复习大纲

《集成电路制造技术》课程复习

一、基本概念、基本知识、基本原理及基本工艺流程

绪论

第一只晶体管、第一块IC、Intel 4004/摩尔定律/21世纪Si集成电路的主要发展方向/等比率缩小的三个关键技术/集成电路的两个特有工艺

第一章 Si单晶及Si片的制备

半导体的种类/Si的重要性/直拉法与区融法的对比/主、次参考面/CMP 第二章 氧化

氧化膜的应用/Si的热氧化：干氧、水汽、湿氧、掺氯及实际氧化/热氧化生长动力学：迪尔-格罗夫氧化模型、氧化层厚度公式、两种氧化极限/影响氧化速率的因素/Si-SiO2界面特性：4种界面电荷 第三章 扩散

扩散机构（机理）/扩散系数/实际扩散工艺：预淀积与再分布/氧化增强扩散/横向扩散/扩散工艺：三种扩散方式（固、液、气）的特点对比、杂质源（B和P）/扩散层质量参数：结深、方块电阻 第四章 离子注入

离子注入的特点/离子注入的阻挡机制：LSS模型、临界能量/注入离子分布：R, RP, △RP间的近似关系，高斯分布，横向分布/离子注入设备：系统结构、质量分析器的原理与特点/减小沟道效应的途径/RTA的优点

第五章 物理气相淀积

蒸发与溅射的原理及特点对比/溅射的种类与特点/蒸发的种类及其特点

第六章 化学气相淀积

CVD：特点、系统及应用/CVD模型：边界层厚度、Grove模型、两种极限/影响淀积速率的因素：主气体流速Um与温度T/CVD气体源/CVD技术：原理、淀积机理、特点/CVD薄膜（多晶硅、二氧化硅、氮化硅及金属）：工艺、气体源、特点/气相自掺杂的来源

第七章 外延

外延：外延层、外延片、同质外延、异质外延/外延层的应用/外延生长速率：与温度、气体流速、反应剂浓度的关系/选择性外延 第八章 光刻与刻蚀工艺

光刻三要素/Clean Room的等级/光刻工艺流程：各步骤的工艺、作用及影响/光学曝光的光源：紫外与深紫外的名称、波长及对应的最小特征尺寸/下一代波光方法/分标率R：定义、表征、影响因素及衍射对其的限制/正胶与负胶的对比/步进式曝光机—Stepper/移相掩模（PSM）：原理与作用/湿法刻蚀：特点、优缺点、各种薄膜的腐蚀液（剂）/湿法刻蚀SiO2的典型腐蚀剂配方/干法刻蚀：原理、种类、特点、刻蚀蚀气体、选择比的调整/干法与湿法刻蚀的对比：特点、优点及缺点/

第九章 金属化与多层互连

金属化的应用：按功能分类/尖楔现象与改善/电迁移现象及抑制/TiN的作用/互连线延迟的降低/Cu互连的优缺点其关键工艺/多晶硅互连的优点与局限性/多层互连对VLSI的意义/平坦化：必要性与工艺演变/CMP的应用 第十章工艺集成

IC的隔离：隔离工艺的演变与特点/防止寄生场效应晶体管开启的工艺方法/LOCOS与STI的优缺点/p阱与n阱工艺的各自优点/双阱CMOS IC工艺流程/标准埋层双极集成电路工艺流程及对应的示意图 COM IC工艺流程

