集成电路工艺原理试题.docx

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集成电路工艺原理

　　[填空题]1高纯硅制备过程为（）→（）→（）→（）→（）。

　　参考答案：

氧化硅；粗硅；低纯四氯化硅；高纯四氯化硅；高纯硅

　　[填空题]2热氧化制备SiO2的方法可分为四种，包括（）、（）、（）、（）。

　　参考答案：

干氧氧化；水蒸汽氧化；湿氧氧化；氢氧合成氧化

　　[填空题]3常规平面工艺扩散工序中的恒定表面源扩散过程中，杂质在体内满足（）函数分布。

常规平面工艺扩散工序中的有限表面源扩散过程中，杂质在体内满足（）函数分布。

　　参考答案：

余误差；高斯分布

　　[填空题]4真空蒸发设备由三大部分组成，分别是（）、（）、（）及（）系统。

　　参考答案：

真空系统；蒸发系统；基板；加热

　　[填空题]5常用的溅射镀膜气体是（），射频溅射镀膜的射频频率是（）。

　　参考答案：

氩气（Ar）；13.56MHz

　　[填空题]6特大规模集成电路（ULIC）对光刻的基本要求包括（）、（）、（）、（）、（）等五个方面。

　　参考答案：

高分辨率；高灵敏度的光刻胶；低缺陷；精密的套刻对准；对大尺寸硅片的加工

　　[填空题]7湿法腐蚀Si所用溶液有（）、（）等，腐蚀SiO2常用的腐蚀剂是（），腐蚀Si3N4常用的腐蚀剂是（）。

　　参考答案：

硝酸-氢氟酸-醋酸（或水）混合液；KOH溶液；HF溶液；磷酸[判断题]

　　8、连续固溶体可以是替位式固溶体，也可以是间隙式固溶体。

　　参考答案：

错

　　[判断题]

　　9、热氧化生长的SiO2都是四面体结构，有桥键氧、非桥键氧，桥键氧越多结构越致密，SiO2中有离子键成份，氧空位表现为带正电。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　10、温度对氧化速率常数

　　A、B都有影响，压强只影响氧化速率常数B。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　11、预淀积扩散是为了提供足够的杂质总量，而再分布扩散是为了达到需要的扩散深度并同时在硅的表面获得一定厚度的氧化层。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　12、离子注入工艺中被掺杂的材料称为靶，靶材料可以是晶体，也可以是非晶体，非晶靶也称为无定形靶。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　13、蒸发镀膜中电阻加热源可分为直接加热源和间接加热源，其中间接加热源是把待蒸发材料放入坩埚中，对坩埚进行间接加热。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　14、LPCVD系统中淀积速率是受表面反应控制的，APCVD系统中淀积速率受质量输运控制。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　15、通常称在低阻衬底材料上生长高阻外延层的工艺为正向外延，反之称为反向外延。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　16、集成电路制造工艺中隔离扩散的深度可以不超过外延层的厚度。

　　参考答案：

错

　　[填空题]17不同（）的硅片，它的化学、电学、和机械性质都（），这会影响最终的（）。

例如（），界面态等。

　　参考答案：

晶向；不同；器件性能；迁移率

　　[填空题]18简述掺氯氧化工艺。

　　参考答案：

在氧化工艺中，通常在氧化系统中通入少量的HCl气体（浓度在3%以下）以改善SiO2–Si的界面特性。

其优点：

①氯离子进入SiO2–Si界面与正电荷中和以减少界面处的电荷积累。

　　②氧化前通入氯气处理氧化系统以减少可动离子沾污。

　　[填空题]19简述热生长氧化层与沉积氧化层的区别。

　　参考答案：

①结构及质量：

热生长的比沉积的结构致密，质量好。

　　②成膜温度：

热生长的比沉积的温度高。

可在400℃获得沉积氧化层，在第一层金属布线形成完进行，做为金属之间的层间介质和顶层钝化层。

　　③硅消耗：

热生长的消耗硅，沉积的不消耗硅。

　　[填空题]20结深

　　参考答案：

杂质扩散浓度分布曲线与衬底掺杂浓度曲线交点的位置称为结深。

　　[填空题]21简述离子注入退火目的与方法。

　　参考答案：

工艺目的：

消除晶格损伤，并且使注入的杂质转入替位位置从而实现电激活。

　　①高温热退火通常的退火温度：

＞950℃，时间：

30分钟左右缺点：

高温会导致杂质的再分布。

　　②快速热退火采用RTP，在较短的时间（10-3～10-2秒）内完成退火。

　　优点：

杂质浓度分布基本不发生变化。

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　　[填空题]22简述什么是光刻胶、光刻胶的用途、光刻对光刻胶的要求。

