第一篇：微電子加工工藝總結資料

1、分立器件和集成電路的區別

分立元件：每個芯片只含有一個器件；集成電路：每個芯片含有多個元件。

2、平面工藝的特點

平面工藝是由Hoerni于1960年提出的。在這項技術中，整個半導體表面先形成一層氧化層，再借助平板印刷技術，通過刻蝕去除部分氧化層，從而形成一個窗口。P-N結形成的方法： ① 合金結方法

A、接觸加熱：將一個p型小球放在一個n型半導體上，加熱到小球熔融。

B、冷卻：p型小球以合金的形式摻入半導體底片，冷卻后，小球下面形成一個再分布結晶區，這樣就得到了一個pn結。

合金結的缺點：不能準確控制pn結的位置。

②生長結方法

半導體單晶是由摻有某種雜質（例如P型）的半導體熔液中生長出來的。生長結的缺點：不適宜大批量生產。擴散結的形成方式 與合金結相似點：

表面表露在高濃度相反類型的雜質源之中 與合金結區別點：

不發生相變，雜質靠固態擴散進入半導體晶體內部 擴散結的優點

擴散結結深能夠精確控制。平面工藝制作二極管的基本流程：

襯底制備——氧化——一次光刻（刻擴散窗口）——硼預沉積——硼再沉積——二次光刻（刻引線孔）——蒸鋁——三次光刻（反刻鋁電極）——P-N結特性測試

3、微電子工藝的特點

高技術含量 設備先進、技術先進。

高精度 光刻圖形的最小線條尺寸在亞微米量級，制備的介質薄膜厚度也在納米量級，而精度更在上述尺度之上。超純 指工藝材料方面，如襯底材料Si、Ge單晶純度達11個9。

超凈 環境、操作者、工藝三個方面的超凈，如 VLSI在100級超凈室10級超凈臺中制作。大批量、低成本 圖形轉移技術使之得以實現。

高溫 多數關鍵工藝是在高溫下實現，如：熱氧化、擴散、退火。

4、芯片制造的四個階段

固態器件的制造分為4個大的階段（粗線條）： ① ② ③ ④

晶圓制備：（1）獲取多晶

（2）晶體生長----制備出單晶，包含可以摻雜（元素摻雜和母金摻雜）（3）硅片制備----制備出空白硅片 硅片制備工藝流程（從晶棒到空白硅片）：

晶體準備（直徑滾磨、晶體定向、導電類型檢查和電阻率檢查）→

切片→研磨→化學機械拋光（CMP）→背處理→雙面拋光→邊緣倒角→拋光→檢驗→氧化或外延工藝→打包封裝 芯片制造的基礎工藝

增層——光刻——摻雜——熱處理 材料制備

晶體生長/晶圓準備 晶圓制造、芯片生成 封裝

5、high-k技術

High—K技術是在集成電路上使用高介電常數材料的技術，主要用于降低金屬化物半導體（MOS）晶體管柵極泄漏電流的問題。集成電路技術的發展是伴隨著電路的元器件（如MOS晶體管）結構尺寸持續縮小實現的。隨著MOS晶體管結構尺寸的縮小，為了保持棚極對MOS晶體管溝道電流的調控能力，需要在尺寸縮小的同時維持柵極電容的容量，這通常需要通過減小棚極和溝道之間的絕緣介質層厚度來實現，但由此引起的棚極和溝道之間的漏電流問題越來越突出。High—K技術便是解決這一問題的優選技術方案。因為，MOS器件柵極電容類似于一個平板電容，由于MOS器件面積、絕緣介質層厚度和介電常數共同決定，因此MOS器件柵極電容在器件面積減小的前提下，采用了High—K材料后，可以在不減小介質層厚度（因此柵極泄漏電流而不增加）的前提下，實現維護柵極電容容量不減小的目標。High—K材料技術已被英特爾和IBM應用到其新開發的45mm量產技術中。目前業界常用的High—K材料主要是包括HfO2在內的Hf基介質材料。

