应产生的其他副产物为挥发性气体，离开硅片表面并被抽出反应腔。硅片表面及其邻近的区域被加热以向反应系统提供附加的能量。
2.化学气相淀积的原理?
①气态反应剂被输送至反应腔，以平流形式向出口流动。
②反应剂从主气流区以扩散方式通过边界层到达硅片表面。
③反应剂被吸附到硅表面。
④被吸附到硅表面的原子(分子)在衬底表面发生化学反应，生成固态物质淀积成膜。
⑤反应产生的气态副产物和未反应的反应剂离开衬底，排出系统。
3.CVD分类及应用？分哪几类？分别用于制备哪些东西？
①APCVD
常压化学气相淀积（APCVD）是指在一个大气压下进行的一种化学气相淀积的方法，这是最初采用的CVD方法。
优点：
?工艺系统简单
?工艺温度低
?反应速度和淀积速度快（淀积速度可达1000 nm/min）
缺点：
?淀积的薄膜均匀性较差
?气体消耗量大
?台阶覆盖能力差
应用：用于淀积相对较厚的介质层（如PSG或BPSG等）
1.SiO2的淀积
2. 掺杂SiO2的淀积
②LPCVD
与APCVD相比，LPCVD加入了真空系统，其真空度约0.1～5 Torr，反应温度一般为300 ~ 900 ℃。
优点：
?制备的薄膜纯度较高，均匀性和覆盖能力较好
?生产效率较高
缺点：
?工艺温度高，沉积速率低
?设备维护工作量较大
?需要真空系统
应用：用于沉积高温SiO2 、Si3N4、多晶硅、W和WSi2等
1. SiO2淀积
2. Si3N4淀积
3. 多晶硅淀积
③等离子体辅助CVD
等离子体又叫做电浆，是被电离后的气体，即以离子态形式存在的气体(正离子和电子组成的混合物)。
等离子体的特点：
1)等离子体呈现出高度不稳定态，有很强的化学活性。等离子体辅助CVD就是利用了这个特点。
2)等离子体是一种很好的导电体，利用经过设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。
等离子体辅助CVD可分为PECVD和HDPCVD
优点：
?有更低的工艺温度(250~450℃)
?对高的深宽比间隙有好的填充能力(用高密度等离子体CVD)
?淀积的膜对硅片有优良的粘附能力
?有较高的淀积速率
?有较少的针孔和空洞，因而有较高的膜密度
?腔体可利用等离子体清洗
缺点：
?需要RF系统，设备成本更高
?化学和颗粒污染
应用：高的深宽比间隙填充、金属上的低温SiO2 、铜种子层、氮化物
(1)等离子体增强CVD
应用于哪些？
1）SiO2淀积
2）SixNyHz淀积
(2). 高密度等离子体CVD
HDPCVD是利用激发混合气体的RF源在低压状态下制造出高密度的等离子体，等离子体在低压下以高密度混合气体的形式直接接触反应腔中硅片的表面。
优点：
?卓越的填孔能力
?稳定的沉积质量
?可靠的电学性能
适用于哪些工艺？
1）同步淀积和刻蚀
2）浅槽隔离(STI)
4.外延的概念和作用? 什么是同质外延？什么是异质外延?
(1)概念
外延(EPI)工艺是指在单晶衬底上生长一层跟衬底具有相同晶向的单晶薄膜材料，该单晶薄膜层称为外延层。
若在硅衬底上生长单晶硅外延层称为同质外延层；若在硅衬底上生长锗外延层称为异质外延层。
若在重掺杂衬底上生长轻掺杂外延层称为正外延；在轻掺杂衬底上生长的重掺杂外延层称为反外延。
优点：
?外延层的掺杂厚度、浓度、轮廓等属性容易控制而不受硅衬底影响，因此这为设计者在优化器件性能方面提供了很大的灵活性。
(2) 作用
1）双极性晶体管中N+埋层可减小基极与集电极之间的电阻
2）在高掺杂硅衬底上生长外延层以防止器件的闩锁效应
3）通过在器件的源、漏和栅区域沉积外延硅，形成抬高漏/源结构，降低膜层电阻
4）采用应变硅技术提高沟道处的载流子迁移率
5. Q：质谱仪中的质量分析器有哪几种类型？它们的工作原理分别是怎样的？（请至少回答三种以上的类型）
1)单聚焦
基本原理：带电粒子在磁场中发生偏转运动
2)四极杆
本原理：调整射频工作频率w来选择离子的质量，调整U与V的比值来调整离子的通过率。
3)飞行时间
基本原理：具有相同动能的物体，其运动速度与质量成反比
第六章
1.铝的优点和缺点？
优点：
?较低的电阻率
?铝价格低廉
?工艺兼容性
?铝膜与下层衬底具有良好的粘附性
缺点：
?电阻率和电迁徙问题不能满足VLSI对互连线材料的要求
?熔点较低，导致在沉积完铝膜后不能再对硅片进行高温处理
2.什么叫电迁徙？
在大电流密度的情形下，大量电子对金属原子的持续碰撞，会引起原子逐渐而缓慢的移动，这就电迁徙现象。
3.铜的优点和缺点？
优点：
?更低的电阻率
?减少了功耗
?更高的互连线集成密度
?良好的抗电迁徙性能
?更少的工艺步骤
?信号延迟减小
?熔点较高，可适应硅片的高温处理
缺点：
?铜在氧化硅和硅中的扩散率很高
?铜很难被刻蚀
?在小于200℃低温的空气中，铜很快被氧化，而且这一层氧化膜不会阻止铜进一步氧化
4.阻挡层金属的基本性质？
阻挡层金属是指为了防止上下层材料相互扩散而在它们中间引入的金属层。基本特性：
?能很好地阻挡材料的扩散
?高电导率和很低的欧姆接触电阻
?在半导体和金属之间有很好的附着能力
?抗电迁徙能力强
?保证在很薄和高温下具有很好的稳定性
?抗侵蚀和抗氧化性好
5. 什么材料之间用什么阻挡层材料?