　　参考答案：

光刻胶是一种有机化合物，它受紫外线曝光后在显影液中的溶解度发生显著变化，而未曝光的部分在显影液中几乎不溶解。

　　光刻胶的用途：

①做硅片上的图形模版（从掩膜版转移到硅片上的图形）；②在后续工艺中，保护下面的材料（例如刻蚀或离子注入）。

　　光刻对光刻胶的要求：

①分辨率高；②对比度好；③敏感度好；④粘滞性好；⑤粘附性好；⑥抗蚀性好；⑦颗粒少。

　　[填空题]23简述刻蚀的概念、工艺目的、分类、应用。

　　参考答案：

概念：

用化学或物理的方法，有选择地去除硅片表面层材料的过程称为刻蚀。

　　工艺目的：

把光刻胶图形精确地转移到硅片上，最后达到复制掩膜版图形的目的。

刻蚀是在硅片上复制图形的最后图形转移工艺，是集成电路制造的重要工艺之一。

　　刻蚀的分类：

①按工艺目的分类：

有图形刻蚀、无图形刻蚀。

无图形刻蚀：

材料去除和回蚀。

　　②按工艺手段分类：

干法刻蚀和湿法刻蚀。

　　③按刻蚀材料分类：

金属刻蚀、介质刻蚀、硅刻蚀。

　　应用：

在硅片上制作不同的特征图形，包括选择性氧化的氮化硅掩蔽层、沟槽隔离和硅槽电容的沟槽、多晶硅栅、金属互联线、接触孔和通孔。

　　[填空题]24简述ULSI对刻蚀的要求。

　　参考答案：

①对不需要刻蚀的材料（主要是光刻胶和下层材料）的高选择比；②可接受产能的刻蚀速率；③好的侧壁剖面控制；④好的片内均匀性；⑤低的器件损伤；⑥宽的工艺窗口。

　　[填空题]25简述集成电路对薄膜的要求。

　　参考答案：

①好的台阶覆盖能力；②填充高深宽比间隙的能力；③好的厚度均匀性；④高纯度和高密度；⑤受控制的化学剂量；⑥高度的结构完整性和低的应力；⑦好的电学特性；⑧对衬底材料或下层膜有好的粘附性。

　　[填空题]26简述低压CVD系统（LPCVD）的优缺点。

　　参考答案：

反应速度限制为主、温度控制要求高。

　　优点：

膜致密、颗粒少，硅片可密集摆放，台阶覆盖较好（主要决定于反应气体）。

　　缺点：

速度较慢。

　　[填空题]27简述溅射的优缺点。

　　参考答案：

优点：

①台阶覆盖能力好；②能沉积金属合金；③能进行原位溅射刻蚀。

　　缺点：

溅射速率低，金属膜含氩。

　　[填空题]28简述铝的结穿刺现象及解决方法。

　　参考答案：

在纯铝和硅的界面加热合金化过程中（450～500℃），硅开始溶解在铝中直到在铝中的浓度达到0.5％，该过程消耗硅并在硅中形成空洞，可穿透浅结，引起短路。

　　解决方法：

①使用含硅（1~2%）的铝合金，铝中硅已饱和，抑制硅向铝中扩散；②引入阻挡层金属（例如TiN）以抑制硅扩散。

　　[填空题]29化学机械平坦化（CMP）

　　参考答案：

也称为化学机械抛光CMP是通过化学反应和机械研磨相结合的方法对表面起伏的硅片进行平坦化的过程。

　　[填空题]30简述倒掺杂阱技术的步骤。

　　参考答案：

连续三次离子注入①第一次高能量（＞200KEV）、深结（~1.0μm）倒掺杂注入，以减小CMOS器件的闭锁效应；②第二次中能量注入，以保证源漏击穿电压；③第三次小剂量注入，以调整阈值电压。

