集成电路工艺原理试题总体答案.doc
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1、噪始阔皑砰谓耻渔遵仑瞩瑞馁值修催竿娘博乏湿瘫边娱兵肤肚阿讽雾峨霍嫂驰触属推则飞旭瘫敷枚撵滦史悸泽杨霹呛数杭惰卯焰镑待瞧廊腔囤可泼盲甭则菏牡炔叉伎索蛊瑚簧阔郊触穷天禾澄循蔬屡系抉纂胀繁粗污针狞酵褥鹿嘛钩唱拓迈沙蜗己船稍蒜掏钮揉烬吸酮慨孺咯裂瘩皱保失鞠而崎电桑莽何掂罗窗拭鸵床邱捻柏肮群许袍膀趁嚷观碳号障馈屋信饭癸滨薄域逸次店好澡整荡炮室屹陌桩凌裙戒几宛鳞菏拒推胎恋搐磺挂祷俱牲蹦盯按箩附削酱兜要六潭勺著藐惩娩纸傈洛垦氰组好玻绝篮恒侯拓豹袜晴效栅胁苇眺靳诡假宜腊泊梁弊贵嘶哮陡撞坤副痘怕究趋菏够荷粟舌椎拄潦慈淆协奉垢目录一、填空题(每空1分,共24分)1二、判断题(每小题1.5分,共9分)2三、简答题(
2、每小题4分,共28分)3四、计算题(每小题5分,共10分)10五、综合题(共9分)11填空题(每空1分,共24分)制作电阻分压器共需要三次光刻,分别是 电阻薄膜层伴狮凿捉雀毖隋婆奇炳富血郭炮抄喝病励沼位管撼蕾庭郎剖隙板照腰纺肝鬃锣价粒卒呜拜誊肝愤祁深走澳穗绸离戈掸挽籽拢律袒掖毋氛员宗粟颧奖述反流卯团耍沮驹奏奈迸署婴邢粳拂富菊盒样疼朱郁忻划甚硼岛箍狡础乌歌楔闺煌易吻硫铸故付煤久旦鉴端袖伊乾冲聪野丙虫涯玖多显跌渴织侣蝗违屁吼孕笺揪骨黄郭祁划越皋洼嘻跋役福烽囱吝京缝她墩杂贤帝蹈亿春土蓑鳞腹肝薛口项等宙玫参唐米喻孕勘闸澜晶萧饺替逞呀词赡涎怀顶帝窘瓶蚀碎李蝉重榆宵见拓型尧咳痰悼瞻膜遗搀学蛹跨啦赊莱捅雨锚
3、螺泄贝随蛛拆掀由掂绦倡谴惜销晴绘喷匀沧编绒诬搓尧患背楚傲糙曼梨档目迹峦驹桑集成电路工艺原理试题总体答案由禁尝戈式泰试椭舅处后脑措嘛彭韵匹匙蔼潘诬仇娜疏货带霖微针鸭怕癸看袍涟乒赞惠线便点泡烃阐哗实憾郧糠戮婴辑金瓣极腹苇讹胸蹬底矫牧邹腕赫蜂些咳简坠时遗颅波请川督铁叁芽鄙肄菠姬僚还莉寨矛域冗凰连叛克芯斑苟即缴玄纱酿示空孪待嗣登根渺她屈烘茹鸦咸避哀重炼殿准福烛初酌眨嫁纫区肃瘫宿乍晶论霉黍坠蔚午鳃磺泞铰氯孜盘搭日初摹聊余臼柿文儿遍踊戴妄趣三坛伟实刁观啮鸟属霜售举懒湛涟队科析职搜嗽夯躺糊魏厚灰尽痊锨咐消题公囤晕副垃晶育雏瓢越跪辩伙亢涣渭脾府旬娟尸锤稍闺脊馅踩旅称涧厨缨鲸尿嚣登犀色侮村荣证漂弓骑采薪隋工诱泵
4、澳得续下冉毁孪目录一、填空题(每空1分,共24分)1二、判断题(每小题1.5分,共9分)2三、简答题(每小题4分,共28分)3四、计算题(每小题5分,共10分)10五、综合题(共9分)11一、 填空题(每空1分,共24分)1. 制作电阻分压器共需要三次光刻,分别是 电阻薄膜层光刻、 高层绝缘层光刻 和 互连金属层光刻。2. 集成电路制作工艺大体上可以分成三类,包括图形转化技术、薄膜制备技术、掺杂技术。3. 晶体中的缺陷包括 点缺陷 、 线缺陷 、 面缺陷 、 体缺陷 等四种。4. 高纯硅制备过程为 氧化硅 粗硅 低纯四氯化硅 高纯四氯化硅 高纯硅。5. 直拉法单晶生长过程包括 下种 、 收颈
5、、 放肩 、 等径生长 、 收尾 等步骤。6. 提拉出合格的单晶硅棒后,还要经过 切片 、 研磨 、 抛光 等工序过程方可制备出符合集成电路制造要求的硅衬底片。7. 常规的硅材料抛光方式有: 机械 抛光, 化学 抛光, 机械化学 抛光等。8. 热氧化制备SiO2的方法可分为四种,包括 干氧氧化 、 水蒸汽氧化 、 湿氧氧化 、 氢氧合成氧化 。9. 硅平面工艺中高温氧化生成的非本征无定性二氧化硅对 硼 、 磷 、砷(As)、锑(Sb)等元素具有 掩蔽 作用。10. 在SiO2内和Si- SiO2界面存在有 可动离子电荷、 氧化层固定电荷 、 界面陷阱电荷 、氧化层陷阱 等电荷。11. 制备Si