6、拉單晶的過程

裝料——融化——種晶——引晶——放肩——等徑——收尾——完成

7、外延技術的特點和應用 外延特點： 生成的晶體結構良好 摻入的雜質濃度易控制 可形成接近突變pn結的特點 外延分類： 按工藝分類

A 氣相外延（VPE）利用硅的氣態化合物或者液態化合物的蒸汽，在加熱的硅襯底表面和氫發生反應或自身發生分解還原出硅。B 液相外延（LPE）襯底在液相中，液相中析出的物質并以單晶形式淀積在襯底表面的過程。此法廣泛應用于III-V族化合半導體的生長。原因是化合物在高溫下易分解，液相外延可以在較低的溫度下完成。C 固相外延（SPE）

D 分子束外延（MBE）在超高真空條件下，利用薄膜組分元素受熱蒸發所形成的原子或分子束，以很高的速度直接射到襯底表面，并在其上形成外延層的技術。特點：生長時襯底溫度低，外延膜的組分、摻雜濃度以及分布可以實現原子級的精確控制。按導電類型分類

n型外延：n/n, n/p外延 p型外延：p/n, p/p外延 按材料異同分類

同質外延：外延層和襯底為同種材料，例如硅上外延硅。

異質外延：外延層和襯底為不同種材料，例如SOI((絕緣體上硅)是一種特殊的硅片，其結構的主要特點是在有源層和襯底層之間插入絕緣層——— 埋氧層來隔斷有源層和襯底之間的電氣連接)按電阻率高低分類

正外延：低阻襯底上外延高阻層n/n+ 反外延：高阻襯底上外延低阻層

硅的氣相外延的原理：在氣相外延生長過程中，有兩步： 質量輸運過程－－反應劑輸運到襯底表面

表面反應過程－－在襯底表面發生化學反應釋放出硅原子

摻雜

有意摻雜：按器件對外延導電性和電阻率的要求，在外延的同時摻入適量的雜質，這稱為有意摻雜。自摻雜：襯底中的雜質因揮發等而進入氣流，然后重新返回外延層。雜質外擴散:重摻雜襯底中的雜質通過熱擴散進入外延層。外延的應用

1、雙極型電路：n/n外延,在n型外延層上制作高頻功率晶體管。+ 外延：雙極型傳統工藝在p襯底上進行n型外延通過簡單的p型雜質隔離擴散，實現雙極型集成電路元器件的隔離。

2、MOS電路:外延膜的主要應用是作為雙極型晶體管的集電極。

外延膜在MOS集成電路中的較新應用是利用重摻雜外延減小閂鎖效應（寄生閘流管效應）。

8、分子束外延（MBE）的原理及其應用

在超高真空下，熱分子束由噴射爐噴出，射到襯底表面，外延生長出外延層。

9、二氧化硅膜的用途

表面鈍化：保護器件的表面及內部，禁錮污染物。

摻雜阻擋層：作為雜質擴散的掩蔽膜，雜質在二氧化硅中的運行速度低于在硅中的運行速度。絕緣介質：IC器件的隔離和多層布線的電隔離，MOSFET的柵電極，MOS電容的絕緣介質。

10、二氧化硅膜的獲得方法 A：熱氧化工藝 B：化學氣相淀積工藝 C：濺射工藝 D：陽極氧化工藝

11、熱氧化機制

① 線性階段，② 拋物線階段（生長逐漸變慢，直至不可忍受）

影響氧化速率的因素有：氧化劑、晶向、摻雜類型和濃度、氧化劑的分壓。熱氧化生長方法：

（1）干氧氧化：干燥氧氣，不能有水分；隨著氧化層的增厚，氧氣擴散時間延長，生長速率減慢；適合較薄的氧化層的生長。氧化劑擴散到SiO2/Si界面與硅反應。

（2）水汽氧化:氣泡發生器或氫氧合成氣源；原理：

（3）濕氧氧化：濕氧氧化的各種性能都是介于干氧氧化和水汽氧化之間，其掩蔽能力和氧化質量都能夠滿足一般器件的要求。（4）摻氯氧化：薄的MOS柵極氧化要求非常潔凈的膜層，如果在氧化中加入氯，器件的性能和潔凈度都會得到改善。減