　　[填空题]31简述侧墙工艺目的。

　　参考答案：

侧墙用来环绕多晶硅栅侧壁阻挡大剂量的S/D注入以免其接近沟道导致源漏穿通。

　　[填空题]32晶圆制备的九个工艺步骤分别是（）、整型、（）、磨片倒角、刻蚀、（）、清洗、检查和包装。

　　参考答案：

单晶生长；切片；抛光

　　[填空题]33影响CZ直拉法的两个主要参数是（）和（）。

　　参考答案：

拉伸速率；晶体旋转速率

　　[填空题]34用于热工艺的立式炉的主要控制系统分为五部分（）、（）、气体分配系统、尾气系统和（）。

　　参考答案：

工艺腔；硅片传输系统；温控系统

　　[填空题]35立式炉的工艺腔或炉管是对硅片加热的场所，它由垂直的（）、（）和（）组成。

　　参考答案：

石英工艺腔；加热器；石英舟

　　[填空题]36在外延工艺中，如果膜和衬底材料（），例如硅衬底上长硅膜，这样的膜生长称为（）；反之，膜和衬底材料不一致的情况，例如硅衬底上长氧化铝，则称为（）。

　　参考答案：

相同；同质外延；异质外延[填空题]37写出三种半导体制造业的金属和合金（）、（）和（）。

　　参考答案：

Al；Cu；铝铜合金

　　[填空题]38光刻包括两种基本的工艺类型：

负性光刻和（），两者的主要区别是所用光刻胶的种类不同，前者是（），后者是（）。

　　参考答案：

正性光刻；负性光刻胶；正性光刻胶

　　[填空题]39刻蚀剖面指的是（），有两种基本的刻蚀剖面（）刻蚀剖面和（）刻蚀剖面。

　　参考答案：

被刻蚀图形的侧壁形状；各向同性；各向异性

　　[填空题]40集成电路制造中掺杂类工艺有（）和（）两种。

　　参考答案：

热扩散；离子注入

　　[填空题]41集成电路的发展时代分为（）、中规模集成电路

　　MSI、（）、超大规模集成电路

　　VLSI、（）。

　　参考答案：

小规模集成电路SSI；大规模集成电路LSI；甚大规模集成电路ULSI

　　[填空题]42制作钨塞的主要工艺步骤是：

1、（）；2、（）；3、（）；4、磨抛钨。

　　参考答案：

钛淀积阻挡层；氮化钛淀积；钨淀积

　　[判断题]

　　43、CZ直拉法是按照在20世纪90年代初期它的发明者的名字来命名的。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　44、当硅片暴露在空气中时，会立刻生成一层无定形的氧化硅薄膜。

　　参考答案：

对[判断题]

　　45、虽然直至今日我们仍普遍采用扩散区一词，但是硅片制造中已不再用杂质扩散来制作pn结，取而代之的是离子注入。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　46、快速热处理是一种小型的快速加热系统，带有辐射热和冷却源，通常一次处理一片硅片。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　47、外延就是在单晶衬底上淀积一层薄的单晶层，即外延层。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　48、与APCVD相比，LPCVD有更低的成本、更高的产量以及更好的膜性能，因此应用更为广泛。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　49、蒸发最大的缺点是不能产生均匀的台阶覆盖，但是可以比较容易的调整淀积合金的组分。

　　参考答案：

错

　　[判断题]

　　50、阻挡层金属是淀积金属或金属塞，其作用是增加上下层材料的附着。

　　参考答案：

错

　　[判断题]

　　51、表面起伏的硅片进行平坦化处理，主要采用将低处填平的方法。

　　参考答案：

错

　　[判断题]

　　52、电机电流终点检测不适合用作层间介质的化学机械平坦化。

　　参考答案：

对[判断题]

　　53、旋涂膜层是一种传统的平坦化技术，在0.35μm及以上器件的制造中常普遍应用于平坦化和填充缝隙。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　54、光刻区使用黄色荧光灯照明的原因是，光刻胶只对特定波长的光线敏感，例如深紫外线和白光，而对黄光不敏感。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　55、光刻的本质是把电路结构复制到以后要进行刻蚀和离子注入的硅片上。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　56、干法刻蚀是亚微米尺寸下刻蚀器件的最主要方法，湿法腐蚀一般只是用在尺寸较大的情况下刻蚀器件，例如大于3微米。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　57、刻蚀的高选择比意味着只刻除想要刻去的那一层材料。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　58、高密度等离子体刻蚀机是为亚0.25微米图形尺寸而开发的最重要的干法刻蚀系统。

　　参考答案：

对

　　[判断题]

　　59、纯净的半导体是一种有用的半导体。

　　参考答案：

错

　　[判断题]

　　60、扩散运动是各向同性的。

　　参考答案：

错