阻挡层材料：
?铝和硅之间：TiW、TiN
?钨和硅之间：TiN
?铜和硅之间：Ta、TaN、TaSiN
6.硅化物
材料：WSi2、TaSi2、TiSi2、CoSi2
作用：较小接触电阻
通常用途：
?有源区和金属层或钨填充塞之间的接触
?多晶硅和金属之间的接触
?局部互连
形成过程：难熔金属沉积在硅上→高温退火处理形成硅化物
7.主要金属层的制备方法？
?蒸发
?溅射
?金属化学气相沉积
?电镀
8.传统金属化和双大马士革流程？
(1) 传统金属化流程
1. 第一层金属（金属1）
2. 通孔2的形成
3. 钨塞2的形成
4. 淀积金属2
5. 刻蚀出互连线
微电子工艺习题总结(DOC)
1. What is a wafer? What is a substrate? What is a die? 什么是硅片，什么是衬底，什么是芯片 答：硅片是指由单晶硅切成的薄片；芯片也称为管芯（单数和复数芯片或集成电路）；硅圆片通常称为衬底。 2. List the three major trends associated with improvement in microchip fabrication technology, and give a short description of each trend. 列出提高微芯片制造技术相关的三个重要趋势，简要描述每个趋势 答:提高芯片性能:器件做得越小，在芯片上放置得越紧密，芯片的速度就会提高。 提高芯片可靠性：芯片可靠性致力于趋于芯片寿命的功能的能力。为提高器件的可靠性，不间断地分析制造工艺。 降低芯片成本：半导体微芯片的价格一直持续下降。 3. What is the chip critical dimension (CD)? Why is this dimension important? 什么是芯片的关键尺寸，这种尺寸为何重要 答：芯片的关键尺寸（CD）是指硅片上的最小特征尺寸； 因为我们将CD作为定义制造复杂性水平的标准，也就是如果你拥有在硅片某种CD的能力，那你就能加工其他所有特征尺寸，由于这些尺寸更大，因此更容易产生。 4. Describe scaling and its importance in chip design. 描述按比例缩小以及在芯片设计中的重要性 答：按比例缩小：芯片上的器件尺寸相应缩小是按比例进行的 重要性：为了优电学性能，多有尺寸必须同时减小或按比例缩小。 5. What is Moore's law and what does it predict? 什么是摩尔定律，它预测了什么 答：摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数，月每隔18个月便会增加1倍，性能也将提升1倍。 预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番。 第二章 6. What is the advantage of gallium arsenide over silicon? 砷化镓相对于硅的优点是什么 答：优点：具有比硅更高的电子迁移率；减小寄生电容和信号损耗的特性；集成电路的速度比硅电路更快；材料的电阻率更大。 7. What is the primary disadvantage of gallium arsenide over silicon? 砷化镓相对于硅的主要缺点是什么 答：主要缺点：缺乏天然氧化物；材料的脆性；成本比硅高10倍；有剧毒性在设备，工艺和废物清除设施中特别控制。
微电子学概论复习题
第一章 绪论 1.画出集成电路设计与制造的主要流程框架。 2.集成电路分类情况如何？ 答： 3.微电子学的特点是什么？ 答：微电子学：电子学的一门分支学科 微电子学以实现电路和系统的集成为目的，故实用性极强。 微电子学中的空间尺度通常是以微米(μm, 1μm ＝10－6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的。 微电子学是信息领域的重要基础学科 微电子学是一门综合性很强的边缘学科 涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路BiCMOS BiMOS 型BiMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS 双极型单片集成电路按结构分类集成电路
机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个学科 微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向 微电子学的渗透性极强，它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等 第二章半导体物理和器件物理基础 1.什么是半导体？特点、常用半导体材料 答：什么是半导体？ 金属：电导率106～104(W?cm-1)，不含禁带； 半导体：电导率104~10-10(W?cm-1)，含禁带； 绝缘体：电导率<10-10(W?cm-1)，禁带较宽； 半导体的特点： （1）电导率随温度上升而指数上升； （2）杂质的种类和数量决定其电导率； （3）可以实现非均匀掺杂； （4）光辐照、高能电子注入、电场和磁场等影响其电导率； 半导体有元素半导体，如：Si、Ge（锗） 化合物半导体，如：GaAs（砷化镓）、InP （磷化铟）、ZnS 硅：地球上含量最丰富的元素之一，微电子产业用量最大、也是最重要的半导体材料。硅(原子序数14)的物理化学性质主要由最外层四个电子（称为价电子）决定。每个硅原子近邻有四个硅原子，每两个相邻原子之间有一对电子，它们与两个原子核都有吸引作用，称为共价键。 化合物半导体：III族元素和V族构成的III-V族化合物，如，GaAs(砷化镓)，InSb(锑化铟)，GaP(磷化镓)，InP(磷化铟)等，广泛用于光电器件、半导体激光器和微波器件。 2.掺杂、施主/受主、P型/N型半导体（课件） 3.能带、导带、价带、禁带（课件） 4.半导体中的载流子、迁移率（课件） 5.PN结，为什么会单向导电，正向特性、反向特性，PN结击穿有几种（课件） 6.双极晶体管工作原理，基本结构，直流特性（课件） 7.MOS晶体管基本结构、工作原理、I-V方程、三个工作区的特性（课件） 8.MOS晶体管分类 答：按载流子类型分： ?NMOS: 也称为N沟道，载流子为电子。 ?PMOS: 也称为P沟道，载流子为空穴。 按导通类型分： ?增强（常闭）型：必须在栅上施加电压才能形成沟道。 ?耗尽（常开）型：在零偏压下存在反型层导电沟道，必须在栅上施加偏压才能使沟道内载流子耗尽的器件。 四种MOS晶体管：N沟增强型；N沟耗尽型；P沟增强型；P沟耗尽型 第三章大规模集成电路基础 1．集成电路制造流程、特征尺寸（课件） 2．CMOS集成电路特点（课件） 3．MOS开关、CMOS传输门特性（课件）
