微电子作业

1.activeregion有源区2.activecomponent有源器件3.anneal退火4.atmosphericpressureCVD(APCVD)常压化学气相淀积5.BEOL生产线后端工序6.BiCMOS双极CMOS7.bondingwire焊线，引线8.BPSG硼磷硅玻璃9.channellength沟道长度10.chemicalvapordeposition(CVD)化学气象积淀11.chemicalmechanicalplanarization(CMP)化学机械平坦化12.damascene大马士革工艺13.deposition积淀14.diffusion扩散15.dopantconcentration掺杂浓度（剂量）16.dryoxidation干法氧化17.epitaxiallayer外延层18.etchrate刻蚀速率19.fabrication制造20.gateoxide栅氧化硅21.ICreliability22.interlayerdielectric层间介质23.ionimplanter离子注入机24.magnetronsputtering磁控溅射25.metalorganicCVD(MOCVD)金属有机化学气相积淀26.pcboard印刷电路板27.plasmaenhancedCVD(PECVD)等离子体增强CVD28.polish抛光29.RFsputtering射频溅射30.silicononinsulator绝缘体上硅第九章1．例举出芯片厂中6个不同的生产区域并对每一个生产区域做简单描述。（20分）2．离子注入前一般需要先生长氧化层，其目的是什么？（10分）3．离子注入后为什么要进行退火？（10分）4．光刻和刻蚀的目的是什么？（20分）5．为什么要采用LDD工艺？它是如何减小沟道漏电流的？（10分）6．为什么晶体管栅结构的形成是非常关键的工艺？更小的栅长会引发什么问题？（10分）7、描述金属复合层中用到的材料？(10分)8、STI隔离技术中，为什么采用干法离子刻蚀形成槽？(10分)1.答：芯片厂中通常分为扩散区、光刻区、刻蚀区、离子注入区、薄膜生长区和抛光区6个生产区域：①扩散区是进行高温工艺及薄膜积淀的区域，主要设备是高温炉和湿法清洗设备；②光刻区是芯片制造的心脏区域，使用黄色荧光管照明，目的是将电路图形转移到覆盖于硅片表面的光刻胶上；③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；④离子注入是用高压和磁场来控制和加速带着要掺杂的杂质的气体；高能杂质离子穿透涂胶硅片的表面，形成目标硅片；⑤薄膜生长主要负责生产各个步骤中的介质层与金属层的淀积。⑥抛光，即CMP（化学机械平坦化）工艺的目的是使硅片表面平坦化2.答：氧化层保护表面免污染，免注入损伤，控制注入温度3.推进，激活杂质，修复损伤。4.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上，而刻蚀的目的是在硅片上无光刻胶保护的地方留下永久的图形。即将图形转移到硅片表面5.沟道长度的缩短增加了源漏穿通的可能性，将引起不需要的漏电流，所以需要采用LDD工艺。轻掺杂漏注入使砷和BF2这些较大质量的掺杂材料使硅片的上表面成为非晶态。大质量材料和表面非晶态的结合有助于维持浅结，从而减少源漏间的沟道漏电流效应6.因为它包括了最薄的栅氧化层的热生长以及多晶硅栅的刻印和刻蚀，而后者是整个集成电路工艺中物理尺度最小的结构。多晶硅栅的宽度通常是整个硅片上最关键的CD线宽。随着栅的宽度不断减少，栅结构（源漏间的硅区域）下的沟道长度也不断减少。晶体管中沟道长度的减少增加了源漏间电荷穿通的可能性，并引起了不希望的沟道漏电流。7.（1）淀积Ti，使钨塞和下一层金属良好键合，层间介质良好键合；（2）Al,Au合金，加入铜抗电迁移（3）TiN作为下一次光刻的抗反射层8.采用干法刻蚀，是为了保证深宽比第三章1.按构成集成电路基础的晶体管分类可以将集成电路分为哪些类型？