+弱二氧化硅中的移動離子（主要是鈉離子）的沾污影響，固定Na離子；減少硅表面及氧化層的結構缺陷

12、SiO2/Si界面特性： 熱氧化薄膜是由硅表面生長得到的二氧化硅薄膜。高溫生長工藝將使SiO2/Si界面雜質發生再分布，與二氧化硅接觸的硅界面的電學特性也將發生變化。雜質再分布：有三個因素： ① 分凝效應② 擴散速率 ③ 界面移動

水汽氧化速率遠大于干氧氧化速率，水汽氧化SiO2/Si界面雜質的再分布就遠小于干氧氧化；濕氧氧化速率介于水汽、干氧之間，SiO2/Si界面雜質的再分布也介于水汽、干氧之間。二氧化硅層中存在著與制備工藝有關的正電荷，這種正電荷將引起SiO2/Si界面P-Si的反型層，以及MOS器件閾值電壓不穩定等現象?？蓜与x子或可動電荷

主要是Na、K、H等，這些離子在二氧化硅中都是網絡修正雜質，為快擴散雜質。其中主要是Na。在人體與環境中大++++量存在Na，熱氧化時容易發生Na沾污。加強工藝衛生方可以避免Na沾污；也可采用摻氯氧化，固定Na離子。固定離子或固定電荷

主要是氧空位。一般認為：固定電荷與界面一個很薄的（約30?）過渡區有關，過渡區有過剩的硅離子，過剩的硅在氧化過程中與晶格脫開，但未與氧完全反應。干氧氧化空位最少，水汽氧化氧空位最多。熱氧化時，首先采用干氧氧化方法可以減小這一現象。氧化后，高溫惰性氣體中退火也能降低固定電荷。

13、氧化膜厚度的檢測

劈尖干涉和雙光干涉：利用干涉條紋進行測量，因為要制造臺階，所以為破壞性測量。

比色法：以一定角度觀察SiO2膜，SiO2膜呈現干涉色彩，顏色與厚度存在相應關系。比色法方便迅速，但只是粗略估計。橢圓儀法：入射的橢圓偏振光經氧化膜的多次反射和折射以后，得到了改變橢圓率的反射橢圓偏振光，其改變量和膜厚與折射率相關。高頻MOS結構C-V法：測量金屬柵極的電容，利用公式測量氧化膜層的厚度。

14、化學氣相沉積定義

化學氣相淀積（Chemical Vapor Deposition）是通過氣態物質的化學反應在襯底上淀積薄膜的工藝方法。與之對應的是：PVD（蒸發和濺射），它主要應用于導體薄膜。

15、淀積技術包括哪兩種？CVD和PVD

16、LPCVD和APCVD的主要區別？LPCVD有何優勢？

APCVD：原料以氣相方式被輸送到反應器內，原料氣體向襯底基片表面擴散，被基片吸附，由于基片的溫度高或其它能量提供給原料氣體，使其發生表面化學反應，生成物在基片表面形成薄膜，而生成物中的其它物質是氣相物質，擴散到氣相中被帶走。LPCVD：低壓情況下，分子自由程較長，薄膜電極的均勻性較高。LPCVD相對APCVD的特點：

增加了真空系統，氣壓在1-10Torr之間；壓下分子自由程長，可以豎放基片；熱系統一般是電阻熱壁式。

17、PECVD的機理？PECVD有何優勢？

優勢：采用等離子體把電能耦合到氣體中，促進化學反應進行,由此淀積薄膜；因此該法可以在較低溫度下淀積薄膜。PECVD常常是低溫和低壓的結合。-2+++

+機理：反應器的射頻功率使低壓氣體（真空度1-10Torr）產生非平衡輝光放電，雪崩電離激發出的高能電子通過碰撞激活氣體形成等離子體。襯底基片（具有一定溫度，約300℃）吸附活潑的中性原子團與游離基即高能的等離子體發生化學反應，生成的薄膜物質被襯底吸附、重排進而形成淀積薄膜，襯底溫度越高形成的薄膜質量越好。

18、多晶硅淀積和外延淀積的主要區別。淀積多晶硅薄膜的方法：主要采用LPCVD的方法。摻雜則采用：離子注入；化學氣相淀積；擴散。多晶硅的淀積和外延淀積的主要區別：硅烷的使用

19、金屬薄膜的用途？金屬化的作用?

