集成電路工藝原理試題總體答案

1、目錄 一、填空題（每空 1 分，共 24 分）..................................................................................................................................................................1 二、判斷題（每小題 1.5 分，共 9 分）...........

2、..................................................................................................................................................2 三、簡答題（每小題 4 分，共 28 分）...................................................

3、...........................................................................................................3 四、計算題（每小題 5 分，共 10 分）..........................................................................................

4、..................................................................10 五、綜合題（共 9 分）...........................................................................................................................................

5、...........................................11一、 填空題（每空 1 分，共 24 分）1. 制作電阻分壓器共需要三次光刻，分別是 電阻薄膜層光刻、 高層絕緣層光刻 和 互連金屬層光刻。2. 集成電路制作工藝大體上可以分成三類，包括圖形轉化技術、薄膜制備技術、摻雜技術。3. 晶體中的缺陷包括 點缺陷 、 線缺陷 、 面缺陷 、 體缺陷 等四種。4. 高純硅制備過

6、程為 氧化硅 → 粗硅 → 低純四氯化硅 → 高純四氯化硅 → 高純硅。5. 直拉法單晶生長過程包括 下種 、 收頸 、 放肩 、 等徑生長 、 收尾 等步驟。6. 提拉出合格的單晶硅棒后，還要經過 切片 、 研磨 、 拋光 等工序過程方可制備出符合集成電路制造要求的硅襯底 片。7. 常規(guī)的硅材料拋光方式有： 機械 拋光， 化學 拋光， 機械化學

7、 拋光等。8. 熱氧化制備SiO2的方法可分為四種，包括 干氧氧化 、 水蒸汽氧化 、 濕氧氧化 、 氫氧合成氧化 。9. 硅平面工藝中高溫氧化生成的非本征無定性二氧化硅對 硼 、 磷 、砷（As） 、銻（Sb）等元素具有 掩蔽 作用。10. 在SiO2內和Si- SiO2界面存在有 可動離子電荷、 氧化層固定電荷 、 界面陷阱電荷 、氧化層陷阱 等電荷。 11. 制備

8、SiO2的方法有 濺射法 、 真空蒸發(fā)法 、 陽極氧化法 、 熱氧化法 、 熱分解淀積法 等。 12. 常規(guī)平面工藝擴散工序中的恒定表面源擴散過程中，雜質在體內滿足 余誤差 函數分布。常規(guī)平面工藝擴散工序中的有限表面源擴散過程中，雜質在體內滿足 高斯分布 函數分布。13. 離子注入在襯底中產生的損傷主要有 點缺陷、非晶區(qū)、非晶層 等三種。 14. 離子注入系統(tǒng)結構一般包括離子源、磁分析器、加速管、聚焦和掃描系統(tǒng)、靶室等

9、部分。 15. 真空蒸發(fā)的蒸發(fā)源有 電阻加熱源 、 電子束加熱源 、 激光加熱源 、 高頻感應加熱蒸發(fā)源 等。16. 真空蒸發(fā)設備由三大部分組成，分別是真空系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、基板及加熱系統(tǒng)。 17. 自持放電的形式有輝光放電、弧光放電、電暈放電、火花放電。 18. 離子對物體表面轟擊時可能發(fā)生的物理過程有 反射、產生二次電子、濺射、注入。 19. 濺射鍍膜方法有 直流濺射 、 射頻濺射

10、 、 偏壓濺射 、 磁控濺射（反應濺射、離子束濺射） 等。20. 常用的濺射鍍膜氣體是氬氣（Ar）,射頻濺射鍍膜的射頻頻率是13.56MHz。 21. CVD過程中化學反應所需的激活能來源有？ 熱能 、 等離子體 、 光能 等。 22. 根據向襯底輸送原子的方式可以把外延分為： 氣相外延 、液相外延 、固相外延 。23. 硅氣相外延的硅源有 四氯化硅（SiCl4） 、三

11、氯硅烷（SiHCl3） 、二氯硅烷（SiH2Cl2） 、硅烷（SiH4）等。24. 特大規(guī)模集成電路（ULIC）對光刻的基本要求包括 高分辨率、高靈敏度的光刻膠、低缺陷、精密的套刻對準、對大尺寸硅片的加工 等五個方面。25. 常規(guī)硅集成電路平面制造工藝中光刻工序包括的步驟有 涂膠 、 前烘 、 曝光 、 顯影 、 堅膜 、 腐蝕 、去膠等。26. 光刻中影響甩膠后光刻膠膜厚的因素有 溶解度 、