1990’s CMOS IC工艺技术特征：特征尺寸、Si片尺寸、隔离、栅、光刻、刻蚀、退火等

二、选择与填空练习题

1）在温度相同的情况下，制备相同厚度的氧化层，分别用干氧，湿氧和水汽氧化，哪个需要的时间最长？（ ）

A.干氧 B.湿氧 C.水汽氧化

2）二氧化硅膜能有效的对扩散杂质起掩蔽作用的基本条件有哪些______ 1．杂质在硅中的扩散系数大于在二氧化硅中的扩散系数 2．杂质在硅中的扩散系数小于在二氧化硅中的扩散系数 3．二氧化硅的厚度大于杂质在二氧化硅中的扩散深度 4．二氧化硅的厚度小于杂质在二氧化硅中的扩散深度 A．2,4 B.1,3 C.1,4 D.2,3 3）半导体器件生产中所制备的二氧化硅薄膜属于（ ） A．结晶形二氧化硅 B. 无定形二氧化硅 4）二氧化硅薄膜在半导体器件生产上的应用有：（ ） 1． 对杂质的掩蔽作用

2． 对器件表面的保护和钝化作用 3． 用于器件的电绝缘和电隔离 4． 作为电容器的介质材料

5． 作为MOS场效应晶体管的绝缘栅材料

A．1,2 B. 1,2,3 C. 1,2,4,5 D.1,2,3,4,5

5） 硅平面制造工艺的硼、磷扩散都属于_____ A. 代位式扩散 B.间隙式扩散

6）在硅-二氧化硅系统中存在______电荷、可动电荷、界面态电荷和氧化层陷阱电荷。 7）温度是影响氧化速率的一个重要因素，温度越高，氧化速率越_____（大/小）。 8）清洗硅片所用的化学试剂、去离子水和生产工具、操作者的汗液及呼出的气体等是氧化层中的__ 离子的来源。

9) 以下过程不属于恒定表面源扩散的有（ ）。A. 隐埋扩散 B.隔离扩散的硼预淀积 C. 基区扩散的硼预淀积 D.基区主扩散 10)扩散只用于浅结扩散______(对/错) 11)扩散多在__（高/低）温下进行.

12)杂质原子（或离子）在半导体晶片中的扩散机构比较复杂，但主要可分为两种机构:_______式扩散和间隙式扩散。

13) 恒定表面源扩散的杂质分布服从_______分布。 14) 有限表面源扩散的杂质分布服从_____分布。 15)离子注入掺杂纯度高，是因为（ ）.

.A. 杂质源的纯度高 B.注入离子是通过质量分析器选出来的 16)离子注入与热扩散相比，哪个要求温度低（ ） A．离子注入 B.热扩散

17)离子注入与热扩散相比，哪个掺杂纯度高（ ） A．离子注入 B. 热扩散

18)离子注入与热扩散相比，哪个高浓度掺杂不受 固溶度限制（ ）

A．离子注入 B. 热扩散

19)离子注入与热扩散相比，哪个掺杂均匀性好（ ） A．离子注入 B. 热扩散

20)离子注入与热扩散相比，哪个可精确控制 掺杂浓度，分布和注入深度（ ） A．A. 离子注入 B. 热扩散

21)离子注入与热扩散相比，哪个横向效应小（ ） A. 离子注入 B. 热扩散

22)离子注入与热扩散相比，哪个只用于浅结（ ） A．离子注入 B. 热扩散

23)减弱或消除沟道现象的措施有：（ ）

1. 入射方向偏离沟道轴向 2. 入射方向平行沟道轴向 3. 样品表面淀积一层二氧化硅 4. 样品表面淀积一层氮化硅 A．1,3 B. 2,3 C. 1,3,4 D. 2,3,4

24）离子注入的两种能量损失模型为：_____碰撞和电子碰撞。

25）化学气相淀积SiO2与热生长SiO2相比较，下面哪些说法是正确的：（ ） 1． CVD SiO2，衬底硅不参加反应。2. CVD SiO2，衬底硅参加反应。3. CVD SiO2，温度高。4. CVD SiO2，温度低。 A．1, 3 B. 1, 4 C. 2 ,4 D. 2, 3

26）化学气相淀积SiO2与热生长SiO2相比较，下面哪些说法是正确的：（ ） 1. 热生长SiO2只能在Si衬底上生长。2. CVD SiO2可以淀积在硅衬底上，也可以淀积在金属、陶瓷、及其它半导体材料上。3. CVD SiO2，衬底硅不参加反应。4. CVD SiO2，温度低。

