《IC工艺原理期末复习资料打印版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《IC工艺原理期末复习资料打印版（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1、 集成电路：通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如Si、GaAs）上，封装在一个内，执行特定电路或系统功能。2、 关键尺寸：集成电路中半导体器件能够加工的最小尺寸。它是衡量集成电路设计和制造水平的重要尺度，越小，芯片的集成度越高，速度越快，性能越好3、 摩尔定律：、芯片上所集成的晶体管的数目，每隔18个月就翻一番。4、 High-K材料：高介电常数，取代SiO2作栅介质，降低漏电。 Low-K 材料：低介电常数，减少铜互连导线间的电容，提高信号速度5、 功能多样化的“More Than Moore”指的
2、是用各种方法给最终用户提供附加价值，不一定要缩小特征尺寸，如从系统组件级向3D集成或精确的封装级(SiP)或芯片级(SoC)转移。6、 IC企业的分类：通用电路生产厂；集成器件制造；Foundry厂；Fabless：IC 设计公司；Chipless；Fablite第二章：硅和硅片的制备7、 单晶硅结构：晶胞重复的单晶结构能够制作工艺和器件特性所要求的电学和机械性能8、 CZ法生长单晶硅把熔化的半导体级硅液体变成有正确晶向并且被掺杂成n或p型的固体硅锭；9、 直拉法目的：实现均匀掺杂和复制籽晶结构，得到合适的硅锭直径，限制杂质引入；关键参数：拉伸速率和晶体旋转速度10、 CMOS （100）电阻
3、率：1050cm BJT（111）原因是什么？ 11、 区熔法？纯度高，含氧低；晶圆直径小。第三章集成电路制造工艺概况12、 亚微米CMOS IC 制造厂典型的硅片流程模型第四章 氧化；氧化物12、热生长：在高温环境里，通过外部供给高纯氧气使之与硅衬底反应，得到一层热生长的SiO2 。13、淀积：通过外部供给的氧气和硅源，使它们在腔体中方应，从而在硅片表面形成一层薄膜。14、干氧：Si（固） O2（气） SiO2(固)：氧化速度慢，氧化层干燥、致密，均匀性、重复性好，与光刻胶的粘附性好.水汽氧化：Si （固） H2O （水汽）SiO2（固）+ H2 （气）：氧化速度快，氧化层疏松，均匀性差，与
4、光刻胶的粘附性差。湿氧：氧气携带水汽，故既有Si与氧气反应，又有与水汽反应。氧化速度氧化质量介 于以上两种方法之间。15、二氧化硅基本特征：1、热SiO2是无定形的(熔融石英 2、 良好的电绝缘材料(作介质层 3、高击穿电场(不容易被击穿) 稳定和可重复的Si/SiO2界面；4、硅表面的生长基本是保形的。5、对杂质阻挡特性好 6、硅和SiO2的腐蚀选择特性好（HF等）7、硅和SiO2有类似的热膨胀系数16、二氧化硅用途：保护器件免划伤和隔离沾污（钝化）氮化硅缓冲层以减小应力(很薄) 氮化硅缓冲层以减小应力(很薄17、氧化层厚度与消耗掉的硅厚度的关系 18、氧化物生长模型是由迪尔（Deal）和格
5、罗夫（Grove）发展的线性一抛物线性模型；tox 为硅片经过t 时间后SiO2的生长厚度(m ) B 为抛物线速率系数( m2/h) B/A 为线性速率系数( m/h) t0 为初始氧化层厚度( m)为生成初始氧化层to (m)所用的时间(h) 氧化层足够薄时tox很小氧化层足够厚时tox值大各种氧化工艺：19、局部氧化工艺LOCOS（Local oxidationof silicon）工艺；存在的问题：1.存在鸟嘴，氧扩散到Si3N4 膜下面生长SiO2，有效栅宽变窄，增加电容； 2. 缺陷增加浅槽隔离技术STI（Shallow TrenchIsolation）工艺。优点：消除了鸟嘴现象；