（1）在微電子器件與電路中金屬薄膜最重要的用途是作為內電極（MOS柵極和電容器極板）和各元件之間的電連接。（2）在某些存儲電路中作為熔斷絲。

（3）用于晶圓的背面（通常是金），提高芯片和封裝材料的黏合力。

金屬化的作用：集成電路中金屬化的作用是將有源器件按設計的要求連接起來，形成一個完整的電路與系統。20、說明為什么鋁作為通常使用的金屬薄膜，說明銅作為新一代金屬薄膜的原因。鋁膜：用途: 大多數微電子器件或集成電路是采用鋁膜做金屬化材料

優點：導電性較好；與p-Si，n-Si（>5*10）能形成良好的歐姆接觸；光刻性好；與二氧化硅黏合性好；易鍵合。缺點：抗電遷移性差；耐腐蝕性、穩定性差 ；臺階覆蓋性較差。工藝：蒸發，濺射 銅膜：用途：新一代的金屬化材料，超大規模集成電路的內連線；缺點：與硅的接觸電阻高，不能直接使用；銅在硅中是快擴散雜質，能使硅中毒，銅進入硅內改變器件性能；與硅、二氧化硅粘附性差。優點：電阻率低（只有鋁的40-45%），導電性較好；抗電遷移性好于鋁兩個數量級； 工藝：濺射

21、VLSI對金屬化的要求是什么？

① 對n+硅和p+硅或多晶硅形成低阻歐姆接觸，即金屬/硅接觸電阻小 ② 能提供低電阻的互連引線，從而提高電路速度 ③ 抗電遷移性能要好

④ 與絕緣體（如二氧化硅）有良好的附著性 ⑤ 耐腐蝕 ⑥ 易于淀積和刻蝕

⑦ 易鍵合，且鍵合點能經受長期工作

⑧ 層與層之間絕緣要好，不互相滲透和擴散，即要求有一個擴散阻擋層

22、Al-Si接觸的常見問題及解決辦法？

Al和Si之間不能合成硅化物，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，這樣就形成尖楔現象，從而使P-N結失效。解決尖楔問題： +（1）一般采用Al-Si合金代替Al作為Al/Si的接觸和互連材料。但是又引入了硅的分凝問題。

（2）由于銅的抗電遷移性好，鋁-銅（0.5-4%）或鋁-鈦（0.1-0.5%）合金結構防止電遷移，結合Al-Si合金，在實際應用中人們經常使用既含有銅又含有硅的Al-Si-Cu合金以防止合金化（即共熔）問題和電遷移問題。（3）（4）Al-摻雜多晶硅雙層金屬化結構：在多晶硅中摻雜重磷或重砷，構成摻雜多晶的結構。鋁-隔離層結構：在Al-Si之間沉積一層薄的金屬層，替代磷摻雜多晶硅，成為阻擋層。

23、說明難熔金屬在金屬連線中的作用？

難熔金屬及其硅化物有較低的電阻率和接觸電阻。難熔金屬的一個廣泛應用是在多層金屬結構中填充連接孔，這個工序叫作過孔填充，填補好的過孔叫做接線柱。

24、金屬化的實現方法有幾種？請論述真空濺射方法 金屬化的實現主要通過兩種方式來實現： ① 物理淀積

A：真空蒸發淀積（較早，金屬鋁線）

B：真空濺射淀積（Al-Si合金或Al-Si-Cu合金）2LPCVD（難熔金屬）○真空蒸發淀積 ：被蒸物質從凝聚相轉化為氣相；氣相物質在真空系統中的輸運；氣相分子在襯底上淀積和生長。分為電阻、電子束等蒸發沉積。真空濺射沉積：濺射淀積是用核能離子轟擊靶材，使靶材原子從靶表面逸出，淀積在襯底材料上的過程。