A. 1,2 B. 2,4 C.1,4 D.1，2，4 E. 1,2,3,4

27）SiN4薄膜在集成电路中的应用主要有：A．钝化膜 B. 选择氧化 C. 电容介质。由于氮化硅氧化速率极低，因此被用作（ ）的掩蔽膜。

28）SiN4薄膜在集成电路中的应用主要有：A．钝化膜 B. 选择氧化 C. 电容介质。由于水和钠离子在氮化硅膜中扩散系数很小，所以常被用作（ ）。 29）.在LPCVD中，由于hG>>kS,即质量转移系数远大于表面反应速率常数，所以，LPCVD系统中，淀积过程主要是质量转移控制_______（对/错） 30）.在LPCVD中，由于hG>>kS,即质量转移系数远大于表面反应速率常数，所以，LPCVD系统中，淀积过程主要是表面反应速率控制_______（对/错） 31）.不论正胶或负胶，光刻过程中都包括如下步骤：1．刻蚀 2. 前烘 3. 显影 4. 去胶 5．涂胶 6. 曝光 7. 坚膜. 以下选项排列正确的是：（ ）

A. 2561437 B.5263471 C. 5263741 D.5263714

32).曝光后显影时感光的胶层溶解了，没有感光的胶层不溶解留下了，这种胶为___(正/负)胶。

33).曝光后显影时感光的胶层没有溶解，没有感光的胶层溶解，这种胶为___(正/负)胶。

34).前烘的温度应在可使胶层干燥的前提下采用较___(高/低)的温度。 35) .正胶适于刻蚀___(细/粗)线条。 36).负胶适于刻蚀___(细/粗)线条。 37).湿法刻蚀适用于___(粗/细)线条。 38).干法刻蚀适用于___(粗/细)线条。

39）为了获得更小的特征尺寸，目前正在研究的下一代光刻技术（NGL）有 、 和 ；

40）化学机械抛光(CMP)对于现代IC工艺中的 和 两个工序至关重要。而需要使用CMP的工序还有： 、 、 、 和 等。

三、思考题

1．多晶硅、氧化硅、氮化硅干法刻蚀中采用哪些刻蚀气体，其主要有很强的化学活性的腐蚀基是哪一种？其刻蚀过程的主要反应原理？

2. 铝及其合金干法刻蚀中采用哪些刻蚀气体，其主要有很强的化学活性的腐蚀基是哪一种？其刻蚀过程的主要反应原理？ 3．集成电路对接触和互联有什么要求？

4．集成电路常用的接触与互联材料有哪些？铝作为一种重要的接触与互联材料有什么优缺点？

5．常用金属膜淀积技术有哪些？试叙述磁控溅射的原理和特点。

6．为何出现铝的电迁移及尖楔现象？如何防止铝的电迁移和尖楔现象？ 7．为什么溅射法的台阶覆盖要比真空蒸发法要好？ 8．光刻工艺为什么是IC制造中最重要的工艺?

9．用Cl2干法腐蚀金属时，为什么要加入BCl3（或N2）和O2？ 10． 70s中期后，为什么要用poly-Si栅代替Al栅？

11． 为什么要采用Cu互连及低K介质？

12． 给出LOCOS工艺的基本流程（图例和文字描述）。 13． 给出STI工艺的基本流程（图例和文字描述）。

14． 给出标准埋层双极集成电路基本工艺流程（图例和文字描述）。 15． 给出1990年代CMOS标准工艺流程（列出掩模版名称及顺序），并画出由该工艺流程制造的双阱CMOS单元的截面图（采用LDD MOS结构，多层互连外除）。

16． 简述单晶硅片制备的工艺步骤（从石英砂到单晶硅锭，从单晶硅锭到单晶硅片）

17． 简述光刻工艺的流程及各步骤的作用。

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