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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。
集成电路技术集成电路工艺原理试卷（练习题库）1、用来做芯片的高纯硅被称为（），英文简称（），有时也被称为（）。
2、单晶硅生长常用（）和（）两种生长方式，生长后的单晶硅被称为（）。
3、晶圆的英文是（），其常用的材料是（）和（）。
4、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。
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（）、O 和（）。
6、CZ直拉法生长单晶硅是把（）变为（）并且（）的固体硅锭。
7、CZ直拉法的目的是（）。
8、影响CZ直拉法的两个主要参数是O和（）。
9、晶圆制备中的整型处理包括（）、（）和（）。
10、制备半导体级硅的过程：1、（）；2、（）；3、O011、热氧化工艺的基本传输到芯片的不同部分。
77、多层金属化指用来连接硅片上高密度堆积器件的那些金属层。
78、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。
79、关键层是指那些线条宽度被刻蚀为器件特征尺寸的金属层。
80、传统互连金属线的材料是铝，即将取代它的金属材料是铜。
81、溅射是个化学过程，而非物理过程。
82、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。
83、化学机械平坦化，简称CMP,它是一种表面全局平坦化技术。
84、平滑是一种平坦化类型，它只能使台阶角度圆滑和侧壁倾斜，但高度没有显著变化。
85、反刻是一种传统的平坦化技术，它能够实现全局平坦化。
86、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。
87、在CMP为零的转换器。
133、CD是指硅片上的最小特征尺寸。
134、集成电路制造就是在硅片上执行一系列复杂的化学或者物理操作。
简而言之，这些操作可以分为四大基本类：薄膜135、人员持续不断地进出净化间，是净化间沾污的最大来源。
136、硅片制造厂可分为六个的区域，各个区域的照明都采用同一种光源以达到标准化。
137、世界上第一块集成电路是用硅半导体材料作为衬底制造的。
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）。
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。
第二次作业1．（1）随着MOS 器件尺寸不断缩小，栅氧化层的厚度也必须同时减薄。
在此情况下，请问MOS 器件对Na ＋的玷污的敏感度是增加了还是降低了，为什么？（2）在栅氧化层厚度不断减薄的情况下，对于硅片衬底的掺杂（或者器件沟道区的阈值电压的调整注入），必须采用什么样的措施才能保证器件的阈值电压不变，为什么？答：（1）根据阈值电压2TH FB f oxoxV V φ=+ 当t ox 减小时，C ox 会增加，所以此时同样的载流子数量Q M 对V TH 有更小的影响，即MOS 器件对Na ＋的玷污敏感度会降低。
（2）通过上面的分析，可知，在t ox 减薄时，，C ox 增大，为使V TH 保持不变，衬底（或沟道区掺杂浓度N A 必须增大。
2．2、基于使水（H 2O ）中的氧（O 2）含量达到饱和并以此作为氧化剂的方法，目前已经提出了一种新的清洗程序，即采用H 2O/O 2取代H 2O 2。