25、說明金屬CVD的優勢和主要用途。金屬CVD ： LPCVD可以應用于制作金屬薄膜。

優勢：不需要昂貴的高真空泵；臺階覆蓋性好；生產效率較高。用途：難控制金屬；難熔金屬，主要是鎢。

26、什么叫做光刻，光刻有何目的？

光刻是圖形復印與腐蝕作用相結合，在晶片表面薄膜上制備圖形的精密表面工藝技術。

光刻的目的就是：在介質薄膜、金屬薄膜或金屬合金薄膜上面刻蝕出與掩膜版完全對應的幾何圖形，從而實現選擇性擴散和金屬薄膜布線的目的。

27、光刻技術的圖形轉移分為哪兩個階段？ 圖形轉移到光刻膠層；圖形從光刻膠層轉移到晶圓層

28、列出光刻工藝的十個步驟，并簡述每一步的目的。表面準備：微粒清除，保持襯底的憎水性。

涂光刻膠：與襯底薄膜粘附性好，膠膜均勻，是光刻工藝的核心材料。

前烘：使膠膜體內的溶劑充分揮發使膠膜干燥；增加膠膜和襯底的粘附性以及膠膜的耐磨性 對準和曝光：把所需圖形在晶圓表面上定位或對準；通過曝光燈或其他輻射源將圖形轉移到光刻膠涂層上

后烘：減少駐波效應，激發化學增強光刻膠的PAG產生的酸與光刻膠上的保護基團發生反應并移除基團使之能溶解于顯影液。顯影：將掩膜板上的圖形顯示在光刻膠上。

堅膜：除去光刻膠中剩余的溶劑，增強光刻膠對襯底的附著力。

刻蝕：把顯影后的光刻膠微圖形下層材料的裸露部分去掉，將光刻膠圖形轉移到下層材料上去的工藝叫作刻蝕。去膠：刻蝕完成以后將光刻膠去除掉。

29、光刻膠的分類，談談正膠和負膠的區別。

正膠：膠的曝光區在顯影中除去。正膠曝光時發生光分解反應變成可溶的。使用這種光刻膠時，能夠得到與掩膜版遮光圖案相同的圖形，故稱之為正膠。負膠：膠的曝光區在顯影中保留，用的較多。具體說來負膠在曝光前對某些有機溶劑是可溶的，而曝光后發生光聚合反應變成不可溶的。使用這種光刻膠時，能夠得到與掩膜版遮光圖案相反的圖形，故稱之為負膠。30、刻蝕的方法分類，刻蝕常見有哪些問題？ 分類：刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕。

濕法刻蝕：化學腐蝕，在腐蝕液中通過化學反應去除窗口薄膜，得到薄膜圖形。優點：工藝簡單，無需復雜設備，選擇比高；均勻性好。缺點：各向同性腐蝕；分辨率低，自動化難。干法刻蝕：使用氣體和等離子體能量來進行化學反應的化學工藝。

常見問題：不完全刻蝕、刻蝕和底切、各向同性刻蝕。優點：刻蝕非常有方向性（各向異性），導致良好的小開口區域的精密度。缺點：選擇性差。

31、摻雜技術實現的兩種方式以及摻雜的目的 方式：擴散和離子注入

目的：在晶圓表面下的特定位置處形成PN結；在晶圓表面下得到所需的摻雜濃度。

32、擴散的基本原理、離子注入的基本原理及其比較

微電子工藝中的擴散是雜質在晶體內的擴散，因此是一種固相擴散。晶體內擴散有多種形式：填隙式擴散、替位式擴散、填隙-替位式擴散。離子注入技術：離子注入是將含所需雜質的化合物分子（如BCl3、BF3）電離為雜質離子后，聚集成束用強電場加速，使其成為高能離子束，直接轟擊半導體材料，當離子進入其中時，受半導體材料原子阻擋，而停留在其中，成為半導體內的雜質。離子注入時可采用熱退火工藝，修復晶格損傷，注入雜質電激活。離子注入技術的優勢：① 離子注入克服熱擴散的幾個問題：