微电子工艺复习重点
20XX级《微电子工艺》复习提纲 一、衬底制备 1.硅单晶的制备方法。 直拉法悬浮区熔法 1.硅外延多晶与单晶生长条件。 任意特定淀积温度下，存在最大淀积率，超过最大淀积率生成多晶薄膜，低于最大淀积率，生成单晶外延层。 三、薄膜制备1-氧化 1.干法氧化，湿法氧化和水汽氧化三种方式的优缺点。 干法氧化：干燥纯净氧气 湿法氧化：既有纯净水蒸汽有又纯净氧气 水汽氧化：纯净水蒸汽 速度均匀重复性结构掩蔽性 干氧慢好致密好 湿氧快较好中基本满足 水汽最快差疏松差 2.理解氧化厚度的表达式和曲线图。 二氧化硅生长的快慢由氧化剂在二氧化硅中的扩散速度以及与硅反应速度中较慢的一个因素决定；当氧化时间很长时，抛物线规律，当氧化时间很短时，线性规律。 3.温度、气体分压、晶向、掺杂情况对氧化速率的影响。 温度：指数关系，温度越高，氧化速率越快。 气体分压：线性关系，氧化剂分压升高，氧化速率加快 晶向：（111）面键密度大于（100）面，氧化速率高；高温忽略。 掺杂：掺杂浓度高的氧化速率快； 4.理解采用干法热氧化和掺氯措施提高栅氧层质量这个工艺。 掺氯改善二氧化硅特性，提高氧化质量。干法氧化中掺氯使氧化速率可提高1%-5%。 四、薄膜制备2-化学气相淀积CVD 1.三种常用的化学气相淀积方式，在台阶覆盖能力，呈膜质量等各方面的优缺点。 常压化学气相淀积APCVD：操作简单淀积速率快，台阶覆盖性和均匀性差 低压化学气相淀积LPCVD：台阶覆盖性和均匀性好，对反应式结构要求不高，速率相对 低，工作温度相对高，有气缺现象 PECVD：温度低，速率高，覆盖性和均匀性好，主要方式。 2.本征SiO2，磷硅玻璃PSG，硼磷硅玻璃BPSG的特性和在集成电路中的应用。 USG：台阶覆盖好，黏附性好，击穿电压高，均匀致密；介质层，掩模(扩散和注入)，钝化层，绝缘层。 PSG：台阶覆盖更好，吸湿性强，吸收碱性离子 BPSG：吸湿性强，吸收碱性离子，金属互联层还有用（具体再查书）。 3.热生长SiO2和CVD淀积SiO2膜的区别。 热生长：氧来自气态，硅来自衬底，质量好
微电子技术前沿复习(带答案的哦)
微电子前沿复习提纲 看一些微电子技术发展的知识 1.请给出下列英文缩写的英文全文，并译出中文： CPLD: Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件 FPGA: Field－Programmable Gate Array 现场可编程门阵列 GAL:generic array logic 通用阵列逻辑 LUT: Look-Up-Table 显示查找表 IP: Intellectual Property 知识产权 SoC: System on Chip 片上系统 2.试述AGC BJT器件实现AGC特性的工作原理; 试说明为什么 AGC BJT的工作频率范围受限? AGC 即自动增益控制（Automatic Gain Control） ? AGC BJT器件实现AGC特性的工作原理：当输入增加时，输出会同时增加，我们 可利用双极型晶体管的大注入效应和大电流下的基区扩展--kirk效应，衰减增益， 使放大系数降低，则达到了稳定输出的目的。 ?工作频率范围受限原因： 1) 、自动增益控制特性与频率特性是相矛盾，实现AGC需要基区展宽，而器件 的工作频率与基区宽度的平方成反比，要实现大范围的自动增益控制，要求 宽基区，使得工作频率范围受限。 2) 、实现AGC要求基区大注入,基区掺杂浓度低时，易于发生大注入效应，而基 区掺杂浓度动愈低，器件高频噪声愈差，使得工作频率范围受限。 3.为什么双栅MOSFET具有良好的超高频(UHF)特性？ 双栅MOSFET结构如图： 1) 、双栅MOS的端口 Gl靠近源极，对应的基区宽度短，加高频信号，称信号栅，可以实现超高频。 G2靠近漏极，对应的基区宽度较宽，有良好的AGC性能，加固定偏置或AGC电压，作增益控制栅。 2) 、它通过第二个栅极G2交流接地, 可在第一个栅极G1和漏极D之间起到有效的 静电屏蔽作用, 从而使得栅极与漏极之间的反馈电容(是Miller电容)大大减小，则 提高了频率。 4.为什么硅栅、耐熔金属栅能实现源漏自对准，而铝栅不行？实现
集成电路工艺认识实习报告
集成电路工艺认识实习报告 1.专题一MEMS（微机电系统）工艺认识 1.1 重庆大学微系统研究中心概况 重庆微光机电工程技术研究中心依托于重庆大学，主要合作单位有中国电子科技集团公司第二十四研究所等。中心主要从事MEMS设计、研发及加工关键技 术研究、产业化转化和人才培养。 中心建立了面向西南地区的“MEMS器件及系统设计开发联合开放实验室，拥有国际先进的MEMS和CMOS电路设计及模拟软件，MEMS传感器及微型分析仪 器的组装和测试设备。 1.2主要研究成果 真空微电子压力传感器、集成真空微电子触觉传感器、射频微机械无源元件、硅微低电压生化分析系统、折衍混合集成微小型光谱分析仪器、全集成硅微二维加速度传感器、集成硅微机械光压力传感器、硅微加速度阵列传感器、硅微力平衡电容式加速度传感器、反射式混合集成微型光谱分析系统、微型振动式发电机系统、真空微电子加速度传感器 1.3微系统中心主要设备简介 1.3.1. 反应离子刻蚀机 1.3.2双面光刻机 1.3.3. 键合机 1.3.4. 探针台
1.3.5. 等离子去胶机 1.3.6. 旋转冲洗甩干机 1.3.7. 氧化／扩散炉 1.3.8. 低压化学气相淀积系统 1.3.9. 台阶仪 1.3.10. 光学三维形貌测试仪 1.3.11. 膜厚测试仪 1.3.1 2. 感应耦合等离子体（ICP）刻蚀机
1.3.13. 箱式真空镀膜机 1.3.14. 槽式兆声清洗机 1.3.15.射频等离子体系统 1.4MEMS的主要特点 体积小，重量轻，材料省，能耗低；完整的MEMS一般是由微动力源、微致动器、微传感器组成，智能化程度高，集成度高；MEMS整体惯性小，固有频率高，响应快，易于信号实时处理；由于采用光刻、LIGA等新工艺，易于批量生产，成本低；MEMS可以达到人手难于达到的小空间和人类不能进入的高温，放射等恶劣环境，靠MEMS的自律能力和对微机械群的遥控，可以完成宏观机械难于完成的任务。 1.5MEMS器件的应用 1.5.1 工业自动控制领域 应用MEMS器件对“温度、压力、流量”三大参数的检测与控制，目前普遍采用有微压力、微流量和微测温器件 1.5.2生物医学领域 微型血压计、神经系统检测、细胞组织探针和生物医学检测，并证实MEMS器件具有再生某些神经细胞组织的功能。
微电子工艺技术 复习要点4-6
