微电子加工工艺总结资料

第一篇：微电子加工工艺总结资料

1、分立器件和集成电路的区别

分立元件：每个芯片只含有一个器件；集成电路：每个芯片含有多个元件。

2、平面工艺的特点

平面工艺是由Hoerni于1960年提出的。在这项技术中，整个半导体表面先形成一层氧化层，再借助平板印刷技术，通过刻蚀去除部分氧化层，从而形成一个窗口。P-N结形成的方法： ① 合金结方法

A、接触加热：将一个p型小球放在一个n型半导体上，加热到小球熔融。

B、冷却：p型小球以合金的形式掺入半导体底片，冷却后，小球下面形成一个再分布结晶区，这样就得到了一个pn结。

合金结的缺点：不能准确控制pn结的位置。

②生长结方法

半导体单晶是由掺有某种杂质（例如P型）的半导体熔液中生长出来的。生长结的缺点：不适宜大批量生产。扩散结的形成方式 与合金结相似点：

表面表露在高浓度相反类型的杂质源之中 与合金结区别点：

不发生相变，杂质靠固态扩散进入半导体晶体内部 扩散结的优点

扩散结结深能够精确控制。平面工艺制作二极管的基本流程：

衬底制备——氧化——一次光刻（刻扩散窗口）——硼预沉积——硼再沉积——二次光刻（刻引线孔）——蒸铝——三次光刻（反刻铝电极）——P-N结特性测试

3、微电子工艺的特点

高技术含量 设备先进、技术先进。

高精度 光刻图形的最小线条尺寸在亚微米量级，制备的介质薄膜厚度也在纳米量级，而精度更在上述尺度之上。超纯 指工艺材料方面，如衬底材料Si、Ge单晶纯度达11个9。

超净 环境、操作者、工艺三个方面的超净，如 VLSI在100级超净室10级超净台中制作。大批量、低成本 图形转移技术使之得以实现。

高温 多数关键工艺是在高温下实现，如：热氧化、扩散、退火。

4、芯片制造的四个阶段

固态器件的制造分为4个大的阶段（粗线条）： ① ② ③ ④

晶圆制备：（1）获取多晶

（2）晶体生长----制备出单晶，包含可以掺杂（元素掺杂和母金掺杂）（3）硅片制备----制备出空白硅片 硅片制备工艺流程（从晶棒到空白硅片）：

晶体准备（直径滚磨、晶体定向、导电类型检查和电阻率检查）→

切片→研磨→化学机械抛光（CMP）→背处理→双面抛光→边缘倒角→抛光→检验→氧化或外延工艺→打包封装 芯片制造的基础工艺

增层——光刻——掺杂——热处理 材料制备

晶体生长/晶圆准备 晶圆制造、芯片生成 封装

5、high-k技术

High—K技术是在集成电路上使用高介电常数材料的技术，主要用于降低金属化物半导体（MOS）晶体管栅极泄漏电流的问题。集成电路技术的发展是伴随着电路的元器件（如MOS晶体管）结构尺寸持续缩小实现的。随着MOS晶体管结构尺寸的缩小，为了保持棚极对MOS晶体管沟道电流的调控能力，需要在尺寸缩小的同时维持栅极电容的容量，这通常需要通过减小棚极和沟道之间的绝缘介质层厚度来实现，但由此引起的棚极和沟道之间的漏电流问题越来越突出。High—K技术便是解决这一问题的优选技术方案。因为，MOS器件栅极电容类似于一个平板电容，由于MOS器件面积、绝缘介质层厚度和介电常数共同决定，因此MOS器件栅极电容在器件面积减小的前提下，采用了High—K材料后，可以在不减小介质层厚度（因此栅极泄漏电流而不增加）的前提下，实现维护栅极电容容量不减小的目标。High—K材料技术已被英特尔和IBM应用到其新开发的45mm量产技术中。目前业界常用的High—K材料主要是包括HfO2在内的Hf基介质材料。

6、拉单晶的过程

装料——融化——种晶——引晶——放肩——等径——收尾——完成

7、外延技术的特点和应用 外延特点： 生成的晶体结构良好 掺入的杂质浓度易控制 可形成接近突变pn结的特点 外延分类： 按工艺分类

A 气相外延（VPE）利用硅的气态化合物或者液态化合物的蒸汽，在加热的硅衬底表面和氢发生反应或自身发生分解还原出硅。B 液相外延（LPE）衬底在液相中，液相中析出的物质并以单晶形式淀积在衬底表面的过程。此法广泛应用于III-V族化合半导体的生长。原因是化合物在高温下易分解，液相外延可以在较低的温度下完成。C 固相外延（SPE）

D 分子束外延（MBE）在超高真空条件下，利用薄膜组分元素受热蒸发所形成的原子或分子束，以很高的速度直接射到衬底表面，并在其上形成外延层的技术。特点：生长时衬底温度低，外延膜的组分、掺杂浓度以及分布可以实现原子级的精确控制。按导电类型分类

n型外延：n/n, n/p外延 p型外延：p/n, p/p外延 按材料异同分类

同质外延：外延层和衬底为同种材料，例如硅上外延硅。

异质外延：外延层和衬底为不同种材料，例如SOI((绝缘体上硅)是一种特殊的硅片，其结构的主要特点是在有源层和衬底层之间插入绝缘层——— 埋氧层来隔断有源层和衬底之间的电气连接)按电阻率高低分类

正外延：低阻衬底上外延高阻层n/n+ 反外延：高阻衬底上外延低阻层

硅的气相外延的原理：在气相外延生长过程中，有两步： 质量输运过程－－反应剂输运到衬底表面

表面反应过程－－在衬底表面发生化学反应释放出硅原子

掺杂

有意掺杂：按器件对外延导电性和电阻率的要求，在外延的同时掺入适量的杂质，这称为有意掺杂。自掺杂：衬底中的杂质因挥发等而进入气流，然后重新返回外延层。杂质外扩散:重掺杂衬底中的杂质通过热扩散进入外延层。外延的应用

1、双极型电路：n/n外延,在n型外延层上制作高频功率晶体管。+ 外延：双极型传统工艺在p衬底上进行n型外延通过简单的p型杂质隔离扩散，实现双极型集成电路元器件的隔离。

2、MOS电路:外延膜的主要应用是作为双极型晶体管的集电极。

外延膜在MOS集成电路中的较新应用是利用重掺杂外延减小闩锁效应（寄生闸流管效应）。

8、分子束外延（MBE）的原理及其应用

在超高真空下，热分子束由喷射炉喷出，射到衬底表面，外延生长出外延层。

9、二氧化硅膜的用途

表面钝化：保护器件的表面及内部，禁锢污染物。

掺杂阻挡层：作为杂质扩散的掩蔽膜，杂质在二氧化硅中的运行速度低于在硅中的运行速度。绝缘介质：IC器件的隔离和多层布线的电隔离，MOSFET的栅电极，MOS电容的绝缘介质。

10、二氧化硅膜的获得方法 A：热氧化工艺 B：化学气相淀积工艺 C：溅射工艺 D：阳极氧化工艺

11、热氧化机制

① 线性阶段，② 抛物线阶段（生长逐渐变慢，直至不可忍受）

影响氧化速率的因素有：氧化剂、晶向、掺杂类型和浓度、氧化剂的分压。热氧化生长方法：

（1）干氧氧化：干燥氧气，不能有水分；随着氧化层的增厚，氧气扩散时间延长，生长速率减慢；适合较薄的氧化层的生长。氧化剂扩散到SiO2/Si界面与硅反应。

（2）水汽氧化:气泡发生器或氢氧合成气源；原理：

（3）湿氧氧化：湿氧氧化的各种性能都是介于干氧氧化和水汽氧化之间，其掩蔽能力和氧化质量都能够满足一般器件的要求。（4）掺氯氧化：薄的MOS栅极氧化要求非常洁净的膜层，如果在氧化中加入氯，器件的性能和洁净度都会得到改善。减

+弱二氧化硅中的移动离子（主要是钠离子）的沾污影响，固定Na离子；减少硅表面及氧化层的结构缺陷

12、SiO2/Si界面特性： 热氧化薄膜是由硅表面生长得到的二氧化硅薄膜。高温生长工艺将使SiO2/Si界面杂质发生再分布，与二氧化硅接触的硅界面的电学特性也将发生变化。杂质再分布：有三个因素： ① 分凝效应② 扩散速率 ③ 界面移动