每种类型各有什么特征？（40分）2.什么是无源元件？例举出两个无源元件的例子。什么是有源元件？例举出两个有源元件的例子。（30分）3.什么是CMOS技术？什么是ASIC？（1.分为双极型集成电路和Mos型集成电路两大类;双极型平面晶体管以及双极型平面晶体管为主要器件，MOS型电路以及MOS晶体管为主要器件2.无源元件：传输电流不能控制电流方向。有源元件：可控制电流方向，放大信号，并产生复杂电路的器件，例如二极管，发光二极管，晶体管3.CMOS技术：以MOS为基础，同时含有NMOS和PMOS的集成电路技术ASIC:专用集成电路，是用户完全的定制设计和制造以满足单个用户的需要第十六章1.刻蚀工艺有哪两种类型？简单描述各类刻蚀工艺（10分）2.定义刻蚀速率并描述它的计算公式。为什么希望有高的刻蚀速率？（10分）3.定义刻蚀选择比。干法刻蚀的选择比是高还是低？高选择比意味着什么？（10分）4.干法刻蚀的目的是什么？例举干法刻蚀同湿法刻蚀相比具有的优点。干法刻蚀的不足之处是什么？（10分）5.解释发生刻蚀反应的化学机理和物理机理。（15分）6.描述一个等离子体干法刻蚀系统的基本部件。二氧化硅、铝、硅和光刻胶刻蚀分别使用什么化学气体？（15分）7.描述电子回旋共振（ECR）（10分）8.哪种化学气体经常用来刻蚀多晶硅？描述刻蚀多晶硅的三个步骤。（10分）9.叙述氮化硅的湿法化学去除工艺。（10分）1.刻蚀工艺：干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀是把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体，等离子体通过光刻胶中开出的窗口，与硅片发生物理或化学反应（或这两种反应），从而去掉曝露的表面材料，一般用于亚微米尺寸。湿法刻蚀中，液体化学试剂（如酸、碱和溶剂等）以化学方式去除硅片表面的材料，一般用于尺寸较大的情况下（大于3微米）。2.刻蚀速率=△T/t（A/min）△T=去掉材料的厚度t=刻蚀所用的时间高的刻蚀速率，可以通过精确控制刻蚀时间来控制刻蚀的厚度。3.刻蚀选择比SR=EF/ErEF=被刻蚀材料的速率Er=掩蔽层材的刻蚀速率干法刻蚀的选择比低高选择比意味着只刻除想要刻去的那一层材料，一个高选择比的刻蚀工艺不刻蚀下面一层材料并且保护的光刻胶也未被刻蚀。4.干法刻蚀的主要目的是完整地把掩膜图形复制到硅片表面上。干法刻蚀的优点：1.刻蚀剖面是各向异性，具有非常好的侧壁剖面控制2.好的CD控制3.最小的光刻胶脱落或粘附问题4.好的片内、片间、批次间的刻蚀均匀性5.较低的化学制品使用和处理费用缺点：对层材料的差的刻蚀选择比、等离子体带来的器件损伤和昂贵的设备5.在纯化学机理中，等离子体产生的反应元素（自由基和反应原子）与硅片表面的物质发生应。物理机理的刻蚀中，等离子体产生的带能粒子（轰击的正离子）在强电场下朝硅片表面加速，这些离子通过溅射刻蚀作用去除未被保护的硅片表面材料。6.基本部件：发生刻蚀反应的反应腔，一个产生等离子体的射频电源，气体流量控制系统，去除刻蚀生成物和气体的真空系统。氟刻蚀二氧化硅，氯和氟刻蚀铝，氯，氟和溴刻蚀硅，氧去除光刻胶7.ECR反应器在1~10毫托的工作压力下产生很密的等离子体。它在磁场环境中采用2.45GHZ微波激励源来产生高密度等离子体。ECR反应器的一个关键点是磁场平行于反应剂的流动方向，这使自由电子由于磁力的作用做螺旋运动。当电子的回旋频率等于所加的微波电场频率时，能有效地把电能转移到等离子体中的电子上。这种振荡增加了电子碰撞的可能性，从而产生高密度的等离子体，获得大的离子流。这些反应离子朝硅片表面运动并与表面层反应而引起刻蚀反应。8.多晶硅等离子刻蚀用的化学气体通常是氯气、溴气或二者混合气体。刻蚀多晶硅的三步工艺：1.预刻蚀，用于去除自然氧化层、硬的掩蔽层和表面污染物来获得均匀的刻蚀。2.接下来的是刻至终点的主刻蚀。这一步用来刻蚀掉大部分的多晶硅膜，并不损伤栅氧化层和获得理想的各向异性的侧壁剖面。3.