假定硅片受到了微量的金、铁和铜原子的玷污，这种新清洗工艺能够有效去除杂质吗？为什么？答：如课文所述，清洗硅片表面金属离子包含了下面的化学原理： z e M Mz +−←⎯→+所以清洗金属离子机理就是使金属离子氧化变成可溶性离子，从而洗去，利用氧化剂来实现清洗硅片就要求此氧化剂的标准氧化势要低于被还原的金属离子，从而使金属离子失去电子。
从下表可知：O 2/H 2O 的氧化势大于Au ，低于Cu 和Fe ，所以O 2/H 2O 氧化剂可以去掉Cu 和Fe ，但无法去除金。
第三次作业1． 对于NA ＝0.6的曝光系统，设K1＝0.6，K2＝0.5，考虑100nm －1000nm 之间的波长，计算其在不同的曝光波长下的理论分辨率和焦深，并作图，图中标出常用的光刻波长（i 线，g 线，KrF ，ArF ），根据计算和图，请说明ArF 对于0.13um 和0.1um 技术是否足够？答：根据公式：10.60.6R k NAλλ==和2220.5()(0.6)DOF k NA λλ=±=±对g 线：λ＝436nm ，则R ＝436nm ，DOF ＝605.6nm 对i 线：λ＝365nm ，则R ＝365nm ，DOF ＝506.9nm 对KrF: λ＝248nm ，则R ＝248nm ，DOF ＝344.4nm 对ArF ：λ＝193nm ，则R ＝193nm ，DOF ＝268.0nm 所得图如下所示：2． 假定某种光刻胶可以MTF ＝0.3分辨图形，如果曝光系统NA ＝0.4，S ＝0.5，则采用i线光源时光刻分辨的最小尺寸是多少？答：由ppt 讲义上图知：MTF ＝0.3，S ＝0.5时，对应空间频率y ＝0.57y o i 线λ＝365nm ，00.41.80/0.610.61*365NA y u nmλ===m 即分辨率是每um 1.80×0.57＝1.02条所以最小线条的分辨尺寸为1/2pitch ＝0.49um ，pitch ＝0.98um第四次作业1． 根据表格1中给定的值计算光刻胶Az －1450的4个波长的CMTF 。
电科《集成电路原理》期末考试试卷一、填空题1.（1分） 年，第一次观测到了具有放大作用的晶体管。
2．（2分）摩尔定律是指 。
3.集成电路按工作原理来分可分为 、 、 。
4.（4分）光刻的工艺过程有底膜处理、涂胶、前烘、 、 、 、 和去胶。
5.（4分）MOSFET可以分为 、 、 、 四种基本类型。
6.（3分）影响MOSFET 阈值电压的因素有： 、 以及 。
7.（2分）在CMOS 反相器中，V in ，V out 分别作为PMOS 和NMOS 的 和 ； 作为PMOS 的源极和体端， 作为NMOS 的源极和体端。
8．（2分）CMOS 逻辑电路的功耗可以分为 和 。
9.（3分）下图的传输门阵列中5DD V V =,各管的阈值电压1T V V =，电路中各节点的初始电压为0，如果不考虑衬偏效应，则各输出节点的输出电压Y 1= V ，Y 2= V ，Y 3= V 。
DD 13210.（6分）写出下列电路输出信号的逻辑表达式：Y 1= ；Y 2= ；Y 3= 。
AB Y 1AB23二、画图题：（共12分）1．（6分）画出由静态CMOS电路实现逻辑关系Y ABD CD=+的电路图，要求使用的MOS管最少。
2.（6分）用动态电路级联实现逻辑功能Y ABC=,画出其相应的电路图。
三、简答题：（每小题5分，共20分）1.简单说明n阱CMOS的制作工艺流程，n阱的作用是什么？2.场区氧化的作用是什么，采用LOCOS工艺有什么缺点，更好的隔离方法是什么？3.简述静态CMOS 电路的优点。
4.简述动态电路的优点和存在的问题。
四、分析设计题：（共38分1.（12分）考虑标准0.13m μ CMOS 工艺下NMOS 管，宽长比为W/L=0.26/0.13m m μμ，栅氧厚度为2.6ox t nm =，室温下电子迁移率2220/n cm V s μ=，阈值电压T V =0.3V,计算 1.0GS V =V 、0.3DS V =V 和0.9V 时D I 的大小。