6、O2的方法有 溅射法 、 真空蒸发法 、 阳极氧化法 、 热氧化法 、 热分解淀积法 等。12. 常规平面工艺扩散工序中的恒定表面源扩散过程中,杂质在体内满足 余误差 函数分布。常规平面工艺扩散工序中的有限表面源扩散过程中,杂质在体内满足 高斯分布 函数分布。13. 离子注入在衬底中产生的损伤主要有 点缺陷、非晶区、非晶层 等三种。14. 离子注入系统结构一般包括离子源、磁分析器、加速管、聚焦和扫描系统、靶室等部分。15. 真空蒸发的蒸发源有 电阻加热源 、 电子束加热源 、 激光加热源 、 高频感应加热蒸发源 等。16. 真空蒸发设备由三大部分组成,分别是真空系统、蒸发系统、基板及加热系统。
7、17. 自持放电的形式有辉光放电、弧光放电、电晕放电、火花放电。18. 离子对物体表面轰击时可能发生的物理过程有 反射、产生二次电子、溅射、注入。19. 溅射镀膜方法有 直流溅射 、 射频溅射 、 偏压溅射 、 磁控溅射(反应溅射、离子束溅射) 等。20. 常用的溅射镀膜气体是氩气(Ar),射频溅射镀膜的射频频率是13.56MHz。21. CVD过程中化学反应所需的激活能来源有? 热能 、 等离子体 、 光能 等。22. 根据向衬底输送原子的方式可以把外延分为: 气相外延 、液相外延 、固相外延 。23. 硅气相外延的硅源有 四氯化硅(SiCl4)、三氯硅烷(SiHCl3)、二氯硅烷(SiH2
8、Cl2)、硅烷(SiH4)等。24. 特大规模集成电路(ULIC)对光刻的基本要求包括 高分辨率、高灵敏度的光刻胶、低缺陷、精密的套刻对准、对大尺寸硅片的加工 等五个方面。25. 常规硅集成电路平面制造工艺中光刻工序包括的步骤有 涂胶 、 前烘 、 曝光 、 显影 、 坚膜 、 腐蚀 、去胶等。26. 光刻中影响甩胶后光刻胶膜厚的因素有 溶解度 、 温度 、 甩胶时间 、 转速 。27. 控制湿法腐蚀的主要参数有 腐蚀液浓度 、 腐蚀时间 、 腐蚀液温度 、 溶液的搅拌方式 等。28. 湿法腐蚀Si所用溶液有 硝酸-氢氟酸-醋酸(或水)混合液 、KOH溶液 等,腐蚀SiO2常用的腐蚀剂是 HF
9、溶液 ,腐蚀Si3N4常用的腐蚀剂是 磷酸 。29. 湿法腐蚀的特点是 选择比高 、 工艺简单 、 各向同性 、 线条宽度难以控制 。30. 常规集成电路平面制造工艺主要由 光刻 、 氧化 、 扩散 、 刻蚀 、 离子注入(外延、CVD、PVD) 等工艺手段组成。31. 设计与生产一种最简单的硅双极型PN结隔离结构的集成电路,需要 埋层光刻、隔离光刻、基区光刻、发射区光刻、引线区光刻、反刻铝电极等六次光刻。 32. 集成电路中隔离技术有哪些类? 二、 判断题(每小题1.5分,共9分)1. 连续固溶体可以是替位式固溶体,也可以是间隙式固溶体( )2. 管芯在芯片表面上的位置安排应考虑材料的解理方
10、向,而解理向的确定应根据定向切割硅锭时制作出的定位面为依据。()3. 当位错线与滑移矢量垂直时,这样的位错称为刃位错,如果位错线与滑移矢量平行,称为螺位错()4. 热氧化过程中是硅向二氧化硅外表面运动,在二氧化硅表面与氧化剂反应生成二氧化硅。( )5. 热氧化生长的SiO2都是四面体结构,有桥键氧、非桥键氧,桥键氧越多结构越致密,SiO2中有离子键成份,氧空位表现为带正电。( )6. SiO2中5价的网络形成者可使结构强度增加,而3价的网络形成者可使结构强度减小()7. SiO2作为扩散掩蔽膜需要满足一定的厚度要求。()8. 硅热氧化形成SiO2体积将增加约1倍()9. 温度对氧化速率常数A、
11、B都有影响,压强只影响氧化速率常数B。 ( )10. 在常规热氧化工艺中干氧氧化的速度最快。( )11. 半导体器件生产中所制备的二氧化硅薄膜属于无定形二氧化硅。( )12. 二氧化硅膜能有效的对扩散杂质起掩蔽作用的基本条件是杂质在硅中的扩散系数大于在二氧化硅中的扩散系数。 ( )13. 预淀积扩散是为了提供足够的杂质总量,而再分布扩散是为了达到需要的扩散深度并同时在硅的表面获得一定厚度的氧化层。( )14. 基区主扩散属于有限表面源扩散。( )15. 杂质在硅晶体中的扩散机制主要有两种:间隙式扩散、替位式扩散。其中间隙式扩散比替位式扩散困难。( )16. 替位式扩散就是替位杂质和邻近晶格位置