水汽氧化速率远大于干氧氧化速率，水汽氧化SiO2/Si界面杂质的再分布就远小于干氧氧化；湿氧氧化速率介于水汽、干氧之间，SiO2/Si界面杂质的再分布也介于水汽、干氧之间。二氧化硅层中存在着与制备工艺有关的正电荷，这种正电荷将引起SiO2/Si界面P-Si的反型层，以及MOS器件阈值电压不稳定等现象。可动离子或可动电荷

主要是Na、K、H等，这些离子在二氧化硅中都是网络修正杂质，为快扩散杂质。其中主要是Na。在人体与环境中大++++量存在Na，热氧化时容易发生Na沾污。加强工艺卫生方可以避免Na沾污；也可采用掺氯氧化，固定Na离子。固定离子或固定电荷

主要是氧空位。一般认为：固定电荷与界面一个很薄的（约30Å）过渡区有关，过渡区有过剩的硅离子，过剩的硅在氧化过程中与晶格脱开，但未与氧完全反应。干氧氧化空位最少，水汽氧化氧空位最多。热氧化时，首先采用干氧氧化方法可以减小这一现象。氧化后，高温惰性气体中退火也能降低固定电荷。

13、氧化膜厚度的检测

劈尖干涉和双光干涉：利用干涉条纹进行测量，因为要制造台阶，所以为破坏性测量。

比色法：以一定角度观察SiO2膜，SiO2膜呈现干涉色彩，颜色与厚度存在相应关系。比色法方便迅速，但只是粗略估计。椭圆仪法：入射的椭圆偏振光经氧化膜的多次反射和折射以后，得到了改变椭圆率的反射椭圆偏振光，其改变量和膜厚与折射率相关。高频MOS结构C-V法：测量金属栅极的电容，利用公式测量氧化膜层的厚度。

14、化学气相沉积定义

化学气相淀积（Chemical Vapor Deposition）是通过气态物质的化学反应在衬底上淀积薄膜的工艺方法。与之对应的是：PVD（蒸发和溅射），它主要应用于导体薄膜。

15、淀积技术包括哪两种？CVD和PVD

16、LPCVD和APCVD的主要区别？LPCVD有何优势？

APCVD：原料以气相方式被输送到反应器内，原料气体向衬底基片表面扩散，被基片吸附，由于基片的温度高或其它能量提供给原料气体，使其发生表面化学反应，生成物在基片表面形成薄膜，而生成物中的其它物质是气相物质，扩散到气相中被带走。LPCVD：低压情况下，分子自由程较长，薄膜电极的均匀性较高。LPCVD相对APCVD的特点：

增加了真空系统，气压在1-10Torr之间；压下分子自由程长，可以竖放基片；热系统一般是电阻热壁式。

17、PECVD的机理？PECVD有何优势？

优势：采用等离子体把电能耦合到气体中，促进化学反应进行,由此淀积薄膜；因此该法可以在较低温度下淀积薄膜。PECVD常常是低温和低压的结合。-2+++

+机理：反应器的射频功率使低压气体（真空度1-10Torr）产生非平衡辉光放电，雪崩电离激发出的高能电子通过碰撞激活气体形成等离子体。衬底基片（具有一定温度，约300℃）吸附活泼的中性原子团与游离基即高能的等离子体发生化学反应，生成的薄膜物质被衬底吸附、重排进而形成淀积薄膜，衬底温度越高形成的薄膜质量越好。

18、多晶硅淀积和外延淀积的主要区别。淀积多晶硅薄膜的方法：主要采用LPCVD的方法。掺杂则采用：离子注入；化学气相淀积；扩散。多晶硅的淀积和外延淀积的主要区别：硅烷的使用

19、金属薄膜的用途？金属化的作用?

（1）在微电子器件与电路中金属薄膜最重要的用途是作为内电极（MOS栅极和电容器极板）和各元件之间的电连接。（2）在某些存储电路中作为熔断丝。

（3）用于晶圆的背面（通常是金），提高芯片和封装材料的黏合力。

金属化的作用：集成电路中金属化的作用是将有源器件按设计的要求连接起来，形成一个完整的电路与系统。20、说明为什么铝作为通常使用的金属薄膜，说明铜作为新一代金属薄膜的原因。铝膜：用途: 大多数微电子器件或集成电路是采用铝膜做金属化材料

优点：导电性较好；与p-Si，n-Si（>5*10）能形成良好的欧姆接触；光刻性好；与二氧化硅黏合性好；易键合。缺点：抗电迁移性差；耐腐蚀性、稳定性差 ；台阶覆盖性较差。工艺：蒸发，溅射 铜膜：用途：新一代的金属化材料，超大规模集成电路的内连线；缺点：与硅的接触电阻高，不能直接使用；铜在硅中是快扩散杂质，能使硅中毒，铜进入硅内改变器件性能；与硅、二氧化硅粘附性差。优点：电阻率低（只有铝的40-45%），导电性较好；抗电迁移性好于铝两个数量级； 工艺：溅射

21、VLSI对金属化的要求是什么？

① 对n+硅和p+硅或多晶硅形成低阻欧姆接触，即金属/硅接触电阻小 ② 能提供低电阻的互连引线，从而提高电路速度 ③ 抗电迁移性能要好

④ 与绝缘体（如二氧化硅）有良好的附着性 ⑤ 耐腐蚀 ⑥ 易于淀积和刻蚀

⑦ 易键合，且键合点能经受长期工作

⑧ 层与层之间绝缘要好，不互相渗透和扩散，即要求有一个扩散阻挡层

22、Al-Si接触的常见问题及解决办法？

Al和Si之间不能合成硅化物，但是可以形成合金。Al在Si中溶解度很小，但是相反Si在Al中溶解度很大，这样就形成尖楔现象，从而使P-N结失效。解决尖楔问题： +（1）一般采用Al-Si合金代替Al作为Al/Si的接触和互连材料。但是又引入了硅的分凝问题。

（2）由于铜的抗电迁移性好，铝-铜（0.5-4%）或铝-钛（0.1-0.5%）合金结构防止电迁移，结合Al-Si合金，在实际应用中人们经常使用既含有铜又含有硅的Al-Si-Cu合金以防止合金化（即共熔）问题和电迁移问题。（3）（4）Al-掺杂多晶硅双层金属化结构：在多晶硅中掺杂重磷或重砷，构成掺杂多晶的结构。铝-隔离层结构：在Al-Si之间沉积一层薄的金属层，替代磷掺杂多晶硅，成为阻挡层。

23、说明难熔金属在金属连线中的作用？

难熔金属及其硅化物有较低的电阻率和接触电阻。难熔金属的一个广泛应用是在多层金属结构中填充连接孔，这个工序叫作过孔填充，填补好的过孔叫做接线柱。

24、金属化的实现方法有几种？请论述真空溅射方法 金属化的实现主要通过两种方式来实现： ① 物理淀积

A：真空蒸发淀积（较早，金属铝线）

B：真空溅射淀积（Al-Si合金或Al-Si-Cu合金）2LPCVD（难熔金属）○真空蒸发淀积 ：被蒸物质从凝聚相转化为气相；气相物质在真空系统中的输运；气相分子在衬底上淀积和生长。分为电阻、电子束等蒸发沉积。真空溅射沉积：溅射淀积是用核能离子轰击靶材，使靶材原子从靶表面逸出，淀积在衬底材料上的过程。

25、说明金属CVD的优势和主要用途。金属CVD ： LPCVD可以应用于制作金属薄膜。

优势：不需要昂贵的高真空泵；台阶覆盖性好；生产效率较高。用途：难控制金属；难熔金属，主要是钨。

26、什么叫做光刻，光刻有何目的？

光刻是图形复印与腐蚀作用相结合，在晶片表面薄膜上制备图形的精密表面工艺技术。

光刻的目的就是：在介质薄膜、金属薄膜或金属合金薄膜上面刻蚀出与掩膜版完全对应的几何图形，从而实现选择性扩散和金属薄膜布线的目的。

27、光刻技术的图形转移分为哪两个阶段？ 图形转移到光刻胶层；图形从光刻胶层转移到晶圆层

28、列出光刻工艺的十个步骤，并简述每一步的目的。表面准备：微粒清除，保持衬底的憎水性。

涂光刻胶：与衬底薄膜粘附性好，胶膜均匀，是光刻工艺的核心材料。

前烘：使胶膜体内的溶剂充分挥发使胶膜干燥；增加胶膜和衬底的粘附性以及胶膜的耐磨性 对准和曝光：把所需图形在晶圆表面上定位或对准；通过曝光灯或其他辐射源将图形转移到光刻胶涂层上