第四章晶圆制造 1. CZ法提单晶的工艺流程。说明CZ法和FZ法。比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点。 1、溶硅 2、引晶 3、收颈 4、放肩 5、等径生长 6、收晶。 CZ法：使用射频或电阻加热线圈，置于慢速转动的石英坩埚内的高纯度电子级硅在1415度融化。将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒逐渐降低到熔融的硅中，籽晶表面得就浸在熔融的硅中并开始融化，籽晶的温度略低于硅的熔点。当系统稳定后，将籽晶缓慢拉出，同时熔融的硅也被拉出。使其沿着籽晶晶体的方向凝固。 FZ法：即悬浮区融法。将一条长度50-100cm 的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室，加热将多晶硅棒的低端熔化，然后把籽晶溶入已经熔化的区域。熔体将通过熔融硅的表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间，然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化。此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固，形成与籽晶相同的晶体结构。当加热线圈扫描整个多晶硅棒后，便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒CZ法优点：单晶直径大，成本低，可以较好控制电阻率径向均匀性。缺点：石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响，易引入氧、碳杂质，不易生长高电阻率单晶 FZ法优点：1、可重复生长，单晶纯度比CZ法高。2、无需坩埚石墨托，污染少。3、高纯度，高电阻率，低碳，低氧。缺点：直径不如CZ法，熔体与晶体界面复杂，很难得到无位错晶体，需要高纯度多晶硅棒作为原料，成本高。 MCZ：改进直拉法优点：较少温度波动，减轻溶硅与坩埚作用，降低了缺陷密度，氧含量，提高了电阻分布的均匀性 2.晶圆的制造步骤【填空】 1、整形处理：去掉两端，检查电阻确定单晶硅达到合适的掺杂均匀度。 2、切片 3、磨片和倒角 4、刻蚀 5、化学机械抛光 3. 列出单晶硅最常使用的两种晶向。【填空】 111.100. 4. 说明外延工艺的目的。说明外延硅淀积的工艺流程。 在单晶硅的衬底上生长一层薄的单晶层。 5. 氢离子注入键合SOI晶圆的方法 1、对晶圆A清洗并生成一定厚度的SO2层。 2、注入一定的H形成富含H的薄膜。 3、晶圆A翻转并和晶圆B键合，在热反应中晶圆A的H 脱离A和B键合 4、经过CMP和晶圆清洗就形成键合SOI晶圆 6. 列出三种外延硅的原材料，三种外延硅掺杂物【填空】 6名词解释：CZ法提拉工艺、FZ法工艺、SOI、HOT(混合晶向)、应变硅 CZ法：直拉单晶制造法。FZ法：悬浮区融法。SOI：在绝缘层衬底上异质外延硅获得的外延材料。HOT：使用选择性外延技术，可以在晶圆上实现110和100混合晶向材料。应变硅：通过向单晶硅施加应力，硅的晶格原子将会被拉长或者压缩不同与其通常原子的距离。 第五章热处理工艺
晶体加工工艺总结
晶体加工工艺总结（德清华瑞光学） 晶体加工 1、方解石：光轴面抛光后不能用白胶布保护，必需用黑胶布。光轴面B=Ⅲ，用玻璃盘细磨，细磨光圈半个左右。抛光：用绸布（真丝布）绑在抛光好的平玻璃板上，一定要平，然后用704粘合剂均匀地涂在绸布上，未干时放在平玻璃板上轻轻磨一下，然后等完全干透。 2、白宝石、红宝石：要求B=Ⅳ，θ=1′，N=1，ΔN=1/2。一般用钢盘加研磨膏抛光，钢盘一定要改好。如果B要求较高，可用特殊胶盘。细磨一定要好。 3、磁光（旋光）晶体：YIG、GGG。细磨一定用碳化硼280#，20#，抛光先用宝石粉W2.5抛亮后，再用刚玉微粉W1.5抛，用水晶作垫子。 4、BBO，微潮，磨砂用302#、302.5#。在铁盘或玻璃盘上磨。抛光用CeO2可抛好。晶体易开裂，加工时及加工前后均应注意保持恒温。并要求选取无包裹的纯单晶加工，有方向要求。BBO晶体较软，易划伤，抛光面不可与任合物擦拭。BBO晶体易潮解，抛光后置于红外灯下烘干，然后置于密封干燥的容器中保存。 5、氟化钙（CaF2）B=Ⅲ，可用CeO2抛好。用302#、303#磨砂，用宝石粉抛亮后，改用钻石粉水溶液抛光圈和道子。用宝石粉W1抛光很快，然后用W0.5 抛光圈和道子。用聚胺树脂作抛光模范，也可用宝石粉抛亮后用氧化铬抛光，胶盘用软胶盘，工件最好抛高光圈，但不必高太多。 6、LBO材料硬度与K9相似，点胶上盘，如封蜡可用电烙铁直接封，研磨、抛光同K9玻璃相似，用CeO2抛光。 7、氟锂锶锂：软晶体、易坏，B=Ⅱ，上盘用红外灯慢慢加热。在清洗时不可多擦表面，否则易出道子。用氟化锂做保护片，W1.５刚玉粉抛亮后改用Ｗ０.５钻石微粉水溶液抛光。用CeO2抛光也可抛好。（５００目） 8、KTP晶体：硬度和ＺＦ相差不多，用ＺＦ做保护片，进行抛光。ＫＤ＊Ｐ、ＫＴ＊Ｐ，用软胶盘（一般用特殊配制的胶盘），也可用１＃（天较冷）２＃（天较热）号胶盘，抛光后用洗砂倒边。ＫＤ＊Ｐ易潮解、易碎，抛光时温度、湿度要求较高。 9、双４５°ＬＮ电光Ｑ开关：双４５°ＬＮ电光Ｑ开关是一种利用ＬＮ晶体作材料加工成的斜方棱镜，有六个加工面，其中四个面抛光，另两个面只须定向和研磨。在四个抛光面中，入射面、出射面为晶体Ｙ晶面。入射面、出射面的夹角为４５°±１′，电极面为Ｘ晶面，须镀金。加工时首先要确定Ｙ基准面，Ｘ、Ｙ晶面的衍射角为θ（１１０）＝１７°２４′和θ（３００）＝３１°１２′。上盘用石膏模固定，配盘材料用ＬＮ或与ＬＮ相似的Ｋ９玻璃。加工时入射面、出射面主要控制几何尺寸和平行度，技术要求：Ｎ＝１/４、Ｂ＝Ⅲ，θ≤１０〞。加工第一个４５°反射面主要控制角度和塔差，第二个４５°反射面除控制零件的长度外，还要控制光线经过四个抛光面反射后所反映出来的综合平行度。由于光线在晶体内部经过四次反射，因此测量综合平行度只是分划板读数的１／４n（n为ＬＮ折射率）通常要求θ≤１０〞。ＬＮ电光Ｑ开关的两个４５°反射面的粗糙程度的好坏与晶体抗激光损伤能力密切相关。ＬＮ属于铁电晶体，当抛光级剂选用不当时会出现抛不亮或返毛现象，可通过选高熔点的抛光剂或在溶液中加入ＨＣＬ或肥皂粉，如果仍不行须重新磨砂。 10、Mg2SiO4 (镁橄榄石)晶体，莫氏硬度为7，抛光较难。 1、用聚胺树脂硬胶盘加Ｗ3.５、Ｗ2.５宝石研磨膏抛光，大约要5~6小时，一天左右可抛亮。 2、抛亮厚用Ｗ０.５钻石微粉水溶液改光圈。低光圈较难改。 11、SeZn晶体，软晶体。磨砂用302#、302.5#在玻璃盘上，抛光用软胶盘，先用W1.