工艺试题库第二章填空题1.硅的热氧化的两种极限情况是和__ ___。
2.杂质在二氧化硅中的存在形式有和。
3.热氧化制备SiO2的过程中，是氧或水汽等氧化剂穿过层，到达界面，与Si反应生成SiO2。
4.在SiO2表面附近存在一个气体附面层，也称。
5.根据氧化剂的不同，热氧化分为、和。
6.化学反应常数ks是支配的主要因素。
7.支配线性速率常数的主要因素是。
8.温度对抛物型速率常数的影响是通过氧化剂在SiO2中的产生的。
答案1 扩散控制，反应控制2 网络形成者，网络改变者3 SiO2，Si-SiO24 边界层5干氧氧化，水汽氧化，湿氧氧化6 线性速率B/A 7 化学反应常数ks 8 扩散系数选择题1.当靠近界面处的硅中杂质浓度高于靠近界面处二氧化硅中浓度时，其。
AA.m＞1B.m＜1C. m=12.硅的热氧化发生在。
CA. Si内B. SiO2内C.Si/SiO2界面3.均匀掺磷的硅片在一定温度下，快速的水汽氧化比慢速的干氧氧化所引起的再分布程度增大，即水汽氧化CS/Cb值比干氧氧化。
BA.小B.大C.不变4.均匀掺硼（m=0.3）的硅片在一定温度下，快速的水汽氧化比慢速的干氧氧化所引起的再分布程度增大，即水汽氧化CS/Cb值比干氧氧化。
AA.小B.大C.不变5.当靠近界面处的硅中杂质浓度低于靠近界面处二氧化硅中浓度时，其。
CA.m＞1B. m=1C. m＜16. 在氧化方法中，氧化的生长速率快。
BA.干氧B.水汽C.湿氧当氧化层中含有高浓度时，线性氧化速率常数和抛物型速率常数都明显增大。
CA. BB. PC. N aD. Ar7. 杂质属于m＞1,在SiO2中慢扩散的杂质。
BA. BB. PC. H 2气氛中的BD. Ga8. 杂质属于m＞1,在SiO2中快扩散的杂质。
DA. BB. PC. H 2气氛中的BD. Ga9. 杂质属于m＜1,在SiO2中慢扩散的杂质。
AA. BB. PC. H 2气氛中的BD. Ga10. 杂质属于m＜1,在SiO2中快扩散的杂质。
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。
集成电路工艺原理试题总体答案一、填空题（每空1分，共24分） (1)二、判断题（每小题分，共9分） (2)三、简答题（每小题4分，共28分） (3)四、计算题（每小题5分，共10分） (10)五、综合题（共9分） (11)一、填空题（每空1分，共24分）1.制作电阻分压器共需要三次光刻，分别是电阻薄膜层光刻、高层绝缘层光刻和互连金属层光刻。
2.集成电路制作工艺大体上可以分成三类，包括图形转化技术、薄膜制备技术、掺杂技术。
3.晶体中的缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷等四种。
4.高纯硅制备过程为氧化硅→粗硅→ 低纯四氯化硅→ 高纯四氯化硅→ 高纯硅。
5.直拉法单晶生长过程包括下种、收颈、放肩、等径生长、收尾等步骤。
6.提拉出合格的单晶硅棒后，还要经过切片、研磨、抛光等工序过程方可制备出符合集成电路制造要求的硅衬底片。
7.常规的硅材料抛光方式有：机械抛光，化学抛光，机械化学抛光等。
8.热氧化制备SiO2的方法可分为四种，包括干氧氧化、水蒸汽氧化、湿氧氧化、氢氧合成氧化。
9.硅平面工艺中高温氧化生成的非本征无定性二氧化硅对硼、磷、砷（As）、锑（Sb）等元素具有掩蔽作用。
10.在SiO2内和Si- SiO2界面存在有可动离子电荷、氧化层固定电荷、界面陷阱电荷、氧化层陷阱等电荷。
11.制备SiO2的方法有溅射法、真空蒸发法、阳极氧化法、热氧化法、热分解淀积法等。
12.常规平面工艺扩散工序中的恒定表面源扩散过程中，杂质在体内满足余误差函数分布。