后烘：减少驻波效应，激发化学增强光刻胶的PAG产生的酸与光刻胶上的保护基团发生反应并移除基团使之能溶解于显影液。显影：将掩膜板上的图形显示在光刻胶上。

坚膜：除去光刻胶中剩余的溶剂，增强光刻胶对衬底的附着力。

刻蚀：把显影后的光刻胶微图形下层材料的裸露部分去掉，将光刻胶图形转移到下层材料上去的工艺叫作刻蚀。去胶：刻蚀完成以后将光刻胶去除掉。

29、光刻胶的分类，谈谈正胶和负胶的区别。

正胶：胶的曝光区在显影中除去。正胶曝光时发生光分解反应变成可溶的。使用这种光刻胶时，能够得到与掩膜版遮光图案相同的图形，故称之为正胶。负胶：胶的曝光区在显影中保留，用的较多。具体说来负胶在曝光前对某些有机溶剂是可溶的，而曝光后发生光聚合反应变成不可溶的。使用这种光刻胶时，能够得到与掩膜版遮光图案相反的图形，故称之为负胶。30、刻蚀的方法分类，刻蚀常见有哪些问题？ 分类：刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀。

湿法刻蚀：化学腐蚀，在腐蚀液中通过化学反应去除窗口薄膜，得到薄膜图形。优点：工艺简单，无需复杂设备，选择比高；均匀性好。缺点：各向同性腐蚀；分辨率低，自动化难。干法刻蚀：使用气体和等离子体能量来进行化学反应的化学工艺。

常见问题：不完全刻蚀、刻蚀和底切、各向同性刻蚀。优点：刻蚀非常有方向性（各向异性），导致良好的小开口区域的精密度。缺点：选择性差。

31、掺杂技术实现的两种方式以及掺杂的目的 方式：扩散和离子注入

目的：在晶圆表面下的特定位置处形成PN结；在晶圆表面下得到所需的掺杂浓度。

32、扩散的基本原理、离子注入的基本原理及其比较

微电子工艺中的扩散是杂质在晶体内的扩散，因此是一种固相扩散。晶体内扩散有多种形式：填隙式扩散、替位式扩散、填隙-替位式扩散。离子注入技术：离子注入是将含所需杂质的化合物分子（如BCl3、BF3）电离为杂质离子后，聚集成束用强电场加速，使其成为高能离子束，直接轰击半导体材料，当离子进入其中时，受半导体材料原子阻挡，而停留在其中，成为半导体内的杂质。离子注入时可采用热退火工艺，修复晶格损伤，注入杂质电激活。离子注入技术的优势：① 离子注入克服热扩散的几个问题：

A 横向扩散，没有侧向扩散 B 浅结

C 粗略的掺杂控制 D 表面污染的阻碍 ② 离子注入引入的额外的优势：

A 在接近常温下进行 B 使宽范围浓度的掺杂成为可能

33、集成电路的形成

集成电路的制造工艺与分立器件的制造工艺一样都是在硅平面工艺基础上发展起来的，有很多相同之处，同时又有所不同。相同点：单项工艺相同的方法外延，氧化，光刻，扩散，离子注入，淀积等。不同点：主要有电隔离，电连接，局部氧化，平整化以及吸杂等。

电隔离：

（1）PN结隔离：双极型集成电路多采用PN结隔离，是在硅片衬底上通过扩散与外延等工艺制作出隔离岛，元件就做在隔离岛上。（2）介质隔离：SOS集成电路（Silicon on Sapphire）是最早的介质隔离薄膜电路，新材料SOI（Silicon on Insulator）有很大发展，SOI集成电路也是采用介质隔离工艺的电路。

电连接：集成电路各元件之间构成电路必须进行电连接，这多是采用淀积金属薄膜，经光刻工艺形成电连接图形，电路复杂的集成电路一般是多层金属布线，构成电连接。局部氧化：分离器件的氧化工艺是在整个硅片表面制备二氧化硅薄膜，而集成电路工艺中的氧化有时是在局部进行，如MOS型电路中以氮化硅作为掩蔽膜的局部氧化技术。平整化：超大规模集成电路的制备经过多次光刻、氧化等工艺，使得硅片表面不平整，台阶高，这样在进行电连接时，台阶处的金属薄膜连线易断裂，因此，有时通过平面化技术来解决这一问题，如在金属布线进行电连接之前，采用在硅片表面涂附聚酰亚胺膜的方法达到平面化的工艺技术。

吸杂：硅单晶本身的缺欠以及电路制备工艺中的诱生缺欠，对电路性能影响很大，有源元件附近的缺欠，通过吸杂技术可以消除或减少缺欠，如通过在硅片背面造成机械损伤，喷沙或研磨，这种背损伤可以吸收杂质与缺欠。

34、封装的工艺流程

底部准备：底部准备通常包括磨薄和镀金。划片：用划片法或锯片法将晶片分离成单个芯片

取片和承载：在挑选机上选出良品芯片，放于承载托盘中。

粘片：用金硅熔点技术或银浆粘贴材料粘贴在封装体的芯片安装区域。

打线：A：芯片上的打线点与封装体引脚的内部端点之间用很细的线连接起来（线压焊）；B：在芯片的打线点上安装半球型的金属突起物（反面球形压焊）；C：TAB压焊技术； 封装前检查 有无污染物；芯片粘贴质量；金属连接点的好坏 电镀、切割筋成和印字 最终测试

35、封装设计

金属罐法；双列直插封装；双列直插封装；针形栅格阵列封装 球形栅格阵列封装；薄形封装；四面引脚封装 ；板上芯片（COB）

第二篇：微电子工艺演讲稿

微电子工艺演讲稿

光刻技术作为制备半导体器件的关键技术之一将制约着半导体行业的发展和半导体器件的性能。随着半导体工业的发展,集成电路的特征尺寸越来越小,光刻技术将面临新的挑战。下面我着重介绍了极紫外光刻(EUVL)作为下一代光刻技术的发展前景和技术难点、激光无掩膜光刻技术的发展,特别是激光近场扫描光刻、激光干涉光刻、激光非线性光刻等新技术的最新进展及其在高分辨率纳米加工领域的应用前景。

图2说明：光束经过光学器件系统聚焦、投影到掩膜上，经过掩膜达到光刻胶膜面实现曝光，但是光学投影系统的分辨率受到衍射的限制。即如果一个不透明的物体放在点光源和屏之间，物体的边缘将在屏上形成轮廓分明的阴影，几何阴影内的点上无光到达，而阴影的外侧被均匀地照亮。实际上，由边缘形成的阴影会扩散，组成明暗相间延伸到几何阴影的光带。这种光线在边缘处的明显弯曲就称为衍射，其形成的几何阴影光带制约着曝光的分辨率

图5说明：材料受到聚焦激光辐射后，吸收激光的能量，温度升高，可发生相变、融化、气化以及等离子态等变化。材料相变后物理化学性质发生变化，通过后续显影等获得纳米图形结构； 激光气化材料可以进行激光直写刻蚀图形； 等离子态的超冷效应可以用来合成多

种纳米材料

激光干涉光刻：对于两束相干光，其形成的驻波周期P 满足下面的关系式P= λ/2sinθ

式中：λ 为入射波长；θ 为两束入射光夹角的一半。另外，相干长度是制备大面积相干图形的关键参数，因为光强只存在于光源的相干长度内。相干长度L 与光源的波长λ、光束的线宽Δλ 以及介质的折射率n有关，满足如下关系式 P= λ2/nΔλ 激光的单色性越好(Δλ 越小)，相干长度就越长。典型的He-Cd 激光器的相干长度约为20 cm，半导体激光器的单色性得到提高，相干长度可以达到数十米，光纤激光有比半导体激光器更好的单色性，因而有更大的相干长度，所以干涉光刻拥有大面积制备图形的能力。

实际上，样品的旋转角度可以在0°~90°内变化，从而得到不同的图形结构，例如旋转30°、45°和60°，可以分别得到纳米点、纳米螺母和纳米棒的阵列结构[41]。这些图形都是在光