最后一步是过刻蚀，用于去除刻蚀残留和剩余多晶硅，并保证对栅氧化层的高选择比。这一步应避免在多晶硅周围的栅氧化层形成微槽。9.去除氮化硅使用热磷酸进行湿法化学剥离掉的。这种酸槽一般始终维持在160°C左右并对露出的氧化硅具有所希望的高选择比。用热磷酸去除氮化硅是难以控制的，通过使用检控样片来进行定时操作。在曝露的氮化硅上常常会形成一层氮氧化硅，因此在去除氮化硅前，需要再HF酸中进行短时间处理。如果这一层氮氧化硅没有去掉，或许就不能均匀地去除氮化硅第十三十四十五章1.解释正性光刻和负性光刻的区别？（第十三章）为什么正胶是普遍使用的光刻胶？最常用的正胶是指哪些胶？（第十五章）（10分）2.解释什么是暗场掩模板。（第十三章）（5分）3.例出光刻的8个步骤，并对每一步做出简要解释。（第十三章）（15分）4.在硅片制造中光刻胶的两种目的是什么？（第十三章）（5分）5.例举并描出旋转涂胶的4个基本步骤（第十三章）（5分）6.描述曝光波长和图像分辨率之间的关系（第十四章）（5分）7.例举并描述光刻中使用的两种曝光光源（第十四章）（5分）8.光学光刻中影响图像质量的两个重要参数是什么？（第十四章）(5分）9.解释扫描投影光刻机是怎样工作的？扫描投影光刻机努力解决什么问题？（第十四章）（10分）10.光刻中采用步进扫描技术获得了什么好处？（第十四章）（5分）11.给出投影掩模板的定义。投影掩模板和光掩模板的区别是什么？（第十四章）（10分）12.解释光刻胶显影。光刻胶显影的目的是什么？（第十五章）(5分)13.解释光刻胶选择比。要求的比例是高还是低？（第十五章）(5分)14.例举出两种光刻胶显影方法。例举出7种光刻胶显影参数。（第十五章）（10分）1.正性光刻把与掩膜版上相同的图形复制到硅片上，负性光刻把与掩膜版上图形相反的图形复制到硅片表面，这两种基本工艺的主要区别在于所用的光刻胶的种类不同。正刻胶在进行曝光后留下来的的光刻胶在曝光前已被硬化，它将留在硅片表面，作为后步工艺的保护层，不需要改变掩膜版的极性，并且负性光刻胶在显影时会变形和膨胀，所以正胶是普遍使用的光刻胶传统的I线光刻胶，深紫外光刻胶2.暗场掩膜版是指一个掩膜版，它的石英版上大部分被铬覆盖，并且不透光3.第一步：气相成底膜处理，其目的是增强硅片和光刻胶之间的粘附性。第二步：旋转涂胶，将硅片被固定在载片台上，一定数量的液体光刻胶滴在硅片上，然后硅片旋转得到一层均匀的光刻胶图层第三步：软烘，去除光刻胶中的溶剂4.第四步：对准和曝光，把掩膜版图形转移到涂胶的硅片上5.第五步：曝光后烘培，将光刻胶在100到110的热板上进行曝光后烘培第六步：显影，在硅片表面光刻胶中产生图形6.第七步：坚膜烘培，挥发掉存留的光刻胶溶剂，提高光刻胶对硅片表面的粘附性7.第八步：显影后检查，检查光刻胶图形的质量，找出有质量问题的硅片，描述光刻胶工艺性能以满足规范要求4.一，将掩膜版图案转移到硅片表面顶层的光刻胶中二，在后续工艺中，保护下面的材料5.1，分滴，当硅片静止或者旋转得非常缓慢时，光刻胶被分滴在硅片上2，旋转铺开，快速加速硅片的旋转到一高的转速使光刻胶伸展到整个硅片表面3，旋转甩掉，甩去多余的光刻胶，在硅片上得到均匀的光刻胶胶膜覆盖层4，溶剂挥发，以固定转速继续旋转已涂胶的硅片，直至溶剂挥发，光刻胶胶膜几乎干燥6.减少曝光光源的波长对提高分辨率非常重要，波长的越小图像的分辨率就越高图像就越精确7.汞灯，高压汞灯，电流通过装有氙汞气体的管子产生电弧放电，这个电弧发射出一个特征光谱，包括240纳米到500纳米之间有用的紫外辐射准分子激光，准分子是不稳定分子是有惰性气体原子和卤素构成只存在与准稳定激发态8.分辨率和焦深9.扫描投影光刻机的概念是利用反射镜系统把有1:1图像的整个掩膜图形投影到硅片表面，其原理是，紫外光线通过一个狭缝聚焦在硅片上，能够获得均匀的光源，掩膜版和带胶硅片被放置在扫描架上，并且一致的通过窄紫外光束对硅片上的光刻胶曝光由于发生扫描运动，掩膜版图像最终被光刻在硅片表面。扫描光刻机主要挑战是制造良好的包括硅片上所有芯片的一倍掩膜版10.增大了曝光场，可