常规平面工艺扩散工序中的有限表面源扩散过程中，杂质在体内满足高斯分布函数分布。
13.离子注入在衬底中产生的损伤主要有点缺陷、非晶区、非晶层等三种。
14.离子注入系统结构一般包括离子源、磁分析器、加速管、聚焦和扫描系统、靶室等部分。
15.真空蒸发的蒸发源有电阻加热源、电子束加热源、激光加热源、高频感应加热蒸发源等。
16.真空蒸发设备由三大部分组成，分别是真空系统、蒸发系统、基板及加热系统。
电子与通信技术：集成电路工艺原理考试题（强化练习）1、名词解释蒸发镀膜正确答案：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。
2、名词解释恒定表面源扩散正确答案：在整个（江南博哥）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。
3、判断题外延就是在单晶衬底上淀积一层薄的单晶层，即外延层。
正确答案：对4、填空题制作通孔的主要工艺步骤是：1、（）；2、（）；3、（）。
正确答案：第一层层间介质氧化物淀积；氧化物磨抛；第十层掩模和第一层层间介质刻蚀5、名词解释溅射镀膜正确答案：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。
6、名词解释物理气相沉积正确答案：“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。
7、问答题简述引线材料？正确答案：用于集成电路引线的材料，需要注意的特性为电特性、绝缘性质、击穿、表面电阻热特性，玻璃化转化温度、热导率、热膨胀系数，机械特性，扬氏模量、泊松比、刚度、强度，化学特性，吸潮、抗腐蚀。
8、判断题LPCVD反应是受气体质量传输速度限制的。
正确答案：对9、判断题刻蚀的高选择比意味着只刻除想要刻去的那一层材料。
正确答案：对10、判断题半导体级硅的纯度为99.9999999%。
正确答案：对11、判断题芯片上的物理尺寸特征被称为关键尺寸，即CD。
正确答案：对12、判断题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。
正确答案：对13、判断题高阻衬底材料上生长低阻外延层的工艺称为正向外延。
正确答案：错14、判断题关键层是指那些线条宽度被刻蚀为器件特征尺寸的金属层。
正确答案：对15、问答题测试过程4要素？正确答案：检测：确定被测器件（DUT）是否具有或者不具有某些故障。
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。
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）。
1) 举例回答集成电路主要集成了哪些器件?【5分】•2) 最少给出两个集成电路选用硅半导体的理由。
【5分】•3) 在清洗过程中用到的进入冲洗池的纯净水的电阻(率)在出水口处为多大时说明硅片已经被洗净? 【5分】•4) 常见的半导体的沾污有哪些种类?【5分】•5) 说明正光刻胶和负光刻胶在曝光过程中的变化和区别。
【5分】•6) 为什么要进行曝光前和曝光后烘焙、怎样提高光刻分辨率?【10分】•7) 请详细回答，硅片在大气中会自然氧化，从洗净工艺的角度，这属于一种沾污，采用什么工艺即可洗净这种沾污而又不损坏硅?【10分】•8) 在刻蚀工艺中，由于电极附近鞘层领域的存在，电极附近只有正电荷存在，请用泊松方程解释，在一个周期内电极附近的电场方向总是指向电极。
【10分】•9) 在电极形成工艺中,用到金属Ti,请详尽说明金属Ti的特性,以及金属Ti在集成电路电极结构中的作用! 【15分】•10) 以CMOS的nMOS形成工艺为例来说明，在离子注入工艺中用了多道该工艺步骤，这些步骤有什么目的或起到什么作用。
