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1、 一、填空題（30 分=1 分*30）10 題/章 晶圓制備 1． 用來(lái)做芯片的高純硅被稱為（ 半導(dǎo)體級(jí)硅 ），英文簡(jiǎn)稱（ GSG ），有時(shí)也被稱為（ 2． 單晶硅生長(zhǎng)常用（ CZ 法 ）和（ 區(qū)熔法 ）兩種生長(zhǎng)方式，生長(zhǎng)后的單晶硅被稱為（ 3． 晶圓的英文是（ wafer ），其常用的材料是（ 硅 ）和（ 鍺 ）。  電子級(jí)硅 ）。 硅錠 ）。 4． 晶圓制備的九個(gè)工藝步驟分別是（ 單晶生長(zhǎng) ）、整型、（ 切片 ）、磨片倒角、刻蝕

2、、（ 拋光 ）、清洗、檢查和包裝。 5． 從半導(dǎo)體制造來(lái)講，晶圓中用的最廣的晶體平面的密勒符號(hào)是（ 100 ）、（110 ）和（111 ）。 6． CZ 直拉法生長(zhǎng)單晶硅是把（ 融化了的半導(dǎo)體級(jí)硅液體 ）變?yōu)椋?有正確晶向的 ）并且（ 被摻雜成 p 型或 n 型 ）的固體硅錠。 7． CZ 直拉法的目的是（ 實(shí)現(xiàn)均勻摻雜的同時(shí)并且復(fù)制仔晶的結(jié)構(gòu)，得到合適的硅錠直徑并且限制雜質(zhì)引入到 硅中 ）。影響 CZ 直拉法的兩個(gè)主要參數(shù)是（ 拉伸速率 ）和（ 晶體旋轉(zhuǎn)速率 ）。 8． 晶圓制備中的整型處理包括（ 去掉兩端 ）、（ 徑向研磨 ）和（ 硅片定位邊和定位槽 ）。

3、 9． 制備半導(dǎo)體級(jí)硅的過(guò)程：1（ 制備工業(yè)硅 ）；2（ 生長(zhǎng)硅單晶 ）；3（ 提純）。 氧化 10． 二氧化硅按結(jié)構(gòu)可分為（ ）和（ ）或（ ）。 11． 熱氧化工藝的基本設(shè)備有三種：（ 臥式爐 ）、（ 立式爐 ）和（ 快速熱處理爐 ）。 12． 根據(jù)氧化劑的不同，熱氧化可分為（ 干氧氧化 ）、（ 濕氧氧化 ）和（ 水汽氧化 ）。 13． 用于熱工藝的立式爐的主要控制系統(tǒng)分為五部分：（ 工藝腔 ）、（ 硅片傳輸系統(tǒng) ）、氣體分配系 統(tǒng)、尾氣系統(tǒng)和（ 溫控系統(tǒng) ）。 14．

4、選擇性氧化常見(jiàn)的有（ 局部氧化 ）和（ 淺槽隔離 ），其英語(yǔ)縮略語(yǔ)分別為 LOCOS 和（ STI ）。 15． 列出熱氧化物在硅片制造的 4 種用途：（ 摻雜阻擋 ）、（ 表面鈍化 ）、場(chǎng)氧化層和（ 金屬層間介 質(zhì) ）。 16． 可在高溫設(shè)備中進(jìn)行的五種工藝分別是（ 氧化 ）、（ 擴(kuò)散 ）、（ ）、退火和合金。 17． 硅片上的氧化物主要通過(guò)（ 熱生長(zhǎng) ）和（ 淀積 ）的方法產(chǎn)生，由于硅片表面非常平整，使得產(chǎn)生 的氧化物主要為層狀結(jié)構(gòu)，所以又稱為（ 薄膜 ）。 18． 熱氧化的目標(biāo)是按照（ ）要求生長(zhǎng)（

5、 ）、（ ）的二氧化硅薄 膜。 19． 立式爐的工藝腔或爐管是對(duì)硅片加熱的場(chǎng)所，它由垂直的（ 石英工藝腔 ）、（ 加熱器 ）和（ 石英 舟 ）組成。 淀積 20． 目前常用的 CVD 系統(tǒng)有：（ APCVD ）、（ LPCVD ）和（ PECVD ）。 21． 淀積膜的過(guò)程有三個(gè)不同的階段。第一步是（ 晶核形成 ），第二步是（ 聚焦成束 ），第三步是（ 匯 聚成膜 ）。 22．

6、縮略語(yǔ) PECVD、LPCVD、HDPCVD 和 APCVD 的中文名稱分別是（ 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積 ）、 （ 低壓化學(xué)氣相淀積 ）、高密度等離子體化學(xué)氣相淀積、和（ 常壓化學(xué)氣相淀積 ）。 23． 在外延工藝中，如果膜和襯底材料（ 相同 ），例如硅襯底上長(zhǎng)硅膜，這樣的膜生長(zhǎng)稱為（ 同質(zhì)外延 ）； 反之，膜和襯底材料不一致的情況，例如硅襯底上長(zhǎng)氧化鋁，則稱為（ 異質(zhì)外延 ）。 24． 如果淀積的膜在臺(tái)階上過(guò)度地變薄，就容易導(dǎo)致高的（ 膜應(yīng)力 ）、（ 電短路 ）或者在器件中產(chǎn)生 不希望的（ 誘生電荷 ）。

7、 25． 深寬比定義為間隙得深度和寬度得比值。高的深寬比的典型值大于（ ）。高深寬比的間隙使得難于淀積 形成厚度均勻的膜，并且會(huì)產(chǎn)生（ ）和（ ）。 26． 化學(xué)氣相淀積是通過(guò)（ ）的化學(xué)反應(yīng)在硅片表面淀積一層（ ）的工藝。硅片表面及其鄰近的區(qū)域被 （ ）來(lái)向反應(yīng)系統(tǒng)提供附加的能量。 27． 化學(xué)氣相淀積的基本方面包括：（ ）；（ ）；（ ）。 28． 在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界第一種類型的 CVD 是（ ），其發(fā)生在（ ）區(qū)域，在任何給定的時(shí)間，在硅片表 面（ ）的氣體分

8、子供發(fā)生反應(yīng)。 29． HDPCVD 工藝使用同步淀積和刻蝕作用，其表面反應(yīng)分為：（ ）、（ ）、（ ）、熱中性 CVD 和反射。 金屬化 30． 金屬按其在集成電路工藝中所起的作用，可劃分為三大類：（ ）、（ ）和（ ）。 31． 氣體直流輝光放電分為四個(gè)區(qū)，分別是：無(wú)光放電區(qū)、湯生放電區(qū)、輝光放電區(qū)和電弧放電區(qū)。其中輝光放 電區(qū)包括前期輝光放電區(qū)、（ ）和（ ），則濺射區(qū)域選擇在（ ）。 32． 濺射現(xiàn)象是在（ ）中觀察到的，集成電路工藝中利用它主要用來(lái)（ ），還可 以用來(lái)（ ）

9、。 33． 對(duì)芯片互連的金屬和金屬合金來(lái)說(shuō)，它所必備一些要求是：（ 導(dǎo)電率 ）、高黏附性、（ 淀積 ）、（ 平 坦化 ）、可靠性、抗腐蝕性、應(yīng)力等。 34． 在半導(dǎo)體制造業(yè)中，最早的互連金屬是（ 鋁 ），在硅片制造業(yè)中最普通的互連金屬是（ 鋁 ），即將取 代它的金屬材料是（ 銅 ）。 35． 寫出三種半導(dǎo)體制造業(yè)的金屬和合金（ Al ）、（ Cu ）和（ 鋁銅合金 ）。 36． 阻擋層金屬是一類具有（ 高熔點(diǎn) ）的難熔金屬，金屬鋁和銅的阻擋層金屬分別是（W ）和（