微电子学概论复习资料最终版 仅供参考
1，晶体管的发明 ENIAC计算机是由电子管构成的 1947年12月23日，第一次观测到了具有放大作用的晶体管 2，历史发展 1946年第一台计算机：ENIAC 1947年12月23日第一个晶体管：NPN Ge晶体管W. Schokley J. Bardeen W. Brattain 1977年在北京大学诞生第一块大规模集成电路 1958年以德克萨斯仪器公司基尔比(Clair Kilby)研制出了世界上第一块集成电路，并于1959年公布。TI公司的Kilby，12个器件，Ge晶片 3，微电子学的概念 微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路及系统的电子学分支。微电子学——微型电子学核心——集成电路 4，集成电路的概念 集成电路：Integrated Circuit，缩写IC。是指通过一系列工艺,在单片半导体材料上(Si或GaAs)加工出许多元器件（有源和无源），这些元器件按照一定要求连接起来，作为一个不可分割的整体执行某一特定功能。 （通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能）
1.金属、半导体、绝缘体 金属：电导率106～104(W?cm-1)，不含禁带； 半导体：电导率104~10-10(W?cm-1)，含禁带； 绝缘体：电导率<10-10(W?cm-1)，禁带较宽； 金属、半导体、绝缘体的区别：半导体中存在着禁带，而金属中不存在；半导体和绝缘体的禁带宽度和电导率的温度特性不同。 2.半导体的特点： （1）电导率随温度上升而指数上升； （2）杂质的种类和数量决定其电导率； （3）可以实现非均匀掺杂； （4）光辐照、高能电子注入、电场和磁场等影响其电导率； 3.P型/N型半导体 N型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为电子半导体。在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷(或锑)。 P型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为空穴半导体。在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟）。 4.多子、少子的概念 多子：多数载流子n型半导体：电子p型半导体：空穴 少子：少数载流子n型半导体：空穴p型半导体：电子 电子和空穴统称为载流子。 5.能带、导带、价带、禁带 能带之间的间隙叫禁带，一个能带到另一个能带之间的能量差称为禁带宽度。 价带：0K条件下被电子填充的能量最高的能带 导带： 0K条件下未被电子填充的能量最低的能带 禁带：导带底与价带顶之间能带 带隙：导带底与价带顶之间的能量差 5.本征半导体：没有掺杂的半导体（相对应的为掺杂半导体） 6.半导体迁移率 迁移率：单位电场作用下载流子获得平均速度，反映了载流子在电场作用下输运能力 影响迁移率的因素：有效质量和平均弛豫时间（散射） 体现在：温度和掺杂浓度 7.扩散和漂移 扩散运动：多数载流子因浓度上的差异而形成的运动。 漂移运动：少数载流子在内电场作用下有规则的运动。 漂移运动和扩散运动的方向相反 正向偏置时，扩散大于漂移；反向偏置时，漂移大于扩散 8.过剩载流子 由于受外界因素如光、电的作用，半导体中载流子的分布偏离了平衡态分布，称这些偏离平衡分布的载流子为过剩载流子. 9.PN结，为什么会单向导电，正向特性、反向特性， 正向特性：正向偏置时，扩散大于漂移，称为PN结的正向注入效应。 反向特性：反向偏置时，漂移大于扩散, PN结的反向抽取作用。 10.双极晶体管的基本结构及特点 双极晶体管（三极管）的结构：由两个相距很近的PN结组成：
半导体集成电路工艺复习
第一次作业： 1，集成时代以什么来划分？列出每个时代的时间段及大致的集成规模。答： 类别时间 数字集成电路 模拟集成电路MOS IC 双极IC SSI 1960s前期 MSI 1960s~1970s 100～500 30～100 LSI 1970s 500～2000 100～300 VLSI 1970s后期~1980s后期>2000 >300 ULSI 1980s后期~1990s后期 GSI 1990s后期~20世纪初 SoC 20世纪以后 2，什么是芯片的集成度？它最主要受什么因素的影响？ 答：集成度：单个芯片上集成的元件（管子）数。受芯片的关键尺寸的影响。 3，说明硅片与芯片的主要区别。 答：硅片是指由单晶生长，滚圆，切片及抛光等工序制成的硅圆薄片，是制造芯片的原料，用来提供加工芯片的基础材料；芯片是指在衬底上经多个工艺步骤加工出来的，最终具有永久可是图形并具有一定功能的单个集成电路硅片。 4，列出集成电路制造的五个主要步骤，并简要描述每一个步骤的主要功能。 答：晶圆(硅片)制备(Wafer Preparation)； 硅(芯）片制造(Wafer Fabrication)：在硅片上生产出永久刻蚀在硅片上的一整套集成电路。硅片测试/拣选(Die T est/Sort)：单个芯片的探测和电学测试，选择出可用的芯片。 装配与封装(Assembly and Packaging)：提供信号及电源线进出硅芯片的界面；为芯片提供机械支持，并可散去由电路产生的热能；保护芯片免受如潮湿等外界环境条件的影响。 成品测试与分析（或终测）(Final T est)：对封装后的芯片进行测试，以确定是否满足电学和特性参数要求。 5，说明封装的主要作用。对封装的主要要求是什么。 答：封装的作用：提供信号及电源线进出硅芯片的界面；为芯片提供机械支持，并可散去由电路产生的热能；保护芯片免受如潮湿等外界环境条件的影响。 主要要求：电气要求：引线应当具有低的电阻、电容和电感。机械特性和热特性：散热率应当越高越好;机械特性是指机械可靠性和长期可靠性。低成本：成本是必须要考虑的比较重要的因素之一。 6，什么是芯片的关键尺寸？这种尺寸为何重要？自半导体制造业开始以来，芯片的关键尺寸是如何变化的？他对芯片上其他特征尺寸的影响是什么？ 答：芯片上器件的物理尺寸被称为特征尺寸；芯片上的最小的特征尺寸被称为关键尺寸，且被作为定义制造工艺水平的标准。 为何重要：他代表了工艺上能加工的最小尺寸，决定了芯片上的其他特征尺寸，从而决定了芯片的面积和芯片的集成度，并对芯片的性能有决定性的影响，故被定义为制造工艺水平的标准。
微电子技术概论期末试题