刻胶上形成，经过进一步的化学刻蚀，可以将这些图形转移到硅衬底或是其他介质，用于高密度光存储、微电子器件、自组装的模板以及场发射平板显示器的制备等

与传统的单光子吸收不同，这里光敏聚合物通过非线性吸收(双光子或是多光子吸收)引发聚合反应，非线性吸收的概率与光强的平方成正比，只有在聚焦光斑的中心区域，光强足够强的地方才有强的非线性吸收，如图9(a)所示，因而使得非线性聚合反应只发生在聚焦光斑的中心区域(如图9(b)所示)

第三篇：微电子工艺习题总结(DOC)

第一章

1.What is a wafer? What is a substrate? What is a die? 什么是硅片，什么是衬底，什么是芯片 答：硅片是指由单晶硅切成的薄片；芯片也称为管芯（单数和复数芯片或集成电路）；硅圆片通常称为衬底。

2.List the three major trends associated with improvement in microchip fabrication technology, and give a short description of each trend.列出提高微芯片制造技术相关的三个重要趋势，简要描述每个趋势 答:提高芯片性能:器件做得越小，在芯片上放置得越紧密，芯片的速度就会提高。

提高芯片可靠性：芯片可靠性致力于趋于芯片寿命的功能的能力。为提高器件的可靠性，不间断地分析制造工艺。

降低芯片成本：半导体微芯片的价格一直持续下降。

3.What is the chip critical dimension(CD)? Why is this dimension important? 什么是芯片的关键尺寸，这种尺寸为何重要 答：芯片的关键尺寸（CD）是指硅片上的最小特征尺寸；

因为我们将CD作为定义制造复杂性水平的标准，也就是如果你拥有在硅片某种CD的能力，那你就能加工其他所有特征尺寸，由于这些尺寸更大，因此更容易产生。

4.Describe scaling and its importance in chip design.描述按比例缩小以及在芯片设计中的重要性 答：按比例缩小：芯片上的器件尺寸相应缩小是按比例进行的

重要性：为了优电学性能，多有尺寸必须同时减小或按比例缩小。

5.What is Moore's law and what does it predict?

什么是摩尔定律，它预测了什么 答：摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数，月每隔18个月便会增加1倍，性能也将提升1倍。

预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番。

第二章

6.What is the advantage of gallium arsenide over silicon? 砷化镓相对于硅的优点是什么 答：优点：具有比硅更高的电子迁移率；减小寄生电容和信号损耗的特性；集成电路的速度比硅电路更快；材料的电阻率更大。

7.What is the primary disadvantage of gallium arsenide over silicon? 砷化镓相对于硅的主要缺点是什么 答：主要缺点：缺乏天然氧化物；材料的脆性；成本比硅高10倍；有剧毒性在设备，工艺和废物清除设施中特别控制。

第三章

8.What is an active component? Give two examples of this type of component.什么是无源元件，举出两个无源元件的例子

答：有源器件：在不需要外加电源的条件下，就可以显示其特性的电子元件。

例子：电阻，电容。

9.What are some notable characteristics of bipolar technology? What is biggest drawback to bipolar technology? 双极技术有什么显著特征，双极技术的最大缺陷是什么 答：显著特征：高速，耐久性和功率控制能力。

最大缺陷：功耗高。

10.What are the benefits of the field-effect transistor(FET)? 场效应管有什么优点 答：低电压和低功耗。

11.What are the two basic types of FETs? What is the major difference between them? FET的两种基本类型是什么，他们之间的主要区别是什么 答：类型：结型（JFET）和金属-氧化物型（MOSFET）半导体。

区别：MOSFET作为场效应管晶体输入端的栅极由一层薄介质与晶体管的其他两极绝缘。JFET的栅极实际上同晶体管其他电极形成物理的pn结。

12.What are the two categories of MOSFETs? How are they distinguishable from one another? MOSFET有哪两种类型，他们怎样区分 答：类型：nMOS（n沟道）和pMOS（p沟道）

区分方法：可有各自器件的多数载流来区别。

13.What two IC technologies are used in BiCMOS? BiCMOS使用了哪两种集成电路技术 答：采用了CMOS和双极技术

14.What could a digital/analog(D/A)converter chip be used for? What could an analog/digital(A/D)chip be used for? 数模转换器芯片能用做什么，模数转换器芯片能用做什么 答：数/模转化器芯片可用来提供用做电子机械设备的控制模拟驱动信号。

模/数转换器芯片可用来测量模拟驱动信号的输出。

15.Explain the difference between an enhancement-mode transistor and depletion-mode transistor with regards to their standby condition.解释增强型晶体管和耗尽型晶体管使用情况的区别 答：增强型晶体管很好地工作于数字陆机应用中，只需要单极的输入信号控制场效应晶体管。

耗尽型被已经存在的闭合沟道部分开启。输入电压可以在一个方向变化以提高流过沟道的电流，或者在相反方向降低流过的沟道电流。如果栅极的输入电压在反向更大地提高，耗尽型晶体管将会断开。

第四章

16.Why is it necessary to have monocrystal silicon for wafer fabrication? 为什么要用单晶进行硅片制造 答：半导体芯片加工需要纯净的单晶硅结构，这是因为单胞重复的单晶结构能够提供制作工艺和器件特性所需要的电学和机械性质。糟糕的晶体结构和缺陷导致微缺陷的形成。

17.Which crystal plane orientation is most common MOS? Which is most common for bipolar? MOS器件中用的最多的是哪种方向晶向，双极型用的最多的是哪几种 答：MOS ：(100)面的硅片； 双极型：（111）面的硅片

18.Define crystal growth.What is the CZ method for crystal growth? 定义晶体生长，什么是CZ单晶生长法 答：晶体生长：是把半导体级硅的多晶硅块转换成一块大的单晶硅。

CZ单晶生长法：是熔化了的半导体级硅液体变为有正确晶向并且被掺杂成n型或p型的固体硅锭。

19.List seven wafer quality requirements for a silicon wafer.列举硅片的七种质量要求 答：物理尺寸；平整度；微粗糙度；氧含量；晶体缺陷；颗粒；体电阻率

20.What is an epitaxial layer, and why is it used on wafers? 什么是外延层，为什么在硅片上使用它 答：在某种情况下，需要硅片有非常纯的与衬底有相同晶体结构的硅表面，还要保持对杂质类型和浓度的控制，这要通过在硅表面沉积一个外延层来达到。

原因是外延层在优化pn结的击穿电压的同时降低了集电极电阻，在适中的电流强度下提高了器件速度。外延在CMOS集成电路中变得重要起来，因为随着器件尺寸不断缩小它将闩锁效应降到最低。外延层通常是没有玷污的。

第八章

21、What is plasma? Why is RF energy used in plasma? 什么是等离子体，为什么要在等离子体中使用RF能量

答：等离子是一种中性，高能量，离子化的气体，包含中性原子或分子，带电离子和自由电子。

RF能量的使用可以产生一个高功效的等离子体。

第九章

22、List the six distinct production areas in a wafer fab and give a short description of each area.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：扩散：扩散区一般认为是进行高温工艺及薄膜沉积的区域。

光刻：使用黄色莹光管照明使得光刻区与芯片厂中的其他各个区明显不同。

刻蚀：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。

薄膜生长：主要负责生产各个步骤当中的介质层与金属层的沉积。

抛光：为了使硅片表面平坦化，是通过将硅片表面突出的部分减薄到下凹部分的高度实现。

23、Identify the three production areas where photoresistcoated wafers can be found.确定有光刻胶覆盖硅片的三个生产区域 答：光刻区，刻蚀区和离子注入区

24、What is the purpose of the etch process? Name the most common tools used in this area? 刻蚀工艺的目的是什么，这个区中最常用的设备是什么 答：目的：硅片上没有光刻胶保护的地方留下永久的图形。

常用设备：等离子刻蚀机，等离子体去胶机和湿法清洗设备。

25、What are the reasons for the thermal anneal process after ion implantation? 离子注入后进行退火工艺的原因是什么

答：可使裸露的硅片表面生长一层新的阻挡氧化层；高温使得杂质向硅中移动；可使注入引入的损伤得到修复；使杂质原子与硅原子间的共价键被激活，使得杂质原子成为晶格结构中的一部分。

26、What is shallow trench isolation(STI)? What process did it replace? 什么是浅槽隔离（STI），它取代了什么工艺

答：浅槽隔离（STI）是在衬底制作的晶体管有源区之间隔离区的一种可选工艺。

取代了局域氧化工艺（LOCOS）

第十章

27、What is the difference between a grown and a deposited oxide layer? 生长氧化层和淀积氧化层间的区别是什么