10、W ）。 37． 多層金屬化是指用來(lái)（ ）硅片上高密度堆積器件的那些（ ）和（ ）。 38． 被用于傳統(tǒng)和雙大馬士革金屬化的不同金屬淀積系統(tǒng)是：（ ）、（ ）、（ ）和銅電鍍。 39． 濺射主要是一個(gè)（ ）過(guò)程，而非化學(xué)過(guò)程。在濺射過(guò)程中，（ ）撞擊具有高純度的靶材料固體平板， 按物理過(guò)程撞擊出原子。這些被撞擊出的原子穿過(guò)（ ），最后淀積在硅片上。 平坦化 40． 縮略語(yǔ) PSG、BPSG、FSG 的中文名稱分別是（ ）、（ ）和（ ）。 41． 列舉硅片制造中用到 CMP 的幾個(gè)例子：（ ）、LI 氧化硅拋光、

11、（ ）、（ ）、鎢塞拋光和雙大馬士 革銅拋光。 42． 終點(diǎn)檢測(cè)是指（ CMP 設(shè)備 ）的一種檢測(cè)到平坦化工藝把材料磨到一個(gè)正確厚度的能力。兩種最常用的 原位終點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)是（ 電機(jī)電流終點(diǎn)檢測(cè) ）和（ 光學(xué)終點(diǎn)檢測(cè) ）。 43． 硅片平坦化的四種類型分別是（ 平滑 ）、部分平坦化、（ 局部平坦化 ）和（ 全局平坦化 ）。 44． 20 世紀(jì) 80 年代后期，（ ）開(kāi)發(fā)了化學(xué)機(jī)械平坦化的（ ），簡(jiǎn)稱（ ），并將其用于制造工藝中 對(duì)半導(dǎo)體硅片的平坦化。 45． 傳統(tǒng)的平坦化技術(shù)有（ ）、（ ）和（ ）。

12、 46． CMP 是一種表面（ 全局平坦化 ）的技術(shù)，它通過(guò)硅片和一個(gè)拋光頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)平坦化硅片表面， 在硅片和拋光頭之間有（ 磨料 ），并同時(shí)施加（ 壓力 ）。 47． 磨料是精細(xì)研磨顆粒和化學(xué)品的混合物，在（ ）中用來(lái)磨掉硅片表面的特殊材料。常用的有（ ）、金 屬鎢磨料、（ ）和特殊應(yīng)用磨料。 48． 有兩種 CPM 機(jī)理可以解釋是如何進(jìn)行硅片表面平坦化的：一種是表面材料與磨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一層容 易去除的表面層，屬于（ ）；另一種是（ ），屬于（ ）。 49． 反刻屬于（ ）的一種，表面起伏可以用一層厚的介質(zhì)或其他材

13、料作為平坦化的犧牲層，這一層犧牲材料填 充（ ），然后用（ ）技術(shù)來(lái)刻蝕這一犧牲層，通過(guò)用比低處快的刻蝕速率刻蝕掉高處的圖形來(lái)使表面的平 坦化。 光刻 50． 現(xiàn)代光刻設(shè)備以光學(xué)光刻為基礎(chǔ)，基本包括：（ ）、光學(xué)系統(tǒng)、（ ）、對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和 （ ）。 51． 光刻包括兩種基本的工藝類型：負(fù)性光刻和（ 正性光刻 ），兩者的主要區(qū)別是所用光刻膠的種類不 同，前者是（ 負(fù)性光刻膠 ），后者是（ 正性光刻膠 ）。 52． 寫出下列光學(xué)光刻中光源波長(zhǎng)的

14、名稱：436nmG 線、405nm（ ）、365nmI 線、248nm （ ）、193nm 深紫外、157nm（ ）。 53． 光學(xué)光刻中，把與掩膜版上圖形（ ）的圖形復(fù)制到硅片表面的光刻是（ ）性光刻；把與掩膜版上相 同的圖形復(fù)制到硅片表面的光刻是（ ）性光刻。 54． 有光刻膠覆蓋硅片的三個(gè)生產(chǎn)區(qū)域分別為（ ）、（ ）和（ ）。 55． I 線光刻膠的 4 種成分分別是（ ）、（ ）、（ ）和添加劑。 56． 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記主要有四種：一是（ ），二是（ ），三是精對(duì)準(zhǔn)，四是（ ）。

15、57． 光刻使用（ ）材料和可控制的曝光在硅片表面形成三維圖形，光刻過(guò)程的其它說(shuō)法是（ ）、 光刻、掩膜和（ ）。 58． 對(duì)于半導(dǎo)體微光刻技術(shù)，在硅片表面涂上（ ）來(lái)得到一層均勻覆蓋層最常用的方法是旋轉(zhuǎn)涂膠， 其有 4 個(gè)步驟：（ ）、旋轉(zhuǎn)鋪開(kāi)、旋轉(zhuǎn)甩掉和（ ）。 59． 光學(xué)光刻的關(guān)鍵設(shè)備是光刻機(jī)，其有三個(gè)基本目標(biāo)：（使硅片表面和石英掩膜版對(duì)準(zhǔn)并聚焦，包括圖形）；（通過(guò)對(duì)光刻膠曝光，把高分辨率的投影掩膜版上圖形復(fù)制到硅片上）；（在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出足夠多的符合產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格的硅片）。 刻蝕 60．

16、 在半導(dǎo)體制造工藝中有兩種基本的刻蝕工藝：（  ）和（  ）。前者是（  ）尺寸下刻蝕器件 的最主要方法，后者一般只是用在大于 3 微米的情況下。 61． 干法刻蝕按材料分類，主要有三種：（ ）、（ ）和（ ）。 62． 在干法刻蝕中發(fā)生刻蝕反應(yīng)的三種方法是（ 化學(xué)作用 ）、（ 物理作用 ）和（ 化學(xué)作用與物理作用 混合 ）。 63． 隨著銅布線中大馬士革工藝的引入，金屬化工藝變成刻蝕（ 介質(zhì) ）以形成一個(gè)凹槽，然后淀積（ 金屬 ）

17、 來(lái)覆蓋其上的圖形，再利用（ CMP ）把銅平坦化至 ILD 的高度。 64． 刻蝕是用（ 化學(xué)方法 ）或（ 物理方法 ）有選擇地從硅片表面去除不需要材料的工藝過(guò)程，其基本目 標(biāo)是（ 在涂膠的硅片上正確地復(fù)制掩膜圖形 ）。 65． 刻蝕剖面指的是（ 被刻蝕圖形的側(cè)壁形狀 ），有兩種基本的刻蝕剖面：（ 各向同性 ）刻蝕剖面 和（ 各向異性 ）刻蝕剖面。 66． 一個(gè)等離子體干法刻蝕系統(tǒng)的基本部件包括：（ ）、（ ）、氣體流量控制系統(tǒng)和（ ）。 67