《微电子技术概论》期末复习题 试卷结构： 填空题40分，40个空，每空1分， 选择题30分，15道题，每题2分， 问答题30分，5道题，每题6分 填空题 1.微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的。 2.微电子学中实现的电路和系统又称为集成电路和集成系统，是微小化的。 3.集成电路封装的类型非常多样化。按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。 4.材料按其导电性能的差异可以分为三类：导体、半导体和绝缘体。 5. 迁移率是载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度。 6.PN 结的最基本性质之一就是其具有单向导电性。 7.根据不同的击穿机理，PN 结击穿主要分为雪崩击穿和隧道击穿这两种电击穿。 8.隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场。 9. PN结电容效应是PN结的一个基本特性。 10.PN结总的电容应该包括势垒电容和扩散电容之和。 11.在正常使用条件下，晶体管的发射结加正向小电压，称为正向偏置，集电结加反向大电压，称为反向偏置。 12.晶体管的直流特性曲线是指晶体管的输入和输出电流-电压关系曲线， 13.晶体管的直流特性曲线可以分为三个区域：放大区，饱和区，截止区。 14.晶体管在满足一定条件时，它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。 15.双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用，在电路中得到了大量的应用。 16. 一般情况下开关管的工作电压为 5V ，放大管的工作电压为 20V 。 17. 在N 型半导体中电子是多子，空穴是少子； 18. 在P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。 19. 所谓模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。 20. 收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号是模拟信号。 21. 所谓数字信号，指在时间上和幅度上离散取值的信号。 22. 计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。 23. 半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、二极
微电子器件原理总结
三种管子的工作原理、符号、结构、电流电压方程、电导、跨导、频率 然后还有集边效应，二次击穿 双极型晶体管： 发射极电流集边效应： （1）定义：由于p-n 结电流与结电压的指数关系，发射结偏压越高，发射极边缘处的电流较中间部位的电流越大 （2）原因：基区体电阻的存在引起横向压降所造成的 （3）影响：增大了发射结边缘处的电流密度，使之更容易产生大注入效应或有效基区扩展效应，同时使发射结面积不能充分利用 （4）限制：限制发射区宽度，定义发射极中心到边缘处的横向压降为kT /q 时所对应的发射极条宽为发射极有效宽度，记为2S eff 。S eff 称为有效半宽度。 发射极有效长度 ： （1）定义：沿极条长度方向，电极端部至根部之间压降为kT/q 时所对应的发射极长度称为发射极有效长度 （2）作用：类似于基极电阻自偏压效应，但沿Z 方向，作用在结的发射区侧 二次击穿和安全工作区： （1）现象：当晶体管集电结反偏增加到一定值时，发生雪崩击穿，电流急剧上升。当集电结反偏继续升高，电流I c 增大到某—值后,cb 结上压降突然降低而I c 却继续上升，即出现负阻效应。 （2）分类： 基极正偏二次击穿（I b >0）、零偏二次击穿和（I b =0）、反偏二次击穿（I b <0）。 （3）过程：①在击穿或转折电压下产生电流不稳定性； ②从高电压区转至低电压区，即结上电压崩落，该击穿点的电阻急剧下降； ③低压大电流范围：此时半导体处于高温下，击穿点附近的半导体是本征型的； ④电流继续增大，击穿点熔化，造成永久性损坏。 （4）指标：在二次击穿触发时间t d 时间内，消耗在晶体管中的能量 ?=d t SB IVdt E 0 称为二次击穿触发能量（二次击 穿耐量）。晶体管的E SB （二次击穿触发功率P SB )越大，其抗二次击穿能力越强。 （5）改善措施： 1、电流集中二次击穿 ①由于晶体管内部出现电流局部集中，形成“过热点”，导致该处发生局部热击穿。
微电子加工工艺总结资料
1、分立器件和集成电路的区别 分立元件：每个芯片只含有一个器件；集成电路：每个芯片含有多个元件。 2、平面工艺的特点 平面工艺是由Hoerni于1960年提出的。在这项技术中，整个半导体表面先形成一层氧化层，再借助平板印刷技术，通过刻蚀去除部分氧化层，从而形成一个窗口。 P-N结形成的方法： ①合金结方法 A、接触加热：将一个p型小球放在一个n型半导体上，加热到小球熔融。 B、冷却：p型小球以合金的形式掺入半导体底片，冷却后，小球下面形成一个再分布结晶区，这样就得到了一个 pn结。 合金结的缺点：不能准确控制pn结的位置。 ②生长结方法 半导体单晶是由掺有某种杂质（例如P型）的半导体熔液中生长出来的。 生长结的缺点：不适宜大批量生产。 扩散结的形成方式 与合金结相似点： 表面表露在高浓度相反类型的杂质源之中 与合金结区别点： 不发生相变，杂质靠固态扩散进入半导体晶体内部 扩散结的优点 扩散结结深能够精确控制。 平面工艺制作二极管的基本流程： 衬底制备——氧化——一次光刻（刻扩散窗口）——硼预沉积——硼再沉积——二次光刻（刻引线孔）——蒸铝——三次光刻（反刻铝电极）——P-N结特性测试 3、微电子工艺的特点 高技术含量设备先进、技术先进。 高精度光刻图形的最小线条尺寸在亚微米量级，制备的介质薄膜厚度也在纳米量级，而精度更在上述尺度之上。 超纯指工艺材料方面，如衬底材料Si、Ge单晶纯度达11个9。 超净环境、操作者、工艺三个方面的超净，如 VLSI在100级超净室10级超净台中制作。 大批量、低成本图形转移技术使之得以实现。 高温多数关键工艺是在高温下实现，如：热氧化、扩散、退火。
微电子工艺技术 复习要点答案(完整版)