A 橫向擴散，沒有側向擴散 B 淺結

C 粗略的摻雜控制 D 表面污染的阻礙 ② 離子注入引入的額外的優勢：

A 在接近常溫下進行 B 使寬范圍濃度的摻雜成為可能

33、集成電路的形成

集成電路的制造工藝與分立器件的制造工藝一樣都是在硅平面工藝基礎上發展起來的，有很多相同之處，同時又有所不同。相同點：單項工藝相同的方法外延，氧化，光刻，擴散，離子注入，淀積等。不同點：主要有電隔離，電連接，局部氧化，平整化以及吸雜等。

電隔離：

（1）PN結隔離：雙極型集成電路多采用PN結隔離，是在硅片襯底上通過擴散與外延等工藝制作出隔離島，元件就做在隔離島上。（2）介質隔離：SOS集成電路（Silicon on Sapphire）是最早的介質隔離薄膜電路，新材料SOI（Silicon on Insulator）有很大發展，SOI集成電路也是采用介質隔離工藝的電路。

電連接：集成電路各元件之間構成電路必須進行電連接，這多是采用淀積金屬薄膜，經光刻工藝形成電連接圖形，電路復雜的集成電路一般是多層金屬布線，構成電連接。局部氧化：分離器件的氧化工藝是在整個硅片表面制備二氧化硅薄膜，而集成電路工藝中的氧化有時是在局部進行，如MOS型電路中以氮化硅作為掩蔽膜的局部氧化技術。平整化：超大規模集成電路的制備經過多次光刻、氧化等工藝，使得硅片表面不平整，臺階高，這樣在進行電連接時，臺階處的金屬薄膜連線易斷裂，因此，有時通過平面化技術來解決這一問題，如在金屬布線進行電連接之前，采用在硅片表面涂附聚酰亞胺膜的方法達到平面化的工藝技術。

吸雜：硅單晶本身的缺欠以及電路制備工藝中的誘生缺欠，對電路性能影響很大，有源元件附近的缺欠，通過吸雜技術可以消除或減少缺欠，如通過在硅片背面造成機械損傷，噴沙或研磨，這種背損傷可以吸收雜質與缺欠。

34、封裝的工藝流程

底部準備：底部準備通常包括磨薄和鍍金。劃片：用劃片法或鋸片法將晶片分離成單個芯片

取片和承載：在挑選機上選出良品芯片，放于承載托盤中。

粘片：用金硅熔點技術或銀漿粘貼材料粘貼在封裝體的芯片安裝區域。

打線：A：芯片上的打線點與封裝體引腳的內部端點之間用很細的線連接起來（線壓焊）；B：在芯片的打線點上安裝半球型的金屬突起物（反面球形壓焊）；C：TAB壓焊技術； 封裝前檢查 有無污染物；芯片粘貼質量；金屬連接點的好壞 電鍍、切割筋成和印字 最終測試

35、封裝設計

金屬罐法；雙列直插封裝；雙列直插封裝；針形柵格陣列封裝 球形柵格陣列封裝；薄形封裝；四面引腳封裝 ；板上芯片（COB）

第二篇：微電子工藝演講稿

微電子工藝演講稿

光刻技術作為制備半導體器件的關鍵技術之一將制約著半導體行業的發展和半導體器件的性能。隨著半導體工業的發展,集成電路的特征尺寸越來越小,光刻技術將面臨新的挑戰。下面我著重介紹了極紫外光刻(EUVL)作為下一代光刻技術的發展前景和技術難點、激光無掩膜光刻技術的發展,特別是激光近場掃描光刻、激光干涉光刻、激光非線性光刻等新技術的最新進展及其在高分辨率納米加工領域的應用前景。

圖2說明：光束經過光學器件系統聚焦、投影到掩膜上，經過掩膜達到光刻膠膜面實現曝光，但是光學投影系統的分辨率受到衍射的限制。即如果一個不透明的物體放在點光源和屏之間，物體的邊緣將在屏上形成輪廓分明的陰影，幾何陰影內的點上無光到達，而陰影的外側被均勻地照亮。實際上，由邊緣形成的陰影會擴散，組成明暗相間延伸到幾何陰影的光帶。這種光線在邊緣處的明顯彎曲就稱為衍射，其形成的幾何陰影光帶制約著曝光的分辨率