18、． 在刻蝕中用到大量的化學(xué)氣體，通常用氟刻蝕（ ）；用氯和氟刻蝕（ ）；用氯、氟和溴刻蝕硅； 用氧去除（ ）。 68． 刻蝕有 9 個(gè)重要參數(shù)：（ ）、（ ）、刻蝕偏差、（ ）、均勻性、殘留物、聚合物形成、 等離子體誘導(dǎo)損傷和顆粒污染。 69． 鎢的反刻是制作（ ）工藝中的步驟，具有兩步：第一步是（ ）；第二步是（ ）。 擴(kuò)散 70． 本征硅的晶體結(jié)構(gòu)由硅的（ ）形成，導(dǎo)電性能很差，只有當(dāng)硅中加

19、入少量的雜質(zhì)，使其結(jié)構(gòu)和（ ） 發(fā)生改變時(shí)，硅才成為一種有用的半導(dǎo)體，這一過(guò)程稱為（ ）。 71． 集成電路制造中摻雜類工藝有（ ）和（ ）兩種，其中（ ）是最重要的摻雜方法。 72． 摻雜被廣泛應(yīng)用于硅片制作的全過(guò)程，硅芯片需要摻雜（ ）和 VA 族的雜質(zhì)，其中硅片中摻入磷原子 形成（ ）硅片，摻入硼原子形成（ ）硅片。 73． 擴(kuò)散是物質(zhì)的一個(gè)基本性質(zhì)，分為三種形態(tài)：（ 氣相 ）擴(kuò)散、（ 液相 ）擴(kuò)散和（ 固相 ）擴(kuò) 散。

20、 74． 雜質(zhì)在硅晶體中的擴(kuò)散機(jī)制主要有兩種，分別是（ 間隙式擴(kuò)散機(jī)制 ）擴(kuò)散和（ 替代式擴(kuò)散機(jī)制 ） 擴(kuò)散。雜質(zhì)只有在成為硅晶格結(jié)構(gòu)的一部分，即（ 激活雜質(zhì)后 ），才有助于形成半導(dǎo)體硅。 75． 擴(kuò)散是物質(zhì)的一個(gè)基本性質(zhì)，描述了（ 一種物質(zhì)在另一種物質(zhì)中的運(yùn)動(dòng) ）的情況。其發(fā)生有兩個(gè)必要條 件：（一種材料的濃度必須高于另一種材料的濃度 ）和（ 系統(tǒng)內(nèi)必須有足夠的能量使高濃度的材料進(jìn)入或通過(guò)另 一種材料 ）。 76． 集成電路制造中摻雜類工藝有（ 熱擴(kuò)散 ）和（ 離子注入 ）兩種。在目前生產(chǎn)中，擴(kuò)散方式主要有兩 種：恒定表面源擴(kuò)散和（

21、 ）。 77． 硅中固態(tài)雜質(zhì)的熱擴(kuò)散需要三個(gè)步驟：（ 預(yù)淀積 ）、（ 推進(jìn) ）和（ 激活 ）。 78． 熱擴(kuò)散利用（ 高溫 ）驅(qū)動(dòng)雜質(zhì)穿過(guò)硅的晶體結(jié)構(gòu)，這種方法受到（ 時(shí)間 ）和（溫度 ）的影響。 79． 硅摻雜是制備半導(dǎo)體器件中（ ）的基礎(chǔ)。其中 pn 結(jié)就是富含（ IIIA 族雜質(zhì) ）的 N 型區(qū)域和富含 （ VA 族雜質(zhì) ）的 P 型區(qū)域的分界處。離子注入 80． 注入離子的能量可以分為三個(gè)區(qū)域：一是（ ），二是（ ），三是（ ）。 81． 控制溝道效應(yīng)的方法：（ ）；（ ）；（ ）和使用質(zhì)量較大的原子。

22、82． 離子注入機(jī)的掃描系統(tǒng)有四種類型，分別為（ ）、（ ）、（ ）和平行掃描。 83． 離子注入機(jī)的目標(biāo)是形成在（ ）都純凈的離子束。聚束離子束通常很小，必須通過(guò)掃描覆蓋整個(gè)硅片 。 掃描方式有兩種，分別是（ ）和（ ）。 84． 離子束轟擊硅片的能量轉(zhuǎn)化為熱，導(dǎo)致硅片溫度升高。如果溫度超過(guò)100 攝氏度，（ ）就會(huì)起泡脫 落，在去膠時(shí)就難清洗干凈。常采用兩種技術(shù)（ ）和（ ）來(lái)冷卻硅片。 85． 離子注入是一種靈活的工藝，必須滿足嚴(yán)格的芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要求。其兩個(gè)重要參數(shù)是（ ），即 （ ）和（

23、 ），即離子注入過(guò)程中，離子穿入硅片的總距離。 86． 最常用的雜質(zhì)源物質(zhì)有（ ）、（ ）、（ ）和 AsH3 等氣體。 87． 離子注入設(shè)備包含 6 個(gè)部分：（ ）、引出電極、離子分析器、（ ）、掃描系統(tǒng)和（ ）。 88． 離子注入工藝在（ ）內(nèi)進(jìn)行，亞 0.25 微米工藝的注入過(guò)程有兩個(gè)主要的目標(biāo)： （ ）；（ ）。 89． 離子注入是一種向硅襯底中引入（ ）的雜質(zhì)，以改變其（ ）的方法，它是一個(gè)物理過(guò)程，即不 發(fā)生（ ）。 工藝集成 90．

24、 芯片硅片制造廠可以分為 6 個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)區(qū)：擴(kuò)散區(qū)、（ 光刻區(qū) ）、刻蝕區(qū)、（ 注入?yún)^(qū) ）、（ 薄 膜區(qū) ）和拋光區(qū)。 91． 集成電路的發(fā)展時(shí)代分為：（ 小規(guī)模集成電路 SSI ）、中規(guī)模集成電路 MSI、（ 大規(guī)模集成電路 LSI ）、 超大規(guī)模集成電路 VLSI、（ 甚大規(guī)模集成電路 ULSI ）。 92． 集成電路的制造分為五個(gè)階段，分別為（ 硅片制造備 ）、（ 硅片制造 ）、硅片測(cè)試和揀選、（ 裝配和 封裝 ）、終測(cè)。 93． 制造電子器件的基本半導(dǎo)體材料是圓形單晶薄片，稱為硅片或（ 硅襯底 ）。在硅片制造廠，由硅片生產(chǎn)的

25、 半導(dǎo)體產(chǎn)品，又被稱為（ 微芯片 ）或（芯片 ）。 94． 原氧化生長(zhǎng)的三種作用是：1、（ ）；2、（ ）；3、 （ ）。 95． 淺槽隔離工藝的主要工藝步驟是：1、（ ）；2、氮化物淀積；3（ ）；4 （ ）。 96． 擴(kuò)散區(qū)一般是認(rèn)為是進(jìn)行高溫工藝及薄膜淀積的區(qū)域。主要設(shè)備是高溫?cái)U(kuò)散爐，其能完成（ ）、擴(kuò)散、 （ ）、（ ）以及合金等多種工藝流程。 97． 光刻區(qū)位于硅片廠的中心，經(jīng)過(guò)光刻處理的硅片只流入兩個(gè)區(qū)，因此只有三個(gè)區(qū)會(huì)處理涂膠的硅片，它們是 （ ）、（ ）和（ ）。

26、98． 制作通孔 1 的主要工藝步驟是：1、（ 第一層層間介質(zhì)氧化物淀積 ）；2、（ 氧化物磨拋 ）；3、（ 第 十層掩模、第一層層間介質(zhì)刻蝕 ）。 99． 制作鎢塞 1 的主要工藝步驟是：1、（ 鈦淀積阻擋層 ）；2、（ 氮化鈦淀積 ）； 3、（ 鎢淀積 ）；4、磨拋鎢。 二、判斷題（10 分=1 分*10）10 題/章 晶圓制備 1． 半導(dǎo)體級(jí)硅的純度為 99.9999999%。（ √） 2． 冶金級(jí)硅的純度為 98%。（ √ ） 3． 西門子工藝生產(chǎn)的硅沒(méi)有按照希望的晶體順序排列原子。（