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；沉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，从而在硅片表面形成一层薄膜。

28、Describe the field oxide layer, and state its range of thickness.描述场氧化层及其厚度范围

答：场氧化层：抑制金属层的电荷堆积的厚氧化层

范围：2500~12000 * 10^-10（A上面一个圈）之间

29、Why is the gate oxide thermally grown? 为什么删氧要用热生长

答：因为栅氧与其下的Si具有高质量和稳定性的特点，栅氧一般通过热生长获得。

30、List six applications for thermal oxides in wafer fabrication and give a purpose for each application.列出热氧化物的硅片制造的六种用途，并给出各种用途的目的

答：金属层间绝缘阻挡层：用做金属连线间的保护层。

注入屏蔽氧化层：用于减小注入够到和损伤。势氧化层：做氧化硅缓冲层以减小应力。

掺杂阻挡层：作为掺杂或注入杂质到硅片中的掩蔽材料。阻挡氧化层：保护有源器件和硅免受后续工艺的影响。栅氧化层：用做MOS晶体管栅和源漏之间的介质。

31.If an oxide layer is thermally growri to be 2,000 A thick,how much silicon is consumed? 如果热生长氧化层厚度为2000A，那么Si消耗多少

答：920A（每生长1000A的氧化物，就有460A的硅被消耗）

32.List the four types of oxide charges Si/Si02 interface.列出Si/Si02 界面处的4种氧化物电荷

答：正的电荷。负的电荷。界面陷阱电荷。可移动氧化物电荷

33.Give two advantages to using chloijinated agents during oxidation.举出氧化工艺中掺氯的两个优点

答：优点：可以中和界面处的电荷堆积；能使氧化速率提高10%到15%。

34、What effect does doping have on oxide growth? 掺杂对氧化物生长的影响是什么 答：重掺杂的硅要比轻掺杂的氧化速率快。

35、Explain the effect from crystal orientation on oxide growth.解释晶体晶向对氧化物生长的影响 答：线性氧化物速率依赖于晶向的原因是（111）面的硅原子密度比（100）面的大。因此，在线性阶段，（111）硅单晶的氧化速率将比（100）稍快，但是（111）的电荷堆积更多。

36、Pressure has what effect on oxide growth? 压力对氧化物生长的影响是什么 答：生长速率随着压力增大而增大。高压强迫使氧原子更快地穿越正在生长的氧化层，这对线性和抛物线速率系数的增加很重要。这就允许降低温度但仍保持不变的氧化速率，或者在相同温度下获得更快的氧化生长。氧化生长的经验法则表明，每增加一个大气压的压力，相当于炉体温度降低30摄氏度。

37、What are the five components in a vertical furnace system? 立式炉系统的五部分 答：工艺腔，硅片传输系统，气体分配系统，尾气系统，温腔系统

38What is a rapid thermal processor(RTP)? What are six advantages it has over the conventional furnace? 什么是快速热处理，相比于系统炉其6大优点是什么 答：快速热处理是在非常短的时间内，将单个硅片加热至400~1300摄氏度范围内的一种方法。

优点：减小热预算。硅中杂质运动最小。减小玷污，这归功于冷壁加热。由于较小的腔体体积，可以达到清洁的气氛。更短的加工时间。加大热梯度。

38Describe how an RTP heats a wafer.Is an RTP typically a hot wall or cold wall heating system 描述RTP如何对单个硅片加热，RTP是热壁系统还是冷壁系统 答：

是冷壁系统

第十一章

39、List and describe the three stages of thin film growth.列举并描述薄膜生长的三个阶段 答：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分子反应物结合起来，形成附着在硅片表面的分离的小膜层的时候。晶核直接形成于硅片表面，是薄膜进一步生长的基础；第二步是聚集成束，也称为岛生长。这些随机方向的岛束依照表面的迁移率和束密度来生长。岛束不断生长，直到第三步即形成连续的膜，这些岛束汇聚合并形成固态的薄层并延伸铺满衬底表面。

40、List the five major techniques for deposition.列出沉积的5种主要技术 答：化学气相淀积（cvd）电镀 物理气相淀积（pvd或溅射）蒸发 旋涂方法

41、Explain APCVD.What is the principal disadvantage with APCVD Si02, using silane as a source? 解释APCVD，使用APCVD SiO2的主要问题是什么，是用硅烷作为反应源吗 答：常压化学气相淀积；传统上这些膜通常作为层间介质（ILD），保护覆盖物或者表面平坦化；不是使用硅烷作为反应源

42、What CVD tool is used to deposit the polysilicon gate material? List six reasons why polysilicon is used as a gate electrode 沉积多晶硅栅材料采用什么CVD工具，列举多晶硅作为栅电极的6个原因 答：采用LPCVD工具；1.通过掺杂可得到特定的电阻；2.和二氧化硅优良的界面特性；3和后续高温工艺的兼容性；4.比金属电极更高的可靠性；5.在陡峭的结构上淀积的均匀性；6。实现栅的自对准工艺。

43、State six advantages to using plasma during CVD.CVD过程中采用等离子体的优点有哪些 答：1.更高的工艺温度（250-450℃）；2.对高的深宽比间隙有好的填充能力(用高密度等离子体)；3.淀积的膜对硅片有优良的粘附能力；4.高的淀积速率；5.少的针孔和空洞，因而有高的膜密度；6.工艺温度低因而应用广泛。

44、Explain what HDPCVD is.What are its main benefits in advanced ICs? 解释HDPCVD，它在IC中有什么优势 答： 高密度等离子体化学气相淀积；HDPCVD在IC中的优势是有良好的间隙能力，并可以在300-400℃较低的淀积温度下，制备出能够填充高深宽比间隙的膜。

45、Describe the effect wafer biasing has on HDPCVD directionality.描述硅片偏置对HDPCVD方向性的影响 答：使HDPCVD能够淀积得到的膜可以填充深宽比为3:1到4:1甚至更高的间隙

46.Explain simultaneous deposition and etching for HDPCVD.What is the value for the typical dep-etch ratio? 解释HDPCVD中同步沉积和刻蚀。典型深宽比的值是什么 答：它是采用材料填充高深宽比的间隙并且无空洞形成的基础。3:1

47、What are LOCOS and STI（写中英文全称）? Why has STI replaced LOCOS for advanced ICs? List the processing steps for STI.什么是LOCOS和STI（写中英文全称），为什么在高级IC中STI取代了LOCOS，列举STI的工艺步骤 答：LOCOS:硅的局部氧化隔离 local oxidation of silicon STI：浅槽隔离 shallow trench isolation 原因：1.更有效的器件隔离的需要，尤其是对DRAM器件而言 2.对晶体管隔离而言，表面积显著减小。3.超强的闩锁保护能力。4.对沟道没有侵蚀。5.与CMP的兼容

步骤：阻挡层和线性氧化层

第十三章

48、Describe the difference between a reticle and a photomask.描述投影掩膜版和光掩膜版的区别 答：投影掩膜版它包括了要在硅片上重复生成的图形。这种图形可能仅包含一个管芯，也可能是几个

光掩膜版通常称为掩膜版，包含了对于整个硅片来说确定一工艺层所需的完整管芯阵列。

49、Explain the difference between negative and positive lithography.解释负性和正性光刻的区别 答：负性光刻把掩膜版上图形相反的图形复制到硅片表面，正性光刻把与掩膜版上相同的图形复制到硅片上。主要区别是所用光刻胶的种类不同

50、Describe a clear-field mask and a dark-field mask 解释亮场掩膜版和暗场掩膜版 答：如果一个掩膜版，其石英板上大部分被铬覆盖，它就指的是暗场掩膜版。亮场掩膜版有大面积的透明的石英，而只有很细的铬图形。

51、List the eight steps of photolithography, and give a short explanation of each step.列出光刻的8个步骤，并对每一步做出简要解释。答：1气相成底膜：第一步是清洗、脱水和硅片表面成底膜处理。2旋转涂胶：完成底膜后，硅片要立即采用旋转涂膜的方法涂上液相光刻胶材料。3软烘：光刻胶被涂到硅片表面后，必须要经过软烘去除光刻胶中的溶剂。4对准和曝光：掩膜版与涂了胶的硅片上的正确位置对准。5曝光后烘焙：对于深紫外（duv）光刻胶在100℃到110℃的热板上进行曝光后烘焙是必要的。6显影：光刻胶上的可溶解区域被化学显影剂溶解，将可见的岛或者窗口图形留在硅片表面。7坚膜烘焙：显影后的热烘指的就是坚膜烘焙，提高光刻胶对硅片表面的粘附性。8显影后检查：一旦光刻胶在硅片上形成图形，就要进行检查以确定光刻胶图形的质量