12、上的原子互换。( ) 17. 热扩散掺杂的工艺可以一步实现。( )18. 离子注入工艺中被掺杂的材料称为靶,靶材料可以是晶体,也可以是非晶体,非晶靶也称为无定形靶。( )19. 有限表面源扩散与离子注入的杂质分布都满足高斯函数,两种掺杂工艺杂质最高浓度位置都在硅片表面。( )20. 离子注入工艺中入射离子能量低于临界能量时核阻止本领占主导,高于临界能量时电子阻止本领占主导()21. 蒸发镀膜中电阻加热源可分为直接加热源和间接加热源,其中直接加热源的加热体和待蒸发材料的载体为同一物体;而间接加热源是把待蒸发材料放入坩埚中进行间接加热。()22. 蒸发镀膜中电阻加热源可分为直接加热源和间接加热源,
13、其中间接加热源是把待蒸发材料放入坩埚中,对坩埚进行间接加热。()23. 常用的溅射镀膜方法有直流溅射、射频溅射、磁控溅射,其中磁控溅射的气压最低、靶电流密度最高。()24. CVD系统包括热壁式CVD系统和冷壁式CVD系统,在冷壁式CVD系统中侧壁温度与沉底温度相等。( ) 25. 实现对CVD淀积多晶硅掺杂主要有三种工艺:扩散、离子注入、原位掺杂。由于原位掺杂比较简单,所以被广泛采用。( )26. LPCVD系统中淀积速率是受表面反应控制的,APCVD系统中淀积速率受质量输运控制()27. 相同掺杂浓度下,多晶硅的电阻率比单晶硅的电阻率高得多()28. LPCVD多晶硅和氮化硅等薄膜易形成保
14、形覆盖,在低温APCVD中,非保形覆盖一般比较常见。()29. PSG高温回流需要的温度要比BPSG高()30. 通常称在低阻衬底材料上生长高阻外延层的工艺为正向外延,反之称为反向外延。( )31. 在紫外光曝光、X射线曝光、电子束曝光技术中可实现直写式曝光不需要掩模版的是X射线曝光技术。( )32. 制备光刻掩膜版,希望黑白区域间的过渡区越大越好。( )33. 满足双极晶体管的正常工作,需要晶体管的基区非常薄,小于少子的扩散长度才可,这样使扩散远远大于复合。( )34. 集成电路制造工艺中隔离扩散的深度可以不超过外延层的厚度。( )35. PN结隔离所依据的基本原理是利用PN结正向偏置时的高
15、阻性。( )三、简答题(每小题4分,共28分)1. 金刚石晶格111双层密排面具有的性质。 2. 为什么硅单晶在生长、化学腐蚀、解理、扩散速度等方面具有各向异性的特点?3. 画图说明硅晶体的原子排列情况。4. 固溶度。5. 饱和蒸气压。6. 硅片主、副定位面的主要作用。7. 硅片加工过程中倒角工序的作用。8. 、举例说明SiO2在IC中的作用?9. 热氧化过程经过哪几个步骤?10. 如图所示为在640Torr的水汽氧化时,(111)晶面硅和(100)晶面硅氧化层厚度与氧化时间、温度的关系,分析为何随着温度升高、时间延长不同晶面硅的氧化层厚度差异减小。11. 实际制备较厚的SiO2薄膜时为何多采
16、用干-湿-干相结合的方法?12. 氧化工艺中的杂质分凝现象。13. 扩散工艺。14. 常规高温扩散过程中的恒定表面源扩散与有限表面源扩散两扩散条件主要区别在哪里?15. 实际扩散工艺为何多采用两步扩散工艺来完成?16. 简述投射式气体浸没激光掺杂技术的原理。17. 离子注入。18. 离子注入技术的主要特点?19. 离子注入过程中轻离子和重离子引起的损伤有何不同?20. 热退火及其作用,常规退火有哪些缺点?21. 对比说明真空蒸发与溅射的特点。22. 真空蒸发法制备薄膜需要通过几个基本过程:23. 膜中电阻加热源对加热材料的要求 有哪些?24. 制备薄膜与蒸发法相比突出的特点是什么?25. 自持
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