27、 √ ） 4． 對(duì)半導(dǎo)體制造來(lái)講，硅片中用得最廣的晶體平面是（100）、（110）和（111）。（ √ ） 5． CZ 直拉法是按照在 20 世紀(jì) 90 年代初期它的發(fā)明者的名字來(lái)命名的。（ √ ） 6． 用來(lái)制造 MOS 器件最常用的是（100）面的硅片，這是因?yàn)椋?00）面的表面狀態(tài)更有利于控制 MOS 器件 開(kāi)態(tài)和關(guān)態(tài)所要求的閾值電壓。（√ ） 7． （111）面的原子密度更大，所以更易生長(zhǎng)，成本最低，所以經(jīng)常用于雙極器件。（√ ） 8． 區(qū)熔法是 20 世紀(jì) 50 年代發(fā)展起來(lái)的，能生產(chǎn)到目前為止最純的硅單晶，含氧量非常少。（ √ ）

28、 9． 85%以上的單晶硅是采用 CZ 直拉法生長(zhǎng)出來(lái)的。（ √ ） 10． 成品率是指在一片晶圓上所有芯片中好芯片所占的百分比。（ √） 氧化 11． 當(dāng)硅片暴露在空氣中時(shí)，會(huì)立刻生成一層無(wú)定形的氧化硅薄膜。（ √） 12． 暴露在高溫的氧氣氛圍中，硅片上能生長(zhǎng)出氧化硅。生長(zhǎng)一詞表示這個(gè)過(guò)程實(shí)際是消耗了硅片上的硅材料。 （ √ ） 13． 二氧化硅是一種介質(zhì)材料，不導(dǎo)電。（ √ ） 14． 硅上的自然氧化層并不是一種必需的氧化材料，在隨后的工藝中要清洗 去除。（ √） 15． 柵氧一般通過(guò)熱生長(zhǎng)獲得。（ √ ） 16． 雖然直至

29、今日我們?nèi)云毡椴捎脭U(kuò)散區(qū)一詞，但是硅片制造中已不再用雜質(zhì)擴(kuò)散來(lái)制作 pn 結(jié)，取而代之的是離子注入。（√） 17． 氧化物有兩個(gè)生長(zhǎng)階段來(lái)描述，分別是線性階段和拋物線階段。（√ ） 18． 傳統(tǒng)的 0.25μm 工藝以上的器件隔離方法是硅的局部氧化。（ √） 19． 用于亞 0.25μm 工藝的選擇性氧化的主要技術(shù)是淺槽隔離。（√ ） 20． 快速熱處理是一種小型的快速加熱系統(tǒng)，帶有輻射熱和冷卻源，通常一次處理一片硅片。（ √ ） 淀積 21． CVD 是利用某種物理過(guò)程，例如蒸發(fā)或者濺射現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，即原子或分子由源轉(zhuǎn)移到襯底（硅）表面上，并

30、淀積成薄膜。（ × ） 22． 高阻襯底材料上生長(zhǎng)低阻外延層的工藝稱為正向外延。（ ×） 23． LPCVD 反應(yīng)是受氣體質(zhì)量傳輸速度限制的。（ √） 24． 外延就是在單晶襯底上淀積一層薄的單晶層，即外延層。（√ ） 25． 在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界第一種類型的 CVD 是 APCVD。（ √ ） 26． 外延就是在單晶襯底上淀積一層薄的單晶層，分為同質(zhì)外延和異質(zhì)外延兩大類。（ √ ） 27． CVD 反應(yīng)器的冷壁反應(yīng)器只加熱硅片和硅片支持物。（ √ ）冷壁反應(yīng)器通常只對(duì)襯底加熱， 28． APCVD 反應(yīng)器中的硅片通常是平放在一個(gè)平面上。（ √ ） 29． 與 A

31、PCVD 相比，LPCVD 有更低的成本、更高的產(chǎn)量以及更好的膜性能，因此應(yīng)用更為廣泛。 （ √ ） 30． LPCVD 緊隨 PECVD 的發(fā)展而發(fā)展。由 660℃降為 450℃，采用增強(qiáng)的等離子體，增加淀積能量，即低壓和低溫。（ ×） 金屬化 31． 接觸是指硅芯片內(nèi)的器件與第一層金屬層之間在硅表面的連接。（ √ ） 32． 大馬士革工藝來(lái)源于一種類似精制的鑲嵌首飾或藝術(shù)品的圖案。（ √ ） 33． 蒸發(fā)最大的缺點(diǎn)是不能產(chǎn)生均勻的臺(tái)階覆蓋，但是可以比較容易的調(diào)整淀積合金的組分。（ × ）很難調(diào)整淀積合金的組分 34． 大馬士革工藝的重點(diǎn)在

32、于介質(zhì)的刻蝕而不是金屬的刻蝕。（√ ） 35． 接觸是由導(dǎo)電材料如鋁、多晶硅或銅制成的連線將電信號(hào)傳輸?shù)叫酒牟煌糠?。?× ） 36． 多層金屬化指用來(lái)連接硅片上高密度堆積器件的那些金屬層。（ × ） 37． 阻擋層金屬是淀積金屬或金屬塞，其作用是增加上下層材料的附著。（× ） 38． 關(guān)鍵層是指那些線條寬度被刻蝕為器件特征尺寸的金屬層。（√ ） 39． 傳統(tǒng)互連金屬線的材料是鋁，即將取代它的金屬材料是銅。（ ×） 40． 濺射是個(gè)化學(xué)過(guò)程，而非物理過(guò)程。（ × ） 平坦化 41． 表面起伏的硅片進(jìn)行平坦化處理，主要采用將低處填平的方

33、法。（ × ） 42． 化學(xué)機(jī)械平坦化，簡(jiǎn)稱 CMP，它是一種表面全局平坦化技術(shù)。（ √ ） 43． 平滑是一種平坦化類型，它只能使臺(tái)階角度圓滑和側(cè)壁傾斜，但高度沒(méi)有顯著變化。（ √ ） 44． 反刻是一種傳統(tǒng)的平坦化技術(shù)，它能夠?qū)崿F(xiàn)全局平坦化。（ × ） 45． 電機(jī)電流終點(diǎn)檢測(cè)不適合用作層間介質(zhì)的化學(xué)機(jī)械平坦化。（√ ） 46． 在 CMP 設(shè)備中被廣泛采用的終點(diǎn)檢測(cè)方法是光學(xué)干涉終點(diǎn)檢測(cè)。（ √） 47． CMP 帶來(lái)的一個(gè)顯著的質(zhì)量問(wèn)題是表面微擦痕。小而難以發(fā)現(xiàn)的微擦痕導(dǎo)致淀積的金屬中存在隱藏區(qū)，可能引起同一層金屬之間的斷路。（ √） 48．