圖5說明：材料受到聚焦激光輻射后，吸收激光的能量，溫度升高，可發生相變、融化、氣化以及等離子態等變化。材料相變后物理化學性質發生變化，通過后續顯影等獲得納米圖形結構； 激光氣化材料可以進行激光直寫刻蝕圖形； 等離子態的超冷效應可以用來合成多

種納米材料

激光干涉光刻：對于兩束相干光，其形成的駐波周期P 滿足下面的關系式P= λ/2sinθ

式中：λ 為入射波長；θ 為兩束入射光夾角的一半。另外，相干長度是制備大面積相干圖形的關鍵參數，因為光強只存在于光源的相干長度內。相干長度L 與光源的波長λ、光束的線寬Δλ 以及介質的折射率n有關，滿足如下關系式 P= λ2/nΔλ 激光的單色性越好(Δλ 越小)，相干長度就越長。典型的He-Cd 激光器的相干長度約為20 cm，半導體激光器的單色性得到提高，相干長度可以達到數十米，光纖激光有比半導體激光器更好的單色性，因而有更大的相干長度，所以干涉光刻擁有大面積制備圖形的能力。

實際上，樣品的旋轉角度可以在0°~90°內變化，從而得到不同的圖形結構，例如旋轉30°、45°和60°，可以分別得到納米點、納米螺母和納米棒的陣列結構[41]。這些圖形都是在光

刻膠上形成，經過進一步的化學刻蝕，可以將這些圖形轉移到硅襯底或是其他介質，用于高密度光存儲、微電子器件、自組裝的模板以及場發射平板顯示器的制備等

與傳統的單光子吸收不同，這里光敏聚合物通過非線性吸收(雙光子或是多光子吸收)引發聚合反應，非線性吸收的概率與光強的平方成正比，只有在聚焦光斑的中心區域，光強足夠強的地方才有強的非線性吸收，如圖9(a)所示，因而使得非線性聚合反應只發生在聚焦光斑的中心區域(如圖9(b)所示)

第三篇：微電子工藝習題總結(DOC)

第一章

1.What is a wafer? What is a substrate? What is a die? 什么是硅片，什么是襯底，什么是芯片 答：硅片是指由單晶硅切成的薄片；芯片也稱為管芯（單數和復數芯片或集成電路）；硅圓片通常稱為襯底。

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術相關的三個重要趨勢，簡要描述每個趨勢 答:提高芯片性能:器件做得越小，在芯片上放置得越緊密，芯片的速度就會提高。

提高芯片可靠性：芯片可靠性致力于趨于芯片壽命的功能的能力。為提高器件的可靠性，不間斷地分析制造工藝。

降低芯片成本：半導體微芯片的價格一直持續下降。

3.What is the chip critical dimension(CD)? Why is this dimension important? 什么是芯片的關鍵尺寸，這種尺寸為何重要 答：芯片的關鍵尺寸（CD）是指硅片上的最小特征尺寸；

因為我們將CD作為定義制造復雜性水平的標準，也就是如果你擁有在硅片某種CD的能力，那你就能加工其他所有特征尺寸，由于這些尺寸更大，因此更容易產生。

4.Describe scaling and its importance in chip design.描述按比例縮小以及在芯片設計中的重要性 答：按比例縮?。盒酒系钠骷叽缦鄳s小是按比例進行的

重要性：為了優電學性能，多有尺寸必須同時減小或按比例縮小。

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

什么是摩爾定律，它預測了什么 答：摩爾定律：當價格不變時，集成電路上可容納的晶體管數，月每隔18個月便會增加1倍，性能也將提升1倍。

預言在一塊芯片上的晶體管數大約每隔一年翻一番。

第二章

6.What is the advantage of gallium arsenide over silicon? 砷化鎵相對于硅的優點是什么 答：優點：具有比硅更高的電子遷移率；減小寄生電容和信號損耗的特性；集成電路的速度比硅電路更快；材料的電阻率更大。

7.What is the primary disadvantage of gallium arsenide over silicon? 砷化鎵相對于硅的主要缺點是什么 答：主要缺點：缺乏天然氧化物；材料的脆性；成本比硅高10倍；有劇毒性在設備，工藝和廢物清除設施中特別控制。