【15分】•11) 等离子体是现代集成电路工艺中不可或缺的加工手段和材料，根据你的理解和掌握，请就等离子体在集成电路工艺中有哪些应用进行详细的阐述。
【15分】1) 举例回答集成电路主要集成了哪些器件? 【5分】答：集成电路主要集成了晶体管、二极管、电阻和电容。
2) 最少给出两个集成电路选用硅半导体的理由。
【5分】答：（1）硅存量丰富，是地球上第二丰富的元素，占到地壳成分的25%，经合理加工，能够提纯到半导体制造所需的足够高的纯度而消耗更低的成本。
（2）硅熔点高，可以承受更加高温的工艺，相当于放宽了工艺要求。
（3）硅表面会自然生成氧化硅，它是一种高质量、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玷污。
生长稳定的薄层氧化硅材料的能力是制造高性能金属 - 氧化物半导体（MOS）器件的根本。
3) 在清洗过程中用到的进入冲洗池的纯净水的电阻(率)在出水口处为多大时说明硅片已经被洗净?在清洗过程中纯净水的电阻率为18MΩ时说明硅片已经被洗净。
一、填空题（30分=1分*30）10题/章晶圆制备1．用来做芯片高纯硅被称为（半导体级硅），英文简称（GSG ），有时也被称为（电子级硅）。
2．单晶硅生长惯用（CZ法）和（区熔法）两种生长方式，生长后单晶硅被称为（硅锭）。
3．晶圆英文是（wafer ），其惯用材料是（硅）和（锗）。
4．晶圆制备九个工艺环节分别是（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，晶圆中用最广晶体平面密勒符号是（100 ）、（110 ）和（111 ）。
6．CZ直拉法生长单晶硅是把（融化了半导体级硅液体）变为（有对的晶向）并且（被掺杂成p型或n 型）固体硅锭。
7．CZ直拉法目是（实现均匀掺杂同步并且复制仔晶构造，得到适当硅锭直径并且限制杂质引入到硅中）。
影响CZ直拉法两个重要参数是（拉伸速率）和（晶体旋转速率）。
8．晶圆制备中整型解决涉及（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10．二氧化硅按构造可分为（）和（）或（）。
11．热氧化工艺基本设备有三种：（卧式炉）、（立式炉）和（迅速热解决炉）。
12．依照氧化剂不同，热氧化可分为（干氧氧化）、（湿氧氧化）和（水汽氧化）。
13．用于热工艺立式炉重要控制系统分为五某些：（工艺腔）、（硅片传播系统）、气体分派系统、尾气系统和（温控系统）。
14．选取性氧化常用有（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五种工艺分别是（氧化）、（扩散）、（）、退火和合金。
17．硅片上氧化物重要通过（热生长）和（淀积）办法产生，由于硅片表面非常平整，使得产生氧化物重要为层状构造，因此又称为（薄膜）。
18．热氧化目的是按照（）规定生长（）、（）二氧化硅薄膜。
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。
桥联的氧原子数目越多，网络结合越紧密，反之则越疏松10、氧化硅的主要作用有哪些？答：1、作为掩膜，2、作为芯片的钙化和保护膜，3、作为电隔离膜，4、作为元器件的组成部分。
11、SiO2中杂质有哪些类型？答：替代式杂质、间隙式杂质12、热氧化工艺有哪些？答：有干氧氧化、湿氧氧化、水汽氧化13、影响氧化速率的因素有？答：温度、气体分压、硅晶向、掺杂14、影响热氧化层电性的电荷来源有哪些类型？降低这些电荷浓度的措施?答：1）可动离子电荷（Qm）：加强工艺卫生方可以避免Na+沾污；也可采用掺氯氧化，固定Na+离子；高纯试剂2）固定离子电荷Qf ：（1）采用干氧氧化方法（2）氧化后，高温惰性气体中退火3）界面陷阱电荷Qit：在金属化后退火（PMA）；低温、惰性气体退火可降低4）氧化层陷阱电荷Qot：选择适当的氧化工艺条件；在惰性气体中进行低温退火；采用对辐照不灵敏的钝化层可降低15、为何热氧化时要控制钠离子含量？降低钠离子污染的措施有哪些？答：因为氧化层中如含有高浓度的钠，则线性和抛物型氧化速率常数明显变大。