34、20 世紀(jì) 90 年代初期使用的第一臺(tái) CMP 設(shè)備是用樣片估計(jì)拋光時(shí)間來(lái)進(jìn)行終點(diǎn)檢測(cè)的。（ √ ） 49． 旋涂膜層是一種傳統(tǒng)的平坦化技術(shù)，在 0.35μm 及以上器件的制造中常普遍應(yīng)用于平坦化和填充縫隙。（√ ） 50． 沒(méi)有 CMP，就不可能生產(chǎn)甚大規(guī)模集成電路芯片。（ × ） 光刻 51． 最早應(yīng)用在半導(dǎo)體光刻工藝中的光刻膠是正性光刻膠。（ ×） 52． 步進(jìn)光刻機(jī)的三個(gè)基本目標(biāo)是對(duì)準(zhǔn)聚焦、曝光和合格產(chǎn)量。（ ×） 53． 光刻區(qū)使用黃色熒光燈照明的原因是，光刻膠只對(duì)特定波長(zhǎng)的光線敏感，例如深紫外線和白光，而對(duì)黃光不敏感。（ √） 54．

35、曝光后烘焙，簡(jiǎn)稱后烘，其對(duì)傳統(tǒng) I 線光刻膠是必需的。（ √ ） 55． 對(duì)正性光刻來(lái)說(shuō)，剩余不可溶解的光刻膠是掩膜版圖案的準(zhǔn)確復(fù)制。（√ ） 56． 芯片上的物理尺寸特征被稱為關(guān)鍵尺寸，即CD。（ √） 57． 光刻的本質(zhì)是把電路結(jié)構(gòu)復(fù)制到以后要進(jìn)行刻蝕和離子注入的硅片上。（ √ ） 58． 有光刻膠覆蓋硅片的三個(gè)生產(chǎn)區(qū)域分別為光刻區(qū)、刻蝕區(qū)和擴(kuò)散區(qū)。（ √） 59． 投影掩膜版上的圖形是由金屬鉭所形成的。（ × ）鉻 60． 光刻是集成電路制造工藝發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。（ √） 刻蝕 61． 各向異性的刻蝕剖面是在所有方向上（橫向和垂直方向）

36、以相同的刻蝕速率進(jìn)行刻蝕。（ × ） 62． 干法刻蝕是亞微米尺寸下刻蝕器件的最主要方法，濕法腐蝕一般只是用在尺寸較大的情況下刻蝕器件，例如大于 3 微米。（√ ） 63． 不正確的刻蝕將導(dǎo)致硅片報(bào)廢，給硅片制造公司帶來(lái)?yè)p失。（ √ ） 64． 對(duì)于大馬士革工藝，重點(diǎn)是在于金屬的刻蝕而不是介質(zhì)的刻蝕。（× ） 65． 刻蝕速率通常正比于刻蝕劑的濃度。（ √ ） 66． 刻蝕的高選擇比意味著只刻除 想要刻去的那一層材料。（√ ） 67． 在半導(dǎo)體生產(chǎn)中，濕法腐蝕是最主要的用來(lái)去除表面材料的刻蝕方法。（ ×） 68． 在刻蝕中用到大量的化學(xué)氣體

37、，通常用氟刻蝕二氧化硅。（ √） 69． 與干法刻蝕相比，濕法腐蝕的好處在于對(duì)下層材料具有高的選擇比，對(duì)器件不會(huì)帶來(lái)等離子體損傷，并且設(shè)備 簡(jiǎn)單。（ √ ） 70． 高密度等離子體刻蝕機(jī)是為亞 0.25 微米圖形尺寸而開(kāi)發(fā)的最重要的干法刻蝕系統(tǒng)。（ √） 擴(kuò)散 71． 在晶片制造中，有兩種方法可以向硅片中引入雜質(zhì)元素，即熱擴(kuò)散和離子注入。（√ ） 72． 晶體管的源漏區(qū)的摻雜采用自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，一次摻雜成功。（√ ） 73． 在硅中固態(tài)雜質(zhì)的熱擴(kuò)散需要三個(gè)步驟：預(yù)淀積、推進(jìn)和激活。（ √） 74． 純凈的半導(dǎo)體是一種有用的半導(dǎo)體。（ × ）

38、 75． CD 越小，源漏結(jié)的摻雜區(qū)越深。（√ ） 76． 摻雜的雜質(zhì)和沾污的雜質(zhì)是一樣的效果。（ × ） 77． 擴(kuò)散率越大，雜質(zhì)在硅片中的移動(dòng)速度就越大。（√ ） 78． 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是各向同性的。（ × ）水分子擴(kuò)散的各向異性 79． 硅中的雜質(zhì)只有一部分被真正激活，并提供用于導(dǎo)電的電子或空穴（大約 3%~5%），大多數(shù)雜質(zhì)仍然處在間隙位置，沒(méi)有被電學(xué)激活。（√ ） 80． 熱擴(kuò)散中的橫向擴(kuò)散通常是縱向結(jié)深的75%~85%。先進(jìn)的 MOS 電路不希望發(fā)生橫向擴(kuò)散，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致溝道長(zhǎng)度的減小，影響器件的集成度和性能。（ √） 離子注入

39、81． 離子注入會(huì)將原子撞擊出晶格結(jié)構(gòu)而損傷硅片晶格，高溫退火過(guò)程能使硅片中的損傷部分或絕大部分得到消除，摻入的雜質(zhì)也能得到一定比例的電激活。（√ ） 82． 離子注入中靜電掃描的主要缺點(diǎn)是離子束不能垂直轟擊硅片，會(huì)導(dǎo)致光刻材料的陰影效應(yīng)，阻礙離子束的注入。 （ √ ） 83． P 是 VA 族元素，其摻雜形成的半導(dǎo)體是 P 型半導(dǎo)體。（ √ ） 84． 硼是 VA 族元素，其摻雜形成的半導(dǎo)體是 P 型半導(dǎo)體。（ × ） 85． 離子注入是唯一能夠精確控制摻雜的手段。（ √ ） 86． 離子注入是一個(gè)物理過(guò)程，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（ √） 87． 離子注入

40、物質(zhì)必須以帶電粒子束或離子束的形式存在。（ √） 88． 離子注入的缺點(diǎn)之一是注入設(shè)備的復(fù)雜性。（ √ ） 89． 離子注入能夠重復(fù)控制雜質(zhì)的濃度和深度，因而在幾乎所有應(yīng)用中都優(yōu)于擴(kuò)散。（ ×） 90． 離子注入中高能量意味著注入硅片更深處，低能量則用于超淺結(jié)注入。 （ √） 工藝集成 91． CMOS 反相器電路的功效產(chǎn)生于輸入信號(hào)為零的轉(zhuǎn)換器。（ √ ） 92． CD 是指硅片上的最小特征尺寸。（ √ ） 93． 集成電路制造就是在硅片上執(zhí)行一系列復(fù)雜的化學(xué)或者物理操作。簡(jiǎn)而言之，這些操作可以分為四大基本類： 薄膜制作、刻

41、印、刻蝕和摻雜。（ √ ） 94． 人員持續(xù)不斷地進(jìn)出凈化間，是凈化間沾污的最大來(lái)源。（ √） 95． 硅片制造廠可分為六個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，各個(gè)區(qū)域的照明都采用同一種光源以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化。（ × ） 96． 世界上第一塊集成電路是用硅半導(dǎo)體材料作為襯底制造的。（ × ） 97． 集成電路是由 Kilby 和 Noyce 兩人于 1959 年分別發(fā)明，并共享集成電路的專利。 （ √） 98． 側(cè)墻用來(lái)環(huán)繞多晶硅柵，防止更大劑量的源漏注入過(guò)于接近溝道以致可能發(fā)生源漏穿通。（√ ） 99． 多晶硅柵的寬度通常是整個(gè)硅片上最關(guān)鍵的CD 線寬。（√ ） 100． 大馬士