52、Give two purposes of a photoresist in wafer fabrication.给出硅片制造中光刻胶的两种目的 答：1.将掩膜版图案转移到硅片表面顶层的光刻胶中。2.在后续工艺中保护下面的材料。

53、List and describe the two major types of photoresist.列出并描述两种主要的光刻胶 答：负性光刻胶和正性光刻胶。负性光刻胶是负相的掩膜图形形成在光刻胶上、正相掩膜图形出现在光刻胶上

54、What is the resolution limit of negative resist? Which resist is used for submicron lithography? 什么是负胶分辨率的限制，哪种胶应用在亚微米光刻胶中。答：由于显影时的变形和膨胀，负性光刻胶通常只有2μm的分辨率。正性光刻胶

55.List and describe the four components to an i-line resist.列出并描述I线光刻胶的4种成分。答：1.树脂。光刻胶树脂是一种惰性的聚合物基质，用于把光刻胶中的不同材料聚在一起的粘合剂2.感光剂。是光刻胶材料中的光敏成分，它对光形成的辐射能会发生反应3.溶剂。使光刻胶保持液体状态，直到它被涂在硅片衬底上4.添加剂：是专用化学品，用来控制和改变光刻胶材料的特定化学性质或光刻胶材料的光响应特性

56、What are two disadvantages of a negative photoresist? 负胶的两大缺点是什么。

答：在显影时曝光区域由溶剂引起的泡胀；曝光时光刻胶可与氮气反应从而抑制其交联

57、What does resist thickness vary with? 光刻胶厚度随什么变化 答：粘度越高转速越低，光刻胶就越厚

58、State the four reasons for soft bake.陈述软烘的4个原因 答：1.将硅片上覆盖的光刻胶溶剂去除；2。增强光刻胶的粘附性以便在显影时光刻胶可以很好地粘附；3.缓和在旋转过程中光刻胶胶膜内产生的应力。4.防止光刻胶粘在设备上 第十四章

59、Describe the relationship between light exposure wavelength and image resolution.描述曝光波长和图像分辨率的关系 答：较短的波长可以获得光刻胶上较小尺寸的分辨率

60、List and describe the two UV exposure sources used in optical lithography.列出并描述光刻中使用的两种UV曝光光源 答：汞灯和准分子激光

61、What happens to resist sidewalls if there is excessive resist light absorbance? 如果光刻胶对光的吸收过多侧墙会怎样 答：如果光刻胶的吸收过多，光刻胶底部接收的光强度就会比顶部的少很多，会导致图形侧墙倾斜。

62、What excimer laser is used as a 248 nm light source? As a 193 nm light source? 哪种激光器用做248nm的光源，193nm的光源是什么 答：通常用于深紫外光刻胶的准分子激光器是波长为248nm氟化氪（KrF）激光器，193nm的氟化氪激光器大概是作为曝光源的准分子激光器

63、What is a typical dose exposure latitude for a DUV resist? 典型的DUV光刻胶曝光剂量的宽容度是多少 答：深紫外光刻胶的曝光宽容度是剂量变化范围在1%左右

64、What lens material is used at the DUV exposure wavelength? DUV波长曝光时使用哪种透镜材料 答：一种合适的透镜材料是熔融石英，他是深紫外波长范围内的较少的光吸收，氟化钙正在作为一种可能的候选透镜材料

65、Explain how lens compaction occurs and what problem it creates.解释透镜压缩是怎么发生的，它产生了什么问题 答：透镜压缩是透镜材料结构上的重新排列导致透镜材料增密，压缩发生在透镜材料中，包括熔融石英它可以增加激光束穿过区域的透镜材料的折射率，这将导致图像质量的损失

66、What is numerical aperture(NA)? State its formula, including the approximate formula.什么是数值孔径（NA），陈述它的公式，包括近似公式 答：透镜收集衍射光的能力被称做透镜的数值孔径，NA=(n)t透镜的半径除以透镜的焦长

67、State the formula for resolution.What three lithography parameters affect resolution? 陈述分辨率公式。影响光刻分辨率的三个参数 答：R=K*入/NA 1，波长 入 2，数值孔径NA 3，工艺因子K

68、List and explain the two primary problems of light reflection from the wafer surface.列出并解释硅片表面反射引起的最主要的两个问题 答：两种主要的光反射问题是反射切口和反射驻波，在刻蚀形成的垂直侧墙表面，反射光到不需要曝光的光刻胶中就会形成反射切口，光刻中一个光波反射和干涉的例子是驻波现象驻波本质上降低了光刻胶成像的分辨率

69、What happens to resolution if the light wavelength decreases? If NA goes up? 如果光波长减小分辨率会有什么变化，如果NA增加了呢 答：光波长减小分辨率提高，】。如果NA增加分辨率提高

70、Calculate the resolution of a scanner if X = 248 nm,NA = 0.65, and k = 0.6.计算扫描光刻机的分辨率，假设波长是248nm, NA=0.65, K是0.6 答：0.6*248/0.65=228.9 R=K*入/ＮＡ

71、Write the equation to calculate DOF.写出计算焦深的公试 答：DOF=入/（2*NA）²

72、What happens to depth of focus as resolution inreases? 当分辨率增加时焦深会发生什么变化 答：焦深减小

72、What material is used to make a reticle? What opaque material is patterned on a reticle? 使用什么材料制作投影掩膜板，投影掩膜板上形成图形的不透明材料是什么 答：最主要的是用于亚微米光刻的投影掩膜版衬底材料是熔融石英。不透明材料是一薄层铬 第十五章

74、Explain resist selectivity and whether it should be high or low.解释光刻胶选择比，要求的比例是高还是低 答：显影也应具有选择性，高的显影选择性比意味着显影液与曝光的光刻胶反应得快。

要求比例低

75、Why is a post-develop inspection performed? 为什么要进行显影后检查 答：为了查找光刻胶中成形图形的缺陷，鉴别并除去有缺陷的硅片，用来检查光刻工艺的好坏，为光学光刻工艺生产人员提供用于纠正的信息

７６光学光刻技术的改进有哪些方面？ 答：1.减小紫外线光源波长； 2.提高光学光刻工具的数值孔径； 3.化学放大深紫外光刻胶； 4.分辨率提高技术； 5.硅片平坦化； 6.光学光刻设备的先进性。77、List four alternative lithography methods under evaluation for next-generation lithography.列举下一代光刻技术中4种正在研发的光刻技术 答：1.极紫外光刻技术（EUV）2.离子束投影光刻技术（IPL）3.角度限制投影电子束光刻技术（SCALPEL）4.X射线光刻技术

第十六章 78、What is the goal of etching? 刻蚀的目的是什么 答：目的是为涂胶的硅片上正确地复制掩膜图形

79、List the three major material categories for dry etch.列出按材料分类的三种主要干法刻蚀 答：金属刻蚀、介质刻蚀、硅刻蚀

80、Describe isotropic and anisotropic etch profiles and what are the desirable and undesirable aspects of each profile.描述各同向性和各向异性刻蚀剖面，以及在每一种剖面中哪一种是希望的哪一种是不希望的 答：各向同性的刻蚀剖面在所有方向上以相同的刻蚀速率进行刻蚀，这将带来不希望的线宽损失。各向异性的刻蚀剖面即刻蚀只在垂直于硅片表面的方向进行，只有很少的横向刻蚀。希望剖蚀面是各向异性的。

81.Is a dry etch profile isotropic, anisotropic or both? What about a wet etch profile? 干法刻蚀的剖面是各同向性，各向异性的还是两者都有，湿法腐蚀的剖面是怎样的 答：两者都有。详情请见表16.1

82.Does dry etching have good or poor selectivity? 干法刻蚀有高的或低的选择比 答：干法刻蚀通常不能提供对下一层材料足够高的刻蚀选择比

83、List the advantages of dry etch over wet etch.What are the disadvantages of dry etch? 列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 答：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：对下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

