中山学院集成电路工艺基础A试题卷文档格式.docx
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⑸作为MOS场效应晶体管的绝缘栅材料
A.⑴⑵B.⑴⑵⑶C.⑴⑵⑷⑸D.⑴⑵⑶⑷⑸
积在金属、陶瓷、及其它半导体材料上
⑶CVDSiO2,衬底硅不参加反应
⑷CVDSiO2,温度低
A.⑴⑵B.⑵⑷C.⑴⑵⑷D.⑴⑵⑶⑷
9.预扩散是在较____温度下(与主扩散相比),采用____扩散方式,在硅片表面扩散一层数量一定,按_____形式分布的杂质。
(C)
A.高、恒定表面源、余误差函数B.高、有限表面源、高斯函数
C.低、恒定表面源、余误差函数D.低、有限表面源、余误差函数
10.下面选项属于预扩散作用有(B)
A.调节表面浓度B.控制进入硅表面内部的杂质总量C.控制结深
11.不论正胶或负胶,光刻过程中都包括如下步骤:
⑴刻蚀⑵前烘⑶显影⑷去胶⑸涂胶⑹曝光⑺坚膜
以下选项排列正确的是:
(D)
A.⑵⑸⑹⑴⑷⑶⑺B.⑸⑵⑹⑴⑷⑶⑺C.⑸⑵⑹⑶⑺⑷⑴D.⑸⑵⑹⑶⑺⑴⑷
12.哪种Si外延方法存在反向腐蚀现象(A)
A.氢还原反应B.硅烷热分解
13.光刻胶的性能可用如下性能指标表征,其中表征光刻胶对光敏感度的性能指标是(B)
A.感光度B.分辨率C.粘附性D.抗蚀性
14.下面哪个说法是正确的(D)
A.等离子体刻蚀各向异性好;
B.反应离子刻蚀属于化学腐蚀过程
C.湿法腐蚀各向异性好;
D.溅射刻蚀各向异性好
15.LOCOS工艺属于(B)
A.平坦化工艺B.隔离工艺
二、填空题(共10小题,每题2分,共20分)
1.某纯净的硅衬底,掺入P元素后其导电类型为N型(N型/P型)。
2.有限表面源扩散的杂质分布服从高斯函数分布。
3.入射离子的两种能量损失模型为:
电子碰撞和核碰撞。
4.离子注入后会引起晶格损伤,一般采用热退火工艺来消除损伤。
5.物理气相淀积技术中最为基本的两种方法就是蒸发和溅射。
6.在LPCVD中,由于hG>
>
kS,即质量输运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(对/错)
7.分子束外延是一种在超高真空下的蒸发技术,是利用蒸发源提供的定向分子束或者原子束,撞击到清洁的衬底上生成外延层的工艺过程。
8.正胶(正胶/负胶)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
9.湿法刻蚀适用于粗(粗/细)线条。
10.尖楔现象是Al/Si作为互连金属材料的突出缺点。
三、简答题(共3小题,每题8分,共24分)
1.在《硅集成电路工艺基础》这门课中学习到很多单项工艺。
这些单项工艺可以分为哪三大类工艺,它们分别起什么作用?
并简单描述每一大类工艺包括什么主要的单项工艺。
图形转换:
将设计在掩膜版(类似于照相底片)上的图形转移到半导体单晶片上
光刻:
接触光刻、接近光刻、投影光刻
刻蚀:
干法刻蚀、湿法刻蚀
掺杂:
根据设计的需要,将各种杂质掺杂在需要的位置上,形成晶体管、接触等
离子注入:
退火
扩散
制膜:
制作各种材料的薄膜
氧化:
干氧氧化、湿氧氧化等
CVD(化学气相淀积):
APCVD、LPCVD、PECVD
PVD(物理气相沉淀):
蒸发、溅射
2.沟道效应是什么,怎么减小?
定义:
当离子注入的方向与靶晶体的某个晶向平行时,一些离子将沿沟道运动。
沟道离子唯一的能量损失机制是电子阻止,因此注入离子的能量损失率就很低,故注入深度较大。
减小方法:
a.倾斜样品表面,晶体的主轴方向偏离注入方向,典型值为7°
。
b.先重轰击晶格表面,形成无定型层
在无定形靶运动的离子由于碰撞方向不断改变,因而也会有部分离子进入沟道,但在沟道
运动过程中又有可能脱离沟道,故对注入离子峰值附近的分布并不会产生实质性的影响
c.表面长二氧化硅薄层
3.简述ULSI对光刻有哪些基本要求。
①高分辨率
在集成电路工艺中,通常把线宽作为光刻水平的标志,一般也可以用加工图形线宽的能力
来代表集成电路的工艺水平。
②高灵敏度的光刻胶
光刻胶的灵敏度是指光刻胶的感光速度。
为了提高产品的产量,曝光时间越短越好。
确保光刻胶各项属性均为优异的前提下,提高光刻胶的灵敏度
③低缺陷
缺陷关系成品率
④精密的套刻对准
集成电路芯片的制作需要经过多次光刻,在各次曝光图形之间要相互套准。
ULSI的图形线宽在
以下,通常采用自对准技术。
⑤大尺寸硅片上的加工
ULSI的芯片尺寸为
提高经济效益和硅片利用率
四、计算题(共2小题,每题8分,共16分)
答案保留两位有效数字
1.假设经热氧化方式生长厚度为x的SiO2,将要消耗多少硅?
每摩Si的质量是28g,密度为2.33g/cm3;
每摩SiO2的质量是60g,密度为2.27g/cm3。
2.要将Si衬底上0.5um的SiO2腐蚀。
假定平均腐蚀速率为0.1μmmin-1,SiO2厚度和腐蚀速率都有5%的偏差。
求
(1)需要多大的过刻蚀量(表示为百分数)才能保证所有的SiO2都被腐蚀掉?
(2)刻蚀SiO2对Si的选择性多大时,才能保证最多有5nm的Si被腐蚀掉?
(假定
(1)中计算的过刻已经存在。
)
五、综合题(共1小题,每题10分,共10分)
分析如下所示剖面图,说明其逻辑性能;
如果用N衬底双阱CMOS工艺,且使用单层金属制作该电路的话,需要多少次光刻,分别是什么?
逻辑性能:
使用单层金属制作该电路的话,需要9次光刻,分别是:
①阱的制作
②场区隔离(将整个芯片分成有源区和场区)
③场注入
④栅的制作
⑤N+源漏的制作
⑥P+源漏的制作
⑦接触孔的制作
⑧金属层的制作
⑨钝化层的制作