措施有：加强工艺卫生方可以避免Na+沾污；也可采用掺氯氧化，固定Na+离子；高纯试剂。
16、热氧化常见的缺陷有？答：表面缺陷、结构缺陷、氧化层中的电荷17、氧化膜厚度的测定方法？答：双光干涉法、比色法18、热扩散机制有哪些？答：替位式扩散、填隙式扩散、填隙—替位式扩散19、扩散源有哪些存在形态？答：扩散源有气态、液态、固态三种有存在形式。
20、与扩散源相比，离子注入有哪些优点？答：1.可在较低的温度下,将各种杂质掺入到不同的半导体中; 2.能够精确控制晶圆片内杂质的浓度分布和注入的深度; 3.可实现大面积均匀性掺杂,而且重复性好; 4.掺入杂质纯度高; 5.由于注入粒子的直射性,杂质的横向扩散小; 6.可得到理想的杂质分布;7.工艺条件容易控制. 21、什么是沟道效应？如何降低沟道效应？答：对晶体靶进行离子注入时，当离子注入的方向与靶晶体的某个晶向平行时，其运动轨迹将不再是无规则的，而是将沿沟道运动并且很少受到原子核的碰撞，因此来自靶原子的阻止作用要小得多，而且沟道中的电子密度很低，受到的电子阻止也很小，这些离子的能量损失率就很低。
在其他条件相同的情况下，很难控制注入离子的浓度分布，注入深度大于在无定形靶中的深度并使注入离子的分布产生一个很长的拖尾，注入纵向分布峰值与高斯分布不同，这种现象称为离子注入的沟道效应。
减少沟道效应的措施：（1）对大的离子，沿沟道轴向(110)偏离7－10o；（2）用Si，Ge，F，Ar等离子注入使表面预非晶化，形成非晶层（3）增加注入剂量；（4）表面用SiO2层掩膜。
22、什么是离子注入损伤？有哪些损伤类型？答：离子注入损伤，是指获得很大动能的离子直接进入半导体中造成的一些晶格缺陷。
损伤类型：空位、间隙原子、间隙杂质原子、替位杂质原子等缺陷和衬底晶体结构损伤。
23、离子注入后为何退火？其作用是什么？答：因为大部分注入的离子并不是以替位形式处在晶格点阵位置上，而是处于间隙位置，无电活性，一般不能提供导电性能，所以离子注入后要退火。
其作用是激活注入的离子，恢复迁移率及其他材料参数。
24、离子注入主要部件有哪些？答：有离子源、磁分析器、加速器、扫描器、偏束板和靶室。
25、离子注入工艺需要控制的工艺参数及设备参数有哪些？答：工艺参数：杂质种类、杂质注入浓度、杂质注入深度设备参数：弧光反应室的工作电压与电流、热灯丝电流、离子分离装置的分离电压及电流、质量分析器的磁场强度、加速器的加速电压、扫描方式及次数26、何为分辨率、对比度、IC制造对光刻技术有何要求？答：分辨率：是指一个光学系统精确区分目标的能力对比度：是评价成像图形质量的重要指标要求：分辨率越来越高、焦深越来越大、对比度越来越高、特征线宽越来越小、套刻精度越来越高27、光刻工艺包括哪些工艺？答：底膜处理、涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀、去胶、检验28、影响显影的主要因素？答：曝光时间、前烘的温度和时间、光刻胶的膜厚、显影液的浓度、显影液的温度、显影液的搅动情况29、显影为何要进行检查？检查内容有哪些？答：区分哪些有很低可能性通过最终掩膜检验的衬底，提供工艺性能和工艺控制数据，以及分拣出需要重做的衬底检查内容：掩膜版选用是否正确、光刻胶层得质量是否满足要求、图形的质量、套刻精度是否满足要求30、什么是正光刻胶，负光刻胶？其组成是？答：正光刻胶：胶的曝光区在显影中除去，当前常用正胶为DQN，组成为光敏剂重氮醌(DQ)，碱溶性的酚醛树脂(N)，和溶剂二甲苯等。
负光刻胶：胶的曝光区在显影中保留，未曝光区在显影中除去，负胶多由长链高分子有机物组成31、常见的曝光光源？答：紫外光源、深紫外光源。