12、 溫度 、 甩膠時間 、 轉速 。27. 控制濕法腐蝕的主要參數有 腐蝕液濃度 、 腐蝕時間 、 腐蝕液溫度 、 溶液的攪拌方式 等。28. 濕法腐蝕Si所用溶液有 硝酸-氫氟酸-醋酸（或水）混合液 、KOH溶液 等，腐蝕SiO2常用的腐蝕劑是 HF溶液 ，腐蝕Si3N4常用的腐蝕劑是 磷酸 。29. 濕法腐蝕的特點是 選擇比高

13、 、 工藝簡單 、 各向同性 、 線條寬度難以控制 。30. 常規(guī)集成電路平面制造工藝主要由 光刻 、 氧化 、 擴散 、 刻蝕 、 離子注入（外延、CVD、PVD） 等工藝手段組成。31. 設計與生產一種最簡單的硅雙極型PN結隔離結構的集成電路，需要 埋層光刻、隔離光刻、基區(qū)光刻、發(fā)射區(qū)光刻、引線區(qū)光刻、反刻鋁電極等六次光刻。 32. 集成電路中隔

14、離技術有哪些類？ 二、 判斷題（每小題 1.5 分，共 9 分）1. 連續(xù)固溶體可以是替位式固溶體，也可以是間隙式固溶體（ × ）2. 管芯在芯片表面上的位置安排應考慮材料的解理方向，而解理向的確定應根據定向切割硅錠時制作出的定位面為依據。 （√）3. 當位錯線與滑移矢量垂直時，這樣的位錯稱為刃位錯，如果位錯線與滑移矢量平行，稱為螺位錯（√）4. 熱氧化過程中是硅向二氧化硅外表面運動，在二氧化硅表面與氧化劑反應生成二氧化硅

15、。 （× ）5. 熱氧化生長的SiO2都是四面體結構，有橋鍵氧、非橋鍵氧，橋鍵氧越多結構越致密，SiO2中有離子鍵成份，氧空位表現為帶11. 實際制備較厚的SiO2薄膜時為何多采用干-濕-干相結合的方法？12. 氧化工藝中的雜質分凝現象。13. 擴散工藝。14. 常規(guī)高溫擴散過程中的恒定表面源擴散與有限表面源擴散兩擴散條件主要區(qū)別在哪里？15. 實際擴散工藝為何多采用兩步擴散工藝來完成？16. 簡述投射式氣體浸沒激光摻雜技術

16、的原理。17. 離子注入。18. 離子注入技術的主要特點？19. 離子注入過程中輕離子和重離子引起的損傷有何不同？20. 熱退火及其作用，常規(guī)退火有哪些缺點？21. 對比說明真空蒸發(fā)與濺射的特點。22. 真空蒸發(fā)法制備薄膜需要通過幾個基本過程：23. 膜中電阻加熱源對加熱材料的要求 有哪些？24. 制備薄膜與蒸發(fā)法相比突出的特點是什么？25. 自持放電的條件及物理意義。26. 等離子體：27. 射頻輝光放電的特點：28. 濺射鍍膜法：2

17、9. 濺射閾值30. 磁控濺射的特點：31. 為何任何處于等離子體中的物體相對于等離子體來講都呈現出負電位，并且在物體的表面附近出現正電荷積累？32. 射頻濺射中每個電極都可能因自偏壓效應而受到離子轟擊發(fā)生濺射，如何減小對襯底的轟擊?33. 濺射率。34. 化學氣相淀積（Chemical Vapor Deposition）CVD？化學氣相淀積，簡稱 CVD,是集成電路工藝中用來制備薄膜的一種方法，這種方法是把含有薄膜元素的氣態(tài)反應劑或者

18、液態(tài)反 應劑的蒸汽，以合理的流速引入反應室，在襯底表面發(fā)生化學反應并在襯底表面淀積薄膜35. 化學氣相淀積過程的步驟？36. 邊界層？37. 化學氣相淀積的二氧化硅薄膜在 ULSI 中的應用:？38. CVD化學反應必須滿足的條件有哪些？39. CVD系統(tǒng)通常包括哪些子系統(tǒng)？（1）氣態(tài)源或液態(tài)源， （2）氣體輸入管道， （3）氣體流量控制系統(tǒng)， （4）反應室， （5）基座加熱及控制系統(tǒng)（有些系統(tǒng)的反 應復活能通過其他方法引入） ， （6