42、革工藝的名字來(lái)源于幾千年前敘利亞大馬士革的一位藝術(shù)家發(fā)明的一種技術(shù)。（ √ ） 三、簡(jiǎn)答題（30 分=6 分*5）5 題/章 晶圓制備 1． 常用的半導(dǎo)體材料為何選擇硅？（6 分） （1）硅的豐裕度。硅是地球上第二豐富的元素，占地殼成分的25%；經(jīng)合理加工，硅能夠提純到半導(dǎo)體制造所 需的足夠高的純度而消耗更低的成本； （2）更高的熔化溫度允許更寬的工藝容限。硅 1412℃>鍺 937℃ （3）更寬的工作溫度。用硅制造的半導(dǎo)體件可以用于比鍺更寬的溫度范圍，增加了半導(dǎo)體的應(yīng)用范圍和可靠性； （4）氧化硅的自然生成。氧化硅是一種高質(zhì)量、穩(wěn)定的電

43、絕緣材料，而且能充當(dāng)優(yōu)質(zhì)的化學(xué)阻擋層以保護(hù)硅不受外部沾污；氧化硅具有與硅類似的機(jī)械特性，允許高溫工藝而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)度的硅片翹曲； 2． 寫出用硅石制備半導(dǎo)體級(jí)硅的過(guò)程。（6 分） 西門子法。 3． 晶圓的英文是什么？簡(jiǎn)述晶圓制備的九個(gè)工藝步驟。（6 分） Wafer。 （1） 單晶硅生長(zhǎng): 晶體生長(zhǎng)是把半導(dǎo)體級(jí)硅的多晶硅塊轉(zhuǎn)換成一塊大的單晶硅。生長(zhǎng)后的單晶硅被稱為硅 錠?？捎?CZ 法或區(qū)熔法。 （2） 整型。去掉兩端，徑向研磨，硅片定位邊或定位槽。 （3） 切片。對(duì) 200mm 及以上硅片而言，一般使用內(nèi)圓切割機(jī)；對(duì) 300mm 硅片來(lái)講都使用

44、線鋸。 （4） 磨片和倒角。切片完成后，傳統(tǒng)上要進(jìn)行雙面的機(jī)械磨片以去除切片時(shí)留下的損傷，達(dá)到硅片兩面高度 的平行及平坦。硅片邊緣拋光修整，又叫倒角，可使硅片邊緣獲得平滑的半徑周線。 （5） 刻蝕。在刻蝕工藝中，通常要腐蝕掉硅片表面約 20 微米的硅以保證所有的損傷都被去掉。 （6） 拋光。也叫化學(xué)機(jī)械平坦化（CMP），它的目標(biāo)是高平整度的光滑表面。拋光分為單面拋光和雙面拋光。 （7） 清洗。半導(dǎo)體硅片必須被清洗使得在發(fā)給芯片制造廠之前達(dá)到超凈的潔凈狀態(tài)。 （8） 硅片評(píng)估。 （9） 包裝。 4． 寫出下列晶圓的晶向和導(dǎo)電類型。（6 分）

45、 5． 硅錠直徑從 20 世紀(jì) 50 年代初期的不到 25mm 增加到現(xiàn)在的 300mm 甚至更大，其原因是什么？（6 分）（1） 更大直徑硅片有更大的表面積做芯片，能夠減少硅片的浪費(fèi)。 （2） 每個(gè)硅片上有更多的芯片，每塊芯片的加工和處理時(shí)間減少，導(dǎo)致設(shè)備生產(chǎn)效率變高。 （3） 在硅片邊緣的芯片減少了，轉(zhuǎn)化為更高的生產(chǎn)成品率。 （4） 在同一工藝過(guò)程中有更多芯片，所以在一塊芯片一塊芯片的處理過(guò)程中，設(shè)備的重復(fù)利用率提高了。 氧化 6． 以二氧化硅為例來(lái)解釋選

46、擇擴(kuò)散的概念。（6 分） 7． 描述生長(zhǎng)氧化層和淀積氧化層以及兩者的區(qū)別？（6 分） 8． 列舉集成電路工藝?yán)镅趸锏牧N應(yīng)用。（6 分） 9． 列出干氧氧化和濕氧氧化的化學(xué)反應(yīng)式及其各自的特點(diǎn)。（6 分） 10． 立式爐出現(xiàn)的主要原因，其主要控制系統(tǒng)分為哪五個(gè)部分？（6 分） (1) 立式爐更易于自動(dòng)化、可改善操作者的安全以及減少顆粒污染。與臥式爐相比可更好地控制溫度和均勻性。 (2) 工藝腔，硅片傳輸系統(tǒng)，氣體分配系統(tǒng)，尾氣系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)。 淀積 11． 名詞解釋 CVD（6 分）

47、 12． 列舉淀積的 6 種主要技術(shù)。（6 分） 13． 化學(xué)氣相淀積的英文簡(jiǎn)稱？其過(guò)程有哪5 種基本的反應(yīng)？并簡(jiǎn)要描述 5 種反應(yīng)。（6 分） 14． 在硅片加工中可以接受的膜必須具備需要的膜特性，試列出其中6 種特性。（6 分） 15． 在 MOS 器件中，為什么用摻雜的多晶硅作為柵電極？（6 分） 金屬化 16． 闡述蒸發(fā)法淀積合金薄膜的過(guò)程，并說(shuō)明這種方法的局限性？（6 分） 17． 簡(jiǎn)述真空蒸發(fā)法制備薄膜的過(guò)程。（6 分） 18． 解釋鋁/硅接觸中的尖楔現(xiàn)象，并寫出改進(jìn)

48、方法？（6 分） 19． 解釋鋁已被選擇作為微芯片互連金屬的原因。（6 分） 20． 解釋下列名詞：多層金屬化、互連和接觸。（6 分） 平坦化 21． 名詞解釋：CMP。（6 分） 22． 什么是終點(diǎn)檢測(cè)？現(xiàn)在最常用的原位終點(diǎn)檢測(cè)有哪些？（6 分） 23． 名詞解釋：反刻。（6 分） 24． 名詞解釋：玻璃回流（6 分） 25． 名詞解釋：旋涂膜層。（6 分） 光刻 26． 半導(dǎo)體制造行業(yè)的光刻設(shè)備分為幾代？寫出它們的名稱。（6 分） 2

49、7． 試寫出光刻工藝的基本步驟。（6 分） （1）氣相成底膜； （2）旋轉(zhuǎn)涂膠； （3）軟烘 ； （4）對(duì)準(zhǔn)和曝光； （ 5）曝光后烘焙(PEB)； （6） 顯影； （7）堅(jiān)膜烘焙； （8）顯影檢查。 28． 已知曝光的波長(zhǎng)l為 365nm，光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑 NA 為 0.60，則該光學(xué)系統(tǒng)的焦深 DOF 為多少？（6 分） 29． 分別描述投影掩膜版和掩膜版。（6 分） 30． 什么是數(shù)值孔徑？陳述

50、它的公式，包括近似公式。（6 分） 刻蝕 31． 什么是干法刻蝕？什么是濕法腐蝕？?jī)烧咚纬傻目涛g剖面有何區(qū)別？（6 分） 32． 什么是等離子體去膠？去膠機(jī)的目的是什么（6 分） 33． 解釋有圖形和無(wú)圖形刻蝕的區(qū)別。（6 分） 34． 什么是干法刻蝕？干法刻蝕相比于濕法腐蝕的優(yōu)點(diǎn)有哪些？（6 分） 35． 干法等離子體反應(yīng)器有哪些主要類型？（6 分） 擴(kuò)散 36． 簡(jiǎn)述擴(kuò)散工藝的概念。（6 分） 擴(kuò)散是物質(zhì)的一個(gè)基本屬性，描述了一種物質(zhì)在另一種物質(zhì)中運(yùn)動(dòng)的情況。擴(kuò)散的發(fā)生需要