6、 表面积显著减少； 超强的闩锁保护能力；对沟道没有侵蚀；与CMP兼容1、 sio2的特性 二氧化硅对硅的粘附性好，化学性质比较稳定，绝缘性好 2、 sio2的结构，分为哪两种 结晶形与不定形二氧化硅 3、 什么是桥键氧和非桥键氧 连接两个Si-o四面体的氧称为桥键氧；只与一个硅连接的氧称为非桥键氧。 4、 在无定形的sio2中，si、o那个运动能力强，为什么？氧的运动同硅相比更容易些；因为硅要运动就必须打破四个si-o键，但对氧来说，只需打破两个si-o键，对非桥键氧只需打破一个si-o键。 5、 热氧化法生长sio2过程中，氧化生长的方向是什么？在热氧化法制备sio2的过程中，是氧或水汽等氧
7、化剂穿过sio2层，到达si-sio2界面，与硅反应生成sio2，而不是硅向sio2外表面运动，在表面与氧化剂反应生成sio2 6、 Sio2只与什么酸、碱发生反应？只与氢氟酸、强碱溶液发生反应 7、 杂质在sio2中的存在形式，分别给与描述解释，各自对sio2网络的影响 能替代si-o四面体中心的硅，并能与氧形成网络的杂志，称为网络形成者；存在于sio2网络间隙中的杂志称为网络改变者。 8、 水汽对sio2网络的影响 水汽能以分子态形式进入sio2网络中，并能和桥键氧反应生成非桥键氢氧基，本反应减少了网络中桥键氧的数目，网络强度减弱和疏松，使杂志的扩散能力增强。 9、 为什么选用sio2作为
8、掩蔽的原因，是否可以作为任何杂质的掩蔽材料为什么？ 10、制备sio2有哪几种方法？热分解淀积法，溅射法，真空蒸发法，阳极氧化法，化学气相淀积法，热氧化法等。 11、热生长sio2的特点 硅的热氧化法是指硅与氧气或水汽等氧化剂，在高温下经化学反应生成sio2 12、生长一个单位厚度的sio2需要消耗0.44个单位的si 13、热氧化分为哪几种方法？各自的特点是什么？干氧氧化是指在高温下，氧气与硅反应生成sio2。水汽氧化是指在高温下，硅与高纯水长生的蒸汽反应生成sio2。湿氧氧化的氧化剂是通过高纯水的氧气，高纯水一般被加热到95摄氏度左右。 14、实际生产中选用哪种生长方法制备较厚的sio2层
9、？采用干氧-湿氧-干氧相结合的氧化方式 15、由公式2.24，2.25分析两种极限情况，给出解释 其一是当氧化剂在sio2中的扩散系数Dsio2很小时（Dsio2ksx0，则的Ci0，C0C*，在这种情况下，sio2的生长速率主要由氧化剂在sio2中的扩散速度所决定，称这种极限情况为扩散控制；其二，如果扩散系数Dsio2很大，则C1=C0=C*/（1+ks/h），sio2生长速率由si表面的化学反应速度控制，称这种极限情况为反应控制。 16、热氧化速率受氧化剂在sio2的扩散系数和与si的反应速度中较快还是较慢的影响？较慢的一个因素决定 17、sio2生长厚度与时间的关系，分别解释 x02+A
10、x0=B（t+），当氧化时间很长，即t和tA2/4B时，则x02=B（t+），这种情况下的氧化规律称抛物型规律，B为抛物型速率常数，sio2的生长速率主要由氧化剂在sio2中的扩散快慢决定；当氧化时间很短，即（t+）A2/4B，则x0=B（t+）/A，这种极限情况下的氧化规律称线性规律，B/A为线性速率常数，具体表达式B/A=-kshc*/(ks+h)N1。 18、氧化速度与氧化剂分压、温度成正比? 19、晶向对氧化速率的影响 当氧化温度升高时，晶面取向对线性氧化速率的影响在减小，甚至消失；如果氧化时间很长，晶面取向对线性氧化速率的影响也就根本不起作用。 20、解释图2.15 21、什么是位阻