32、常见的光刻对准曝光设备有？答：接触式光刻机；接近式光刻机；扫描投影光刻机；分步重复投影光刻机；步进扫描光刻机。
34、什么是光敏度，移相掩膜，驻波效应？光敏度：指单位面积上入射的使光刻胶全部发生反应的最小光能量或最小荷量。
移相掩膜：基本原理是在光掩模的某些透明图形上增加或减少一个透明的介质层，称移相器，使光波通过这个介质层后产生180°的位相差，与邻近透明区域透过的光波产生干涉，抵消图形边缘的光衍射效应，从而提高图形曝光分辨率驻波效应：在微细图形光刻过程中，一般曝光光源为单色或窄带光源，在由基片、氧化物层和抗蚀剂等组成的多层膜系情况下，由于膜系各层折射率不同，曝光时入射光将在各层膜的界面处发生多次反射，在光致抗蚀剂中形成驻波。
36、什么是湿法刻蚀，干法刻蚀？各有什么优缺点？答：湿法刻蚀：晶片放在腐蚀液中，通过化学反应去除窗口薄膜，得到晶片表面的薄膜图形。
优缺点：湿法腐蚀工艺简单，无需复杂设备。
保真度差，腐蚀为各向同性，A=0，图形分辨率低。
选择比高、均匀性好、清洁性较差干法刻蚀：刻蚀气体在反应器中等离子化，与被刻蚀材料反应（或溅射），生成物是气态物质，从反应器中被抽出。
优缺点：保真度好，图形分辨率高；湿法腐蚀难的薄膜如氮化硅等可以进行干法刻蚀、清洁性好，气态生成物被抽出；无湿法腐蚀的大量酸碱废液设备复杂；选择比不如湿法37、实际生产中为何使用二步扩散？浓度分布有何特点？答：两步工艺分为预淀积（预扩散）、再分布（主扩散）两步。
预淀积是惰性气氛下的恒定源扩散，目的是在扩散窗口硅表层扩入总量Q一定的杂质。
再分布是氧气氛或惰性气氛下的有限源扩散，将窗口杂质再进一步向片内扩散，目的是使杂质在硅中具有一定的表面浓度Cs、分布C（x）、且达到一定的结深xj。
预淀积服从余误差分布，再分布服从高斯函数分布。
38、何谓氧化增强扩散，发散区推进效应？产生机理是?答：在热氧化过程中原存在硅内的某些掺杂原子显现出更高的扩散性，称为氧化增强扩散。
机理：氧化诱生堆垛层错产生大量自填隙Si，间隙-替位式扩散中的“踢出”机制提高了扩散系数。
在npn窄基区晶体管制造中，如果基区和发射区分别扩硼和扩磷，则发现在发射区正下方的基区要比不在发射区正下方的基区深，即在发射区正下方硼的扩散有了明显的增强，这种现象称为发射区推进效应。
机理：由于高浓度扩散磷时会产生大量空位，从而可使发射区正下方的硼得以加速扩散，产生发射极推进效应。
40、IC对金属材料特性有何要求？答：1、与n＋、p＋硅或多晶硅形成低阻的欧姆接触（接触电阻小），利于提高电路速度，2、抗电迁移性能好，长时间在较高电流密度负荷下，金属材料的电迁移现象不致引起金属引线失效，3、与绝缘体（SiO2）有良好的附着性，4、耐腐蚀，5、易于淀积和刻蚀，6、易于键合，且键合点能经受长期工作，7、多层互连要求层与层之间绝缘性好，不互相扩散和渗透，要求有一个扩散阻挡层41、Al膜制备方法有？答：电阻加热蒸发法、电子束蒸发法、溅射法42、金属在IC中的作用有？答：1、MOSFET栅电极材料，2、互连材料－－－将同一芯片内的各个独立的元器件连接成为具有一定功能的电路模块，3、接触材料－－－直接与半导体材料接触的材料，以及提供与外部相连的连接点43、Al/Si 接触中的尖楔现象？答：Al/Si接触时，Si在Al膜的晶粒间界中快速扩散而离开接触孔的同时，Al就向接触孔内运动，填充因Si离开而留下的空间。
在某些接触点处Al就象尖钉一样揳进到Si衬底中去，使pn结失效。
这就是“尖楔”现象。
44、何谓“电迁移现象”？如何提高抗电迁移能力？答：电迁移现象：大电流密度作用下的质量输运现象，即沿电子流方向进行的质量输运，在一个方向形成空洞，而在另一个方向由于铝原子的堆积形成小丘，前者使互连引线开路或断裂，而后者造成光刻困难和多层布线之间的短路。
