半导体制造技术.docx

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1、半导体制造技术1.列举出在一个单晶硅衬底上制作电阻器的三种方法。答：集成电路电阻可以通过金属膜，掺杂的多晶硅，或者通过杂质扩散到衬底的特定区域中产生。2.什么是平面电容器？描述在硅衬底上制作这种元件的四种技术。答：平面电容器可由金属薄层，掺杂的多晶硅，或者衬底的扩散区形成。通常衬底上的电容器由4种基本工艺组成。3.什么是CMOS器件的闩锁效应？它能引起什么样的不希望情况？答：CMOS器件中的pn结能产生寄生晶体管，它能在CMOS集成电路中产生闩锁效应以致引起晶体管的无意识开启。4.为什么掺杂材料要在CZ法中加入到熔体中？答

2、：5.描述或画出4种硅片定位边的图。在200mm及以上硅片中用什么代替了定位边？答：在硅锭上做一个定位边来标明晶体结构和硅片的晶向。主定位边标明了晶体结构的晶向，次定位边标明了硅片的晶向和导电类型。四种定位边分别为P型（111），P型（100），N型（111），N型（100）。在200mm及以上硅片中用定位槽代替了定位边。6.描述在硅片厂中使用的去离子水的概念。答：去离子水是在半导体制造过程中广泛使用的溶剂，在它里面没有任何导电的离子。它的PH值为7，既不是酸也不是碱，是中性的。它能溶解其他物质，包括许多离子化合物和共价化

3、合物。当水分子溶解离子化合物时，它们通过克服离子间离子键使离子分离，然后包围离子，最后扩散到液体中。7.对净化间做一般性描述。答：8.说明五类净化间沾污。答：净化间沾污分为五类：1）颗粒2）金属杂质3）有机物沾污4）自然氧化层5）静电释放。9.什么是颗粒？什么是浮质？为什么颗粒是半导体制造的一个问题？答：颗粒是能粘附在硅片表面的小物体。悬浮在空气中传播的颗粒被称为浮质。对于半导体制造，我们的目标是控制并减少硅片与颗粒的接触。在硅片制造过程中，颗粒能引起电路开路或短路。它们能在相邻导体间引起短路。颗粒还可以是其他类型沾污的来

4、源。10.解释自然氧化层。识别由自然氧化层引起的三种问题。答：如果曝露于室温下的空气或含溶解氧的去离子水中，硅片的表面将被氧化。这一薄氧化层称为自然氧化层。自然氧化层包含某些金属杂质，它们可以向硅中转移并形成电学缺陷。自然氧化层引起的另一个问题在于金属导体的接触区。接触使得互连线与半导体器件的源区及漏区保持电学连接。如果有自然氧化层的存在，将增加接触电阻，减少甚至可能阻止电流通过。11.描述RCA清洗工艺。答：12.半导体质量测量的定义。列出在集成电路制造中12种不同的质量测量。陈述使用不同质量测量的工艺。答：半导体质量测

5、量定义了硅片制造的规范要求，以确保满足器件的性能和可靠性。在集成电路制造中的12种不同质量测量分别为：1）膜厚2）方块电阻3)膜应力4）折射率5）掺杂浓度6）无图形表面缺陷7）有图形表面缺陷8）关键尺寸9）台阶覆盖10）套刻标记11）电容-电压特性12）接触的角度。13.列出芯片厂中6个不同的生产区域并对每一个区域做简单的描述。答：芯片厂可以分成6个独立的生产区：扩散（包括氧化，膜淀积和掺杂工艺）光刻，刻蚀，薄膜，离子注入和抛光。扩散区一般认为是进行高温工艺及薄膜淀积区域；光刻的目的是将电路图形转移到覆盖于硅片表面的光刻胶

6、上；刻蚀工艺是在硅片上没有光刻胶保护的地方留下永久的图形;离子注入采用高电压和磁场来控制并加速离子，高能杂质离子穿透了涂胶硅片的表面。离子注入完成后要进行去胶和彻底清洗硅片。薄膜区主要负责生产各个步骤中介质层与金属层的淀积；CMP（化学机械平坦化）工艺的目的是使硅片表面平坦化。通过将硅片表面突出的部分减薄到下凹部分的高度实现的。1.生长氧化层与淀积层间的区别是什么答：在升温环境里，通过外部供给高纯氧气使之与硅衬底反应，可以在硅片上得到一层热生长的氧化层。淀积的氧化层可以通过外部供给氧气和硅源，使它们在腔体中反应，从而在硅片

7、表面形成一层薄膜。2.说明湿法氧化的化学反应，与干法氧化相比是快还是慢，为什么？答：当反应中有水汽参与，即湿氧化时，氧化反应速率会大大加快，化学反应方程式为：。潮湿的环境有更快的生长速率是由于水蒸气比氧气在二氧化硅中扩散更快，溶解度更高。3.什么导致了氧化层中的应力？答：氧化层的应力是由于Si和Sio2的热胀冷缩系数不同造成的，它会导致硅片翘曲。4.为什么氧化前清洗很重要?答：要获得高质量的氧化，硅片的清洗至关重要。诸如颗粒和可动离子沾污（MIC）等污染物对器件的性能和成品率有严重影响。例如，如果在栅氧结构的热生长中存在M

8、IC，当MIC从栅氧漂移到Si/Sio2界面时，将导致阈值电压长期变化。这对器件的电性能是有害的。对热氧化工艺，避免MIC和颗粒造成的麻烦，要依靠维持系统处于高度清洁状态。5.列举并描述薄膜生长的三个阶段答：淀积膜的过程有三个不同的阶段。第一步是晶核形成，成束的稳定小晶核形成，这一步发生在起初少量原子或