11、现象？生成反应物本身的阻挡价键与反应表面的倾角导致反应不能流畅无阻地进行的现象。 22、什么是分凝现象？解释硼对氧化速率的影响 si氧化后原本在si中的杂质跑入其他材料重新排列叫做分凝现象；在分凝过程中有大量的硼从硅中进入并停留在sio2中，因而sio2中非桥键氧的数目增加，从而降低了sio2的结构强度，氧化剂不但容易进入sio2，而且穿过sio2的扩散能力也增加，因此抛物型速率常数明显增大，而对线性速率常数没有明显的影响。 23、为了准确控制干氧试验为什么选用液态氧源？ 24、纳和氯对氧化的影响 当氧化层中如果含有高浓度钠时，则线性和抛物型氧化速率都明显变大；在干氧氧化的气氛中加氯，氧化速率
12、常数明显变大。 25、sio2和si-sio2界面中的四种类型电荷，解释可动离子电荷的主要存在形式和危害 可动离子电荷、氧化层固定电荷、界面陷阱电荷、氧化层陷阱电荷；主要以网络改变者形式存在、荷正电的碱金属离子；阈值电压的不稳定、局部电场加强、mos管低击穿。 26、 描述b-t试验 实验步骤：1、初测2、加正电压并保持300测量FB=Nm/qc0x 5、SiO2膜在IC器件中的有哪些应用？答：（1）、用作选择扩散的掩膜；（2）、用作器件表面保护及钝化；（3）、用作器件中的绝缘介质（隔离、绝缘栅、多层布线绝缘、电容介质）；(4)离子注入中用作掩蔽层及缓冲介质层等。CVD二氧化硅应用：钝化层；浅
13、沟槽绝缘(STI)；侧壁空间层；金属沉积前的介电质层(PMD)；金属层间介电质层(IMD)6、简述干氧氧化与湿氧氧化各自的特点，通常用哪种工艺制备较厚的二氧化硅层？ 答：干氧氧化：（优）结构致密，表面平整光亮；对杂质掩蔽能力强；钝化效果好；生长均匀性、重复性好；表面对光刻胶的粘附好，（缺）生长速率非常慢。湿氧氧化：（优）生长速率介于干O2与水汽氧化之间；可由水温、炉温调节生长速率，工艺灵活性大；对杂质的掩蔽能力、钝化效果能满足工艺要求，（缺）表面存在羟基使其对光刻胶的粘附不好。通常用湿氧氧化工艺制备较厚的二氧化硅层。在实际生产中，对于制备较厚的二氧化硅层来说往往采用干氧-湿氧-干氧相结合的氧化
14、方式，既保证了二氧化硅层表面和Si-SiO2界面的质量,有解决了生长效率的问题。7、采用热氧化法制备二氧化硅层最容易引入哪种污染物，它会对MOS管造成何种影响，如何减少这种污染？答：最容易引入的污染物是Na+。Na+离子很容易进入SiO2中,它不仅扩散系数大,而且迁移率大,最主要的影响是引起MOS晶体管的阈值电压不稳定, 因此,Na+离子含量成为SiO2质量好坏的重要标志，如何钝化可动Na离子就成为一个重要课题进入SiO2的Na离子数量依赖于氧化过程中的清洁度,为了降低Na离子的污染,可以采取一些预防措施,包括:(1)使用含氯的氧化工艺,(2)用氯周期性地清洗管道炉管和相关的容器(3)采用超纯
15、净的化学试剂,保证气体及气体传输过程的清洁.第五章 淀积表面薄膜的形成20、1化学气相淀积（CVD）：通过气态物质的化学反应，在衬底表面上淀积一层薄膜材料的过程。物理淀积（PVD）：在真空中，淀积材料由固体或熔化源的蒸发或用等离子体中高能气体离子击打出来，并在表面凝聚形成薄膜。2磷硅玻璃回流在金属层间，需淀积表面平滑的二氧化硅作为绝缘层。低温淀积的磷硅玻璃受热后容易变得较软易流动，可提供一平滑的表面，所以常作为邻近两金属层间的绝缘层，此工艺称为磷硅玻璃回流3氮化硅（Si3N4）：硅片最终的钝化层，能很好地抑制杂质和潮气的扩;散掩蔽层。在STI工艺中，因其与Si的晶格常数和热;因其介电系数（7.5）较SiO2（3.9）大，故不用于ILD，以免产生大的电容，降低芯片的速度。膨胀系数差别比SiO2大，故需要薄的垫氧; 多晶硅: ：通常用LPCVD方法淀积。在MOS器件中，掺杂的多晶硅作为栅电极。通过掺杂可得到铁电的电阻;和二氧化硅优良的界面特性;和后续高温工艺的兼容性;比金属电极更高的可靠性;在陡峭的结构上淀积的均匀性;实现栅的自对准工艺21、等离子增强CVDPlasma-Enhanced CVD1、设备的组成：反应室和衬底加热系统、射频功率源、供气及抽气系统。优点：淀积温度低，如LPCVD淀积S