51、兩個(gè)必要的條件：（1）一種材料的濃度必須高于另一種材料的濃度；（2）系統(tǒng)內(nèi)必須有足夠的能量使高濃度的材料進(jìn)入或通過(guò)另一種材料。 氣相擴(kuò)散：空氣清新劑噴霧罐 液相擴(kuò)散：一滴墨水滴入一杯清水 固相擴(kuò)散：晶圓暴露接觸一定濃度的雜質(zhì)原子（半導(dǎo)體摻雜工藝的一種） 37． 什么是摻雜工藝，在晶片制造中，主要有幾種方法進(jìn)行摻雜？（6 分） 38． 熱擴(kuò)散工藝采用何種設(shè)備，其對(duì)先進(jìn)電路的生成主要有幾個(gè)限制？（6 分） 39． 簡(jiǎn)述擴(kuò)散工藝第一步預(yù)淀積的詳細(xì)步驟。（6 分） 40． 擴(kuò)散工藝第二步推進(jìn)的主要目的

52、是什么？（6 分） 離子注入 41． 解釋離子注入時(shí)的能量淀積過(guò)程。（6 分） 42． 離子注入工藝采用何種設(shè)備？列舉離子注入設(shè)備的5 個(gè)主要子系統(tǒng)。（6 分） 43． 名詞解釋：離子注入。（6 分） 離子注入是一種向硅襯底中引入可控制數(shù)量的雜質(zhì)，以改變其電學(xué)性能的方法。它是一個(gè)物理過(guò)程，即不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。離子注入在現(xiàn)代硅片制造過(guò)程中有廣泛應(yīng)用，其中最主要的用途是摻雜半導(dǎo)體材料。 44． 簡(jiǎn)述離子注入機(jī)中的靜電掃描系統(tǒng)。（6 分） 45． 簡(jiǎn)述離子注入機(jī)中質(zhì)量分析器磁鐵的作用。（6 分） 工藝集成

53、 46． 集成電路的英文是？寫出集成電路的五個(gè)制造步驟。（6 分） 47． 名詞解釋：集成電路。（6 分） 48． 什么是芯片的關(guān)鍵尺寸？這種尺寸為何重要？（6 分） 49． 什么是接觸形成工藝？其主要步驟有哪些？（6 分） 50． 什么是集成電路工藝中的阱，簡(jiǎn)述在一個(gè)p 型硅片上形成 n 阱的主要步驟。（6 分） 四、綜合題：（30 分=15 分*2，20 題）2 題/章 晶圓制備 1． 畫出 CZ 拉單晶爐的示意圖，并簡(jiǎn)述其工藝過(guò)程。（15 分）

54、 2． 畫出區(qū)熔法生長(zhǎng)單晶硅錠的示意圖，并簡(jiǎn)述其工藝過(guò)程。（15 分） 氧化 3． 對(duì)下圖所示的工藝進(jìn)行描述，并寫出工藝的主要步驟。（15 分）

55、 描述：圖示工藝：選擇性氧化的淺槽隔離（STI）技術(shù)。（用于亞0.25微米工藝） STI技術(shù)中的主要絕緣材料是淀積氧化物。選擇性氧化利用掩膜來(lái)完成，通常是氮化硅，只要氮化硅膜足夠厚，覆蓋 了氮化硅的硅表面就不會(huì)氧化。掩膜經(jīng)過(guò)淀積、圖形化、刻蝕后形成槽。 在掩膜圖形曝露的區(qū)域，熱氧化150~200埃厚的氧化物后，才能進(jìn)行溝槽填充。這種熱生長(zhǎng)的氧化物使硅表面鈍化，并且可以使淺槽填充的淀積氧化物和硅相互隔離，它還能作為有效的阻擋層，避免器件中的側(cè)墻漏電流產(chǎn)生。步驟：1氮化硅淀積 2氮化硅掩蔽與刻蝕 3側(cè)墻氧化與溝槽填充 4氧化硅

56、的平坦化(CMP) 5氮化硅去除。 淺槽隔離(STI)的剖面 4． 識(shí)別下圖所示工藝，寫出每個(gè)步驟名稱并進(jìn)行描述，對(duì)其特有現(xiàn)象進(jìn)行描述。（15 分） 答：一 ）此為選擇性氧化的局部氧化LOCOS （0.25微米以上的工藝 ） 二 ）步驟名稱及描述： 1 氮化硅淀積。 2 氮化硅掩蔽與刻蝕 3 硅的局部氧化 LOCOS場(chǎng)氧化層的剖面 4 氮化硅去除 用淀積氮化物膜作為氧化阻擋層，因?yàn)榈矸e在硅上的氮化物不能被氧化，所以刻蝕后的

57、區(qū)域可用來(lái)選擇性氧化生長(zhǎng)。 熱氧化后，氮化物和任何掩膜下的氧化物都將被除去，露出赤裸的硅表面，為形成器件作準(zhǔn)備。 三）特有現(xiàn)象描述：當(dāng)氧擴(kuò)散穿越已生長(zhǎng)的氧化物時(shí)，它是在各個(gè)方向上擴(kuò)散的（各向同性）。 一些氧原子縱向擴(kuò)散進(jìn)入硅，另一些氧原子橫向擴(kuò)散。這意味著在氮化物掩膜下有著輕微的側(cè)面氧化生長(zhǎng)。由于氧化層比消耗的硅更厚，所以在氮化物掩膜下的氧化生長(zhǎng)將抬高氮化物的邊緣，我們稱為“鳥(niǎo)嘴效應(yīng)” 淀積 5． 詳細(xì)描述 CVD 過(guò)程中的氣缺現(xiàn)象，并寫出減輕氣缺現(xiàn)象的解決方案。（15 分） 6． 對(duì) CMOS 工藝中的自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)

58、進(jìn)行描述，并寫出主要工藝步驟。（15 分） 金屬化 7． 按照下圖列出雙大馬士革金屬化過(guò)程的10 個(gè)步驟，并對(duì)每個(gè)步驟作簡(jiǎn)短描述。（15 分） 8． 比較下面兩圖中區(qū)別，闡述其中的工藝現(xiàn)象。（15 分） 平坦化 9． 按照下圖解釋平坦化術(shù)語(yǔ)。（15 分） 10

59、． 按照下圖，解釋化學(xué)機(jī)械平坦化工藝。（15 分） CMP 是一種表面全局平坦化的技術(shù)，它通過(guò)硅片和一個(gè)拋光頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)平坦化硅片表面，在硅片和拋光頭之間有磨料，并同時(shí)施加壓力。CMP 設(shè)備——拋光機(jī) 光刻 11． 試對(duì) CMOS 工藝中反相器的 8 塊投影掩膜版的作用分別作出解釋。（15 分） 12． 識(shí)別下圖所示工藝，寫出每個(gè)步驟名稱并進(jìn)行描述。（15 分）