84、一个成功的干法刻蚀要求是哪些方面？List six requirements for successful dry etch.列出在干法刻蚀中发生刻蚀反应的六种方法 答：1.对不需要刻蚀的材料的高选择比

2.获得可接受的产能的刻蚀速率 3.好的侧壁剖面控制 4.好的片内均匀性 5.低的器件损伤

6.宽的工艺制造窗口

85、What gas chemistries are used for silicon dioxide, aluminum, silicon and photoresist? 二氧化硅，铝，硅和光刻胶刻蚀分别使用什么化学气体来实现干法刻蚀 答：刻蚀硅采用的化学气体为CF4/O2和CL2.刻蚀二氧化硅采用的化学气体为CHF3.刻蚀铝采用的化学气体为CL2和BCL2.刻蚀光刻胶采用的化学气体为O2.86、Describe the tungsten etchback process.描述平板反应器 答：首先在层间介质二氧化硅中刻出通孔窗口，然后再覆盖有TiN阻挡层的通孔窗口中淀积W，最后进行干法等离子体反刻刻蚀掉多余的钨覆盖层，制作出填满钨的通孔。

87、What gas chemistries are usually used for etching polysilicon and why has these chemistries replaced fluorine chemistries? 哪种化学气体通常用来刻蚀多晶硅，为什么这种化学气体替代了氟基化学气体 答：氯气、溴气、氯/溴气

原因：因为氟基气体的刻蚀是各向同性的并且对光刻胶的选择比一般，为了避免击掉下一层的氧化物材料，所以选用轰击离子能量更低的化学气体。88.Give three requirements for polysilicon gate etch.列出并阐述刻蚀多晶硅的三个步骤 答：1.对下层栅氧化层具有高的选择比

2.非常好的均匀性和可重复性。3.高度的各向异性

第十七章

89、列举用于硅片制造的5种常用掺杂。答：离子注入，热扩散，硅浆料，丝网印刷，激光

90、离子注入通常在什么工艺之后？ 答：光刻。

91、列举离子注人优于扩散的7点。答：1.精确控制杂质含量。

2.很好的杂质均匀性。

3.对杂质穿透深度有很好的控制。4.产生单一离子束。5.低温工艺。

6.注入的离子能穿过薄膜。7.无固溶度极限。

92，离子注入的主要缺点是什么？如何克服？ 答：

1、高能杂质离子轰击硅原子将对晶体结构产生损伤。（高温退火进行修复）。

2、注入设备的复杂性。（被注入机对剂量和深度的控制能力及整体工艺的灵活性弥补）。

93、列举离子注入设备的5个主要子系统。答：1.离子源 2.引出电极和离子分析器 3.加速管 4.扫描系统 5.工艺室

94.描述沟道效应。列举并简要解释控制沟道效应的三种机制。答：当注入离子未与硅原子碰撞减速，而是穿透了晶格间隙时，就发生了沟道效应。

三种机制：

1.倾斜硅片：它把硅片相对于离子束运动方向倾斜一个角度，保证了杂质离子进入硅中很短距离内就会发生碰撞。

2.掩蔽氧化层：注入前在硅片表面生长或淀积一薄层氧化层，并在注入之后去除。注入离子通过这样一层非晶氧化层后进入硅片，它们的方向将是随机的，因此可以减小沟道效应。

3.预非晶化：用电不活泼粒子，使单晶硅预非晶化，在注入前进行，用以损坏硅表面一薄层的单晶结构。随后的离子将注入非晶结构的硅，产生很小的沟道效应。

第十二章

95、列出并讨论引入铜金属化的五大优点。答：1.电阻率的减小。

2.减小了功耗。

3.更高的集成密度。4.良好的抗电迁徙性能。5.更少的工艺步骤 96、什么是阻挡层金肩？阻挡层材料的基本特性是什么？哪种金属常被用做阻挡层金属? 答：阻挡金属层是淀积金属或金属塞，用以阻止上下的材料互相混合。

特性：1.有很好的阻挡扩散特性，结果分界面两边材料的扩散率在烧结温度时很低。2.高电导率具有很低的欧姆接触电阻。3.在半导体和金属之间有很好的附着。

4.抗电迁徙。

5.在很薄并且高温下具有很好的稳定性。6.抗侵蚀和氧化。

钛（Ti）、钨（W）、钽（Ta）、钼（Mo）、钴（Co）、铂（Pt）、钛钨（TiW）、氮化钛（TiN）。

97、为溅射做一个简短的解释，并描述它的工作方式？溅射适合于合金淀积吗？溅射淀积的优点是什么？ 答：溅射是物理气相淀积形式之一，是一种薄膜淀积技术。

工作方式：在溅射过程中，高能粒子撞击具有高纯度的靶材料固体平板，按物理过程撞 击出原子。这些被撞击出的原子穿过真空，最后淀积在硅片上。

优点：1.具有淀积并保持复杂合金原组分的能力。

2.能够淀积高温熔化和难溶金属。

3.能够在直径为200毫米或更大的硅片上控制淀积均匀薄膜。

4.具有多腔集成设备，能够在淀积金属前清除硅片表面沾污和本身的氧化层。98、缩写中文含义： APCVD：常压化学气相淀积 HDPCVD：高密度等离子体化学气相淀积 LPCVD：低压化学气相淀积 PECVD：等离子体增强化学气相淀积 PVD：物理气相淀积 BJT：双极型晶体管

CD：关键尺寸 CMOS：互补金属氧化物半导体 CMP：化学机械平坦化 MIC：可动离子玷污 ILD：层间介质 MBE：分子束外延

SOI:绝缘体上硅 DUV：深紫外光 MOCVD：金属有机化学气相淀积 BSG：硼硅玻璃 PSG：磷硅玻璃 BPSGRTP：快速热处理器 RTAIC：集成电路 LOCOSSTI:浅沟槽隔离 LIVLSI：超大规模集成电路 CAFIB：聚焦离子束 ARCASIC：专用集成电路 RIEFIB：聚焦离子束 EUVLDD：轻掺杂漏

：硼磷硅玻璃 ：快速热退火

：硅局部氧化隔离法 ：局部互连

：化学放大（胶）：抗反射涂层 ：反应离子刻蚀 ：极紫外线

第四篇：数控加工工艺一人总结

为期一周的课程设计即将结束了。在这七天的学习中，我学到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，获益匪浅。

我们这次所做的课程设计是由六个可选的大题目中选出的一个，该零件属于轴类零件，由圆柱面、顺逆圆弧面和螺纹等几部分组成，是数控加工可选择的内容。在数控加工工艺课程设计指导书对加工内容的选择做了要求，其中适宜内容为：普通机床无法加工的内容宜作为优选内容；普通机床难加工、质量难以保证的内容作为重点选择内容；普通机床加工效率低、工人劳动强度大，在数控机床还有加工能力充裕时进行选择。我们小组针对适宜内容中所说的一二两条，再根据自身的情况选择了第一个零件图来进行课程设计。

因为我们小组所选择的第一个图形未做特殊的表面粗糙度要求，而一般零件取表面精度为七级精度，所以我们决定使用中等精度数控CAK6140机床即可保证零件的加工要求。毛坏的选择也很重要，零件村料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。零件的结构形状与外形尺寸也是重要因素。大型且结构简单的零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；轴类零件的毛坯，若台阶直径相差不大，可用棒料；若各台阶尺寸相差较大，则宜选择锻件。但是根据我们现在的实际情况是做课程设计及现在的我们自身所具备的条件（因

为能否上数控机车实验尚未可知），且为符合加工要求，毛坯热扎45#钢是最好的选择。数控加工前先在普床上完成外圆的准备加工：先使之获得的外圆。接下来就是确定基准与夹具了。因为数控加工对所选用的夹具有两个基本要求：一是保证其主要定位方向与机床的坐标方向相对固定；二是要便于协调零件与坐标系的尺寸对应关系。工件的装卸也要快速、方便、可靠，这几点跟普通车床也是基本一样的，不过数控车床是为了减少停机时间。所以我们加工这个轮盘类外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需设一圆锥心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。

由于数控机床具有孔加工固定循环功能，使得孔加工动作比较容易实现。因此，确定孔加工路线时重点要考虑孔定位的问题。确定进给路线的原则是，应能保证零件的加工精主和表面粗糙度要求，应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，还应充分考虑所确定的工步顺序，安排进给路线。零件加工路线原则是由粗到精,由内到外，基面先行的加工原则。在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓。而CAK6140车床具有粗车循环及螺纹循环的自动加工功能，加工时能按程序去自动完成循环。