第四章晶圆制造 1．CZ法提单晶的工艺流程。说明CZ法和FZ法。比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点。 答：1、溶硅2、引晶3、收颈4、放肩5、等径生长6、收晶。CZ法：使用射频或电阻加热线圈，置于慢速转动的石英坩埚内的高纯度电子级硅在1415度融化（需要注意的是熔硅的时间不宜过长）。将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒逐渐降低到熔融的硅中，籽晶表面得就浸在熔融的硅中并开始融化，籽晶的温度略低于硅的熔点。当系统稳定后，将籽晶缓慢拉出，同时熔融的硅也被拉出。使其沿着籽晶晶体的方向凝固。籽晶晶体的旋转和熔化可以改善整个硅锭掺杂物的均匀性。 FZ法：即悬浮区融法。将一条长度50-100cm 的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室。加热将多晶硅棒的低端熔化，然后把籽晶溶入已经熔化的区域。熔体将通过熔融硅的表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间，然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化。此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固，形成与籽晶相同的晶体结构。当加热线圈扫描整个多晶硅棒后，便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒。 CZ法优点：①所生长的单晶的直径较大，成本相对较低；②通过热场调整及晶转，坩埚等工艺参数的优化，可以较好的控制电阻率径向均匀性。缺点：石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响，易引入氧、碳杂质，不易生长高电阻率单晶。 FZ法优点：①可重复生长，提纯单晶，单晶纯度较CZ法高。②无需坩埚、石墨托，污染少③高纯度、高电阻率、低氧、低碳④悬浮区熔法主要用于制造分离式功率元器件所需要的晶圆。缺点：直径不如CZ法，熔体与晶体界面复杂，很难得到无位错晶体，需要高纯度多晶硅棒作为原料，成本高。 MCZ：改进直拉法优点：较少温度波动，减轻溶硅与坩埚作用，降低了缺陷密度，氧含量，提高了电阻分布的均匀性 2．晶圆的制造步骤【填空】 答：1、整形处理：去掉两端，检查电阻确定单晶硅达到合适的掺杂均匀度。 2、切片 3、磨片和倒角 4、刻蚀 5、化学机械抛光 3. 列出单晶硅最常使用的两种晶向。【填空】 答：111和100. 4. 说明外延工艺的目的。说明外延硅淀积的工艺流程。 答：在单晶硅的衬底上生长一层薄的单晶层。 5. 氢离子注入键合SOI晶圆的方法 答：1、对晶圆A清洗并生成一定厚度的SO2层。2、注入一定的H形成富含H的薄膜。3、晶圆A翻转并和晶圆B键合，在热反应中晶圆A的H脱离A和B键合。4、经过CMP和晶圆清洗就形成键合SOI晶圆 6. 列出三种外延硅的原材料，三种外延硅掺杂物【填空】 7、名词解释：CZ法提拉工艺、FZ法工艺、SOI、HOT(混合晶向)、应变硅 答：CZ法：直拉单晶制造法。FZ法：悬浮区融法。SOI：在绝缘层衬底上异质外延硅获得的外延材料。HOT：使用选择性外延技术，可以在晶圆上实现110和100混合晶向材料。应变硅：通过向单晶硅施加应力，硅的晶格原子将会被拉长或者压缩不同与其通常原子的距离。 第五章热处理工艺 1. 列举IC芯片制造过程中热氧化SiO2的用途？
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微电子工艺技术-复习要点答案) 完整版( 第四章晶圆制造法。比法和FZ1．CZ法提单晶的工艺流程。说明CZ FZ三种生长方法的优 缺点。较单晶硅锭CZ、MCZ和答：
法：使用射频或电阻加热线圈，置于慢速转动的石CZ3、收颈4、放肩5、等径生长6、收晶。 1、溶硅2、引晶。将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒）英坩埚内的高纯度电子级硅在1415度融化（需要注意的是熔硅的时间不宜过长逐渐降低到熔融的硅中，籽晶表面得就浸在熔融的硅中并开始融化，籽晶的温度略低于硅的熔点。当系统稳定后，将籽晶缓慢拉出，同时熔融的硅也被拉出。使其沿着籽晶晶体的方向凝固。籽晶晶体的旋转和熔化可以改善整个硅锭掺杂物的均匀性。的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室。加热将多晶硅棒的低端熔化，然后50-100cm FZ法：即悬浮区融法。将一条长度把籽晶溶入已经熔化的区域。熔体将通过熔融硅的表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间，然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化。此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固，形成与籽晶相同的晶体结构。当加热线圈扫描整个多晶硅棒后，便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒。法优点：①所生长的单晶的直径较大，成本相对较低；②通过热场调整及晶转，坩埚等工艺参数的优化，可以较好CZ的控制电阻率径向均匀性。缺点：石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响，易引入氧、碳杂质，不易生长高电阻率单晶。③高纯度、高电阻率、低法高。②无需坩埚、石墨托，污染少 CZFZ法优点：①可重复生长，提纯单晶，单晶纯度较法，熔体与晶体界面复杂，很④悬浮区熔法主要用于制造分离式功率元器件所需要的晶圆。缺点：直径不如CZ氧、低碳难得到无位错晶体，需要高纯度多晶硅棒作为原料，成本高。优点：较少温度波动，减轻溶硅与坩埚作用，降低了缺陷密度，氧含量，提高了电阻分布的均匀MC：改进直拉法 性 2．晶圆的制造步骤【填空】 答：1、整形处理：去掉两端，检查电阻确定单晶硅达到合适的掺杂均匀度。 2、切片 3、磨片和倒角 4、刻蚀 5、化学机械抛光
微电子学概论复习题及答案(详细版)
第一章 绪论 1．画出集成电路设计与制造的主要流程框架。 2．集成电路分类情况如何？ ?????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路B iCMOS B iMOS 型B iMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS 双极型单片集成电路按结构分类集成电路 3．微电子学的特点是什么？ 微电子学：电子学的一门分支学科 微电子学以实现电路和系统的集成为目的，故实用性极强。 微电子学中的空间尺度通常是以微米(m, 1m ＝10－6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的。 微电子学是信息领域的重要基础学科 微电子学是一门综合性很强的边缘学科 涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个学科 微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微