60、 答：1 氣相成底膜：清洗、脫水，脫水烘焙后立即用HMDS 進(jìn)行成膜處理，起到粘附促進(jìn)劑的作用。 2 采用旋轉(zhuǎn)涂膠的方法涂上液相光刻膠材料。 3 軟烘：其目的是除去光刻膠中的溶劑。 4 對(duì)準(zhǔn)和曝光：掩模板與涂了膠的硅片上的正確位置對(duì)準(zhǔn)。然后將掩模板和硅片曝光。 5 曝光后烘焙：深紫外（DUV）光刻膠在 100-110℃的熱板上進(jìn)行曝光后烘焙。 6 顯影：是在硅片表面光刻膠中產(chǎn)生圖形的關(guān)鍵步驟。 7 堅(jiān)模烘焙：要求會(huì)發(fā)掉存留的

61、光刻膠溶劑，提高光刻膠對(duì)硅片表面的粘附性。 8 顯影后檢查：目的是找出光刻膠有質(zhì)量問(wèn)題的硅片，描述光刻膠工藝性能以滿足規(guī)范要求。 刻蝕 13． 等離子體干法刻蝕系統(tǒng)的主要部件有哪性？試舉出三種主要類型，并對(duì)圓筒式等離子體刻蝕機(jī)作出介紹。（15分） 答：一個(gè)等離子體干法刻蝕系統(tǒng)的基本部件包括：（1）發(fā)生刻蝕反應(yīng)的反應(yīng)腔；（2）產(chǎn)生等離子體的射頻電源；（3）氣體流量控制系統(tǒng)；（4）去除刻蝕生成物和氣體的真空系統(tǒng)。 ? 圓桶式反應(yīng)器是圓柱形的，在0.1~1托壓力下具有幾乎完全相同的化學(xué)各向同性刻蝕。硅片垂直、小間距地裝在一個(gè)石英舟上。射頻功率

62、加在圓柱兩邊的電極上。通常有一個(gè)打孔的金屬圓柱形刻蝕隧道，它把等離子體限制在刻蝕隧道和腔壁之間的外部區(qū)域。硅片與電場(chǎng)平行放置使物理刻蝕最小。等離子體中的刻蝕基擴(kuò)散到刻蝕隧道內(nèi)，而等離子體中的帶能離子和電子沒(méi)有進(jìn)入這一區(qū)域。 ? 這種刻蝕是具有各向同性和高選擇比的純化學(xué)過(guò)程。因?yàn)樵诠杵砻鏇](méi)有物理的轟擊，因而它具有最小的等離子體誘導(dǎo)損傷。圓桶式等離子體反應(yīng)器主要用于硅片表面的去膠。氧是去膠的主要刻蝕機(jī)。 14． 在半導(dǎo)體生產(chǎn)中，干法刻蝕是最主要的用來(lái)去除表面材料的刻蝕方法 。試解釋其刻蝕機(jī)理。（15 分） 擴(kuò)散 15． 闡述硅片中固態(tài)雜質(zhì)的擴(kuò)散原理和步驟，

63、并分別進(jìn)行描述。（15 分） 16． 在硅片制備過(guò)程中，完成擴(kuò)散過(guò)程需要幾個(gè)步驟，并進(jìn)行描述。（15 分） 離子注入 17． 對(duì)下圖中的設(shè)備進(jìn)行介紹，并對(duì)其所屬的工藝進(jìn)行描述。（15 分） ? 離子注入工藝在離子注入機(jī)內(nèi)進(jìn)行，它是半導(dǎo)體工藝中最復(fù)雜的設(shè)備之一。離子注入機(jī)包含離子源部分，它能從原材料中產(chǎn)生帶正電荷的雜質(zhì)離子。離子被吸出，然后用質(zhì)量分析儀將它們分開(kāi)以形成需要摻雜離子的束流。束流中的離子數(shù)量與希望引入硅片的雜質(zhì)濃度有關(guān)。離子束在電場(chǎng)中加速

64、，獲得很高的速度（107cm/s 數(shù)量級(jí)），使離子有足夠的動(dòng)能注入到硅片的晶格結(jié)構(gòu)中。束流掃描整個(gè)硅片，使硅片表面均勻摻雜。注入之后的退火過(guò)程將激活晶格結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)離子。所有注入工藝都是在高真空下進(jìn)行的。 ? 離子注入設(shè)備包含以下5 個(gè)部分： ? （1）離子源；（2）引出電極（吸極）和離子分析器；（3）加速管；（4）掃描系統(tǒng)；（5）工藝室 ? 離子注入是一種向硅襯底中引入可控制數(shù)量的雜質(zhì)，以改變其電學(xué)性能的方法。它是一個(gè)物理過(guò)程，即不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。離子注入在現(xiàn)代硅片制造過(guò)程中有廣泛應(yīng)用，其中最主要的用途是摻雜半導(dǎo)體材料。每一次摻雜對(duì)雜質(zhì)的濃度和深度都有特定的

65、要求。離子注入能夠重復(fù)控制雜質(zhì)的濃度和深度，因而在幾乎所有應(yīng)用中都優(yōu)于擴(kuò)散。它已經(jīng)成為滿足亞0.25μm特征尺寸和大直徑硅片制作要求的標(biāo)準(zhǔn)工藝。熱擴(kuò)散的5個(gè)問(wèn)題對(duì)先進(jìn)的電路生成的限制：（1）橫向擴(kuò)散（2）超淺結(jié)（3）粗劣的摻雜控制（4）表面污染的阻礙（5）錯(cuò)位的產(chǎn)生。 ? 亞0.25μm工藝的注入過(guò)程有兩個(gè)主要目標(biāo)： ? （1）向硅片中引入均勻、可控制數(shù)量的特定雜質(zhì)。 ? （2）把雜質(zhì)放置在希望的深度。 18． 離子注入工藝的主要優(yōu)缺點(diǎn)。（15 分） ? 答：優(yōu)點(diǎn)：（1）精確控制雜質(zhì)含量。 ? （2）很好的雜質(zhì)均勻性。（掃描方法） ? （3）對(duì)

66、雜質(zhì)穿透深度有很好的控制。（控制能量） ? （4）產(chǎn)生單一離子束。（質(zhì)量分離技術(shù)） ? （5）低溫工藝。（中等溫度小于125℃，允許使用不同的光刻掩膜，包括光刻膠） ? （6）注入的離子能穿過(guò)薄膜。 ? （7）無(wú)固溶度極限。 ? 缺點(diǎn)：（1）高能雜質(zhì)離子轟擊硅原子將對(duì)晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷。當(dāng)高能離子進(jìn)入晶體并與襯底原子碰撞時(shí)，能量發(fā)生轉(zhuǎn)移，一些晶格上的硅原子被取代，這個(gè)反應(yīng)被稱為輻射損傷。大多數(shù)甚至所有的的晶體損傷都能用高溫退火進(jìn)行修復(fù)。 ? （2）注入設(shè)備的復(fù)雜性。然而這一缺點(diǎn)被離子注入機(jī)對(duì)劑量和深度的控制能力及整體工藝的靈活性彌補(bǔ) ? 工藝集成 19． 試畫出 CMOS 反相器的剖面圖，并列出在硅片上制作一個(gè) CMOS 反相器所需的基本步驟。（15 分） 20． 依照下圖，對(duì)硅片制造廠的六個(gè)分區(qū)分別做一個(gè)簡(jiǎn)短的描述，要求寫出分區(qū)的主要功能、主要設(shè)備以及顯著特點(diǎn)。（15 分） （1） 擴(kuò)散區(qū)。擴(kuò)散區(qū)一般認(rèn)為是進(jìn)行高溫工藝及薄膜淀積的區(qū)域。 主要設(shè)備：高溫?cái)U(kuò)散爐：1200℃，能完成氧化、擴(kuò)散、淀