在编写程序中一些基本的指令代码是不可或缺的。数控程序所用的代码，主要有准备功能G代码、辅助功能代码、进给功能F代码、主轴速度功能S代码和刀具功能T代码。因为本次选来做课程设计的这个零件在数控机床上加工是分两次装夹的，所以程序的编写在两端时也是不一样的，不是用单纯的循环指令。

在本次设计中，个人认为在数控工艺设计的过程中，对工艺措施的选择与加工路线制定还是比较成功的，但还存在的未解决的问题:，如设计进度与质量不能达到较好的水平、设计方法不是很如人意、没有一个学习这门课很系统的人来指导。

这次课程设计让我们对以往学习过的知识进行了再学习和巩固。其中涉及到多门专业课。如《机械制造》、《数控工艺》、《数控编程》等。通过这次课程设计我们真正学会了自主学习，独立完成作业，如何学会与自己的团队做好协调。因为课程设计具有实践性、综合性、探索性、应用性等特点。本次选题的目的是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专业技能的重要组成部分，是运用数控机床实际操 作的一次综合练习。随着课程设计的逐渐完成，使我对《数控加工工艺与装备》这门课程以及对数控加工技术都有了更深入的理解和掌握。在这段时间里，我们这个小组，就是新

建的团队，每个人都是一样，尽着自己最大的努力学习，来学习和创新。为了解决技术上的问题，我也不断地去翻阅所学的专业书籍和各种相关的资料。这使我真正体会到了很多，也感受到了很多，当然更重要的是学习到了以前书本上没学到的知识。

通过这次课程设计,我觉得自己要对刀具的切削用量等方面的计算多下功夫学习,这些方面的知识对我们以前从事的专业工作都有很大用处。这次课程设计让我们在设计工艺规程和编写加工程序的时候大脑中形成了一种可以快速反应的模式，我想这也是一种收获，是在对我们一周在课设上所花时间的回报。因为这种模式将让我更好地学习以后的课程，将其他专业课程系统的组合在一起。

在这次课程设计中，对加工程序的编写是最让人感到棘手的，因为对数控加工程序指令不是很熟悉，在编写上也费了不少的功夫，虽然编写程序这一块占用了整个时间的相当一部分，但我依然感到欣慰，因为现在的我已经基本上掌握了基本程序的编写，而且对一些特殊指令也可以应用到实例中了。我想如要加快编程速度，除了对各编程指令的熟练掌握之外，还需要我们掌握零件工艺方面的知识。对于夹具的选择、切削参数的设定我们必须要十分清楚。在以后的上机操作时，我们只有不断地练习各个功能指令的作用，才能在编程时得心应手。

这次数控加工工艺课程设计的指导书是由我们的工艺老师，是由我们数控原理刘老师执笔的，无疑指导书在我们这次设计中起了很大的作用，它指导我们按什么的步骤去完成这个设计。其实在对指导书的阅读过程中也是一种学习，一些关于加工工艺上的问题和所要注意的事项，使我们大家在做课程设计时思路更加清晰，不会走太多弯路。

通过这次课程设计，我的第一感受就是团队精神的重要性。当第一天开始课程设计要分组的时候，老师就给我们大家心里埋下了一股高昂的基调。在这让人觉得枯燥又充实的几天中，我们大家都按照自己所分工所要做的事性在埋头苦干，给人的感觉好像将面临考试时候，让人心潮澎湃，激情更加高涨。

写完这篇总结后，我知道了在制造工件时我们需要注意的东西非常多，制作一个工件要到图纸上的要求时，我们必须在从拿到图纸时就注意制作工件时的各个部分，例如图纸的分析，毛坯的选择，程序的编制，切削速度的设定，切削量的给定……而且我知道了要注意一个工件的工艺必须有清晰的思路，必须从头到尾都考虑到。以往做一件事情的时候，个人可能都会有精神分散的情况，而当一个人真正面对一件难做而又不得不做的事情时，觉得拿下它就是一种胜利，这是对自己的一种最起码的要求，精神集中也是对你在做的一件事情负责，对自己负责。这是我们在以后的工作中，应该具备的一种本质，现在学会或者说是养成是非常有必要的。不管怎么说，这次课设是带给了我很大的收获的，在即将临近毕业的时候，我想我会继续以高昴的心态去面对将要走上的社会中的工作岗位带给我的无限挑战。

第五篇：01材料加工工艺

《材料加工工艺》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：13106106

课程类别：专业核心课程

适应专业：材料科学与工程

总学时：64

总学分:3

课程简介：本门课程是材料加工工程学科的主要专业技术基础课，是研究金属和非金属工程材料成形工艺的技术基础课。尤其在培养学生的工程意识、创新思想、运用规范的工程语言和解决工程实际问题的能力方面，具有其他课程不能替代的重要作用。

授课教材：《材料成形工艺基础》，翟封祥 尹志华编，哈尔滨工业大学出版社，2002年。参考书目：

[1]《材料成形技术基础》，陈金德 邢建东编，机械工业出版社，2000年。

[2]《工程材料与材料成形工艺》，王纪安主编，高等教育出版社，2000年。

二、课程教育目标

通过教学使学生掌握金属液态成形加工工艺，包括液态成形理论基础、了解常用铸造合金、掌握成形方法及其发展、工艺设计；了解金属的塑性成形加工工艺，自由锻与胎模锻、掌握模锻、锻件结构设计、轧制、挤压与拉拔、板料冲压和了解金属塑性成形新技术；掌握非金属材料的成形加工工艺，工程塑料及橡胶成形工艺与工程陶瓷及复合材料的成形工艺；了解热喷涂与气相沉积技术；了解材料成形方法的选择，掌握工程材料的选择与材料成形方法的选择。

三、教学内容与要求

1．金属液态成形加工工艺

教学重点：液态成形理论基础.教学难点：液态成形理论基础；铸件结构与工艺设计.教学时数：20学时

教学内容：包括液态成形理论基础、常用铸造合金、成形方法及其发展、工艺设计。教学方式：课堂讲授

教学要求：（1）掌握金属液态成形加工工艺，包括液态成形理论基础；

（2）了解常用铸造合金；

（3）掌握成形方法及其发展、工艺设计。

2.金属的塑性成形加工工艺

教学重点：金属塑性变形的实质；金属塑性变形后的组织和性能.教学难点：金属塑性变形的实质；金属塑性变形后的组织和性能；板料冲压.教学时数：20学时

教学内容：自由锻与胎模锻、模锻、锻件结构设计、轧制、挤压与拉拔、板料冲压和金属塑性成形新技术。

教学方式：课堂讲授

教学要求：（1）了解金属的塑性成形加工工艺，自由锻与胎模锻；

（2）掌握模锻、锻件结构设计、轧制、挤压与拉拔、板料冲压；

（3）了解金属塑性成形新技术

3.非金属材料的成形加工工艺

教学重点：工程塑料及橡胶成形工艺；工程陶瓷及复合材料的成形工艺.教学难点：工程塑料及橡胶成形工艺；工程陶瓷及复合材料的成形工艺.教学时数：14学时

教学内容：工程塑料及橡胶成形工艺与工程陶瓷及复合材料的成形工艺。

教学方式：课堂讲授

教学要求：（1）掌握工程塑料及橡胶成形工艺；

（2）掌握工程陶瓷及复合材料的成形工艺。

4.热喷涂与气相沉积技术

教学重点：热喷涂技术、气相沉积技术.教学难点：热喷涂技术、气相沉积技术.教学时数：4学时

教学内容：热喷涂技术、气相沉积技术。

教学方式：课堂讲授

教学要求：了解热喷涂与气相沉积技术。

5.材料成形方法的选择

教学重点：工程材料的选择、材料成形方法的选择.教学难点：工程材料的选择、材料成形方法的选择.教学时数：6学时

教学内容：工程材料的选择、材料成形方法的选择。

教学方式：课堂讲授

教学要求：（1）了解材料成形方法的选择；

（2）掌握工程材料的选择与材料成形方法的选择.四、作业

该课程原则上每次课都布置作业，除了教材中的习题，也可以补充一些典型习题。

五、考核方式与成绩评定

考核方式：考试

成绩评定：总评成绩＝平时成绩（30%）+期末考试（70%），其中平时成绩是平时作业与出勤情况，视具体情况而定。

执笔人：

责任人：

2013年8月