电子学发展的方向 微电子学的渗透性极强，它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等 4．列举出你见到的、想到的不同类型的集成电路及其主要作用。 集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑（微机）用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。 5．用你自己的话解释微电子学、集成电路的概念。 集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。 6．简单叙述微电子学对人类社会的作用。 可以毫不夸张地说，没有微电子技术的进步，就不可能有今天信息技术的蓬勃发展，微电子已经成为整个信息社会发展的基石。随着微电子的发展，器件的特征尺寸越来越小第二章半导体物理和器件物理基础 1．什么是半导体？特点、常用半导体材料 什么是半导体？ 金属：电导率106～104(W?cm-1)，不含禁带； 半导体：电导率104~10-10(W?cm-1)，含禁带； 绝缘体：电导率<10-10(W?cm-1)，禁带较宽； 半导体的特点： （1）电导率随温度上升而指数上升； （2）杂质的种类和数量决定其电导率； （3）可以实现非均匀掺杂； （4）光辐照、高能电子注入、电场和磁场等影响其电导率； 硅：地球上含量最丰富的元素之一，微电子产业用量最大、也是最重要的半导体材料。 硅(原子序数14)的物理化学性质主要由最外层四个电子（称为价电子）决定。每个硅原子近邻有四个硅原子，每两个相邻原子之间有一对电子，它们与两个原子核都有吸引作用，称为共价键。 化合物半导体：III族元素和V族构成的III-V族化合物，如，GaAs(砷化镓)，InSb(锑化铟)，GaP(磷化镓)，InP(磷化铟)等，广泛用于光电器件、半导体激光器和微波器件。2.掺杂、施主/受主、P型/N型半导体（课件） 掺杂：电子摆脱共价键所需的能量，在一般情况下，是靠晶体内部原子本身的热运动提供的。常温下，硅里面由于热运动激发价健上电子而产生的电子和空穴很少，它们对硅的导电性的影响是十分微小的。室温下半导体的导电性主要由掺入半导体中的微量的杂质（简称掺杂）来决定，这是半导体能够制造各种器件的重要原因。 施主：Donor，掺入半导体的杂质原子向半导体中 提供导电的电子，并成为带正电的离子。如 Si中掺的P 和As（最外层有5个价电子） 受主：Acceptor，掺入半导体的杂质原子向半导体中 提供导电的空穴，并成为带负电的离子。如 Si中掺的B(硼）（最外层只有3个价电子）
半导体工艺主要设备大全
清洗机超音波清洗机是现代工厂工业零件表面清洗的新技术,目前已广泛应用于半导体硅片的清洗。超声波清洗机“声音也可以清洗污垢”——超声波清洗机又名超声波清洗器，以其洁净的清洗效果给清洗界带来了一股强劲的清洗风暴。超声波清洗机（超声波清洗器）利用空化效应，短时间内将传统清洗方式难以洗到的狭缝、空隙、盲孔彻底清洗干净，超声波清洗机对清洗器件的养护，提高寿命起到了重要作用。CSQ系列超声波清洗机采用内置式加热系统、温控系统，有效提高了清洗效率；设置时间控制装置，清洗方便；具有频率自动跟踪功能，清洗效果稳定；多种机型、结构设计，适应不同清洗要求。CSQ系列超声波清洗机适用于珠宝首饰、眼镜、钟表零部件、汽车零部件，医疗设备、精密偶件、化纤行业（喷丝板过滤芯）等的清洗；对除油、除锈、除研磨膏、除焊渣、除蜡，涂装前、电镀前的清洗有传统清洗方式难以达到的效果。恒威公司生产CSQ系列超声波清洗机具有以下特点：不锈钢加强结构，耐酸耐碱；特种胶工艺连接，运行安全；使用IGBT模块，性能稳定；专业电源设计，性价比高。反渗透纯水机去离子水生产设备之一，通过反渗透原理来实现净水。 纯水机清洗半导体硅片用的去离子水生产设备，去离子水有毒，不可食用。 净化设备主要产品：水处理设备、灌装设备、空气净化设备、净化工程、反渗透、超滤、电渗析设备、EDI装置、离子交换设备、机械过滤器、精密过滤器、UV紫外线杀菌器、臭氧发生器、装配式洁净室、空气吹淋室、传递窗、工作台、高校送风口、空气自净室、亚高、高效过滤器等及各种配件。 风淋室：运用国外先进技术和进口电器控制系统,组装成的一种使用新型的自动吹淋室.它广泛用于微电子医院\制药\生化制品\食品卫生\精细化工\精密机械和航空航天等生产和科研单位,用于吹除进入洁净室的人体和携带物品的表面附着的尘埃,同时风淋室也起气的作用,防止未净化的空气进入洁净区域,是进行人体净化和防止室外空气污染洁净的有效设备. 抛光机整个系统是由一个旋转的硅片夹持器、承载抛光垫的工作台和抛光浆料供给装置三大部分组成。化学机械抛光时，旋转的工件以一定的压力压在旋转的抛光垫上，而由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在工件与抛光垫之间流动，并产生化学反应，工件表面形成的化学反应物由磨粒的机械作用去除，即在化学成膜和机械去膜的交替过程中实现超精密表面加工，人们称这种CMP为游离磨料CMP。 电解抛光电化学抛光是利用金属电化学阳极溶解原理进行修磨抛光。将电化学预抛光和机械精抛光有机的结合在一起，发挥了电化学和机构两类抛光特长。它不受材料硬度和韧性的限制，可抛光各种复杂形状的工件。其方法与电解磨削类似。导电抛光工具使用金钢石导电锉或石墨油石，接到电源的阴极，被抛光的工件（如模具）接到电源的阳极。 光刻胶又称光致抗蚀剂，由感光树脂、增感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像（见图光致抗蚀剂成像制版过程）。光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制版等过程。光刻胶的技术复杂，品种较多。根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的是负性胶；反之，对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在硅片表面刻蚀所需的电路图形。基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。①光聚合型，采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。②光分解型，采用含有叠氮醌类化合