第三章

8.What is an active component? Give two examples of this type of component.什么是無源元件，舉出兩個無源元件的例子

答：有源器件：在不需要外加電源的條件下，就可以顯示其特性的電子元件。

例子：電阻，電容。

9.What are some notable characteristics of bipolar technology? What is biggest drawback to bipolar technology? 雙極技術有什么顯著特征，雙極技術的最大缺陷是什么 答：顯著特征：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)? 場效應管有什么優點 答：低電壓和低功耗。

11.What are the two basic types of FETs? What is the major difference between them? FET的兩種基本類型是什么，他們之間的主要區別是什么 答：類型：結型（JFET）和金屬-氧化物型（MOSFET）半導體。

區別：MOSFET作為場效應管晶體輸入端的柵極由一層薄介質與晶體管的其他兩極絕緣。JFET的柵極實際上同晶體管其他電極形成物理的pn結。

12.What are the two categories of MOSFETs? How are they distinguishable from one another? MOSFET有哪兩種類型，他們怎樣區分 答：類型：nMOS（n溝道）和pMOS（p溝道）

區分方法：可有各自器件的多數載流來區別。

13.What two IC technologies are used in BiCMOS? BiCMOS使用了哪兩種集成電路技術 答：采用了CMOS和雙極技術

14.What could a digital/analog(D/A)converter chip be used for? What could an analog/digital(A/D)chip be used for? 數模轉換器芯片能用做什么，模數轉換器芯片能用做什么 答：數/模轉化器芯片可用來提供用做電子機械設備的控制模擬驅動信號。

模/數轉換器芯片可用來測量模擬驅動信號的輸出。

15.Explain the difference between an enhancement-mode transistor and depletion-mode transistor with regards to their standby condition.解釋增強型晶體管和耗盡型晶體管使用情況的區別 答：增強型晶體管很好地工作于數字陸機應用中，只需要單極的輸入信號控制場效應晶體管。

耗盡型被已經存在的閉合溝道部分開啟。輸入電壓可以在一個方向變化以提高流過溝道的電流，或者在相反方向降低流過的溝道電流。如果柵極的輸入電壓在反向更大地提高，耗盡型晶體管將會斷開。

第四章

16.Why is it necessary to have monocrystal silicon for wafer fabrication? 為什么要用單晶進行硅片制造 答：半導體芯片加工需要純凈的單晶硅結構，這是因為單胞重復的單晶結構能夠提供制作工藝和器件特性所需要的電學和機械性質。糟糕的晶體結構和缺陷導致微缺陷的形成。

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種方向晶向，雙極型用的最多的是哪幾種 答：MOS ：(100)面的硅片； 雙極型：（111）面的硅片

18.Define crystal growth.What is the CZ method for crystal growth? 定義晶體生長，什么是CZ單晶生長法 答：晶體生長：是把半導體級硅的多晶硅塊轉換成一塊大的單晶硅。

CZ單晶生長法：是熔化了的半導體級硅液體變為有正確晶向并且被摻雜成n型或p型的固體硅錠。

19.List seven wafer quality requirements for a silicon wafer.列舉硅片的七種質量要求 答：物理尺寸；平整度；微粗糙度；氧含量；晶體缺陷；顆粒；體電阻率

20.What is an epitaxial layer, and why is it used on wafers? 什么是外延層，為什么在硅片上使用它 答：在某種情況下，需要硅片有非常純的與襯底有相同晶體結構的硅表面，還要保持對雜質類型和濃度的控制，這要通過在硅表面沉積一個外延層來達到。

原因是外延層在優化pn結的擊穿電壓的同時降低了集電極電阻，在適中的電流強度下提高了器件速度。外延在CMOS集成電路中變得重要起來，因為隨著器件尺寸不斷縮小它將閂鎖效應降到最低。外延層通常是沒有玷污的。

第八章

21、What is plasma? Why is RF energy used in plasma? 什么是等離子體，為什么要在等離子體中使用RF能量

答：等離子是一種中性，高能量，離子化的氣體，包含中性原子或分子，帶電離子和自由電子。

RF能量的使用可以產生一個高功效的等離子體。

第九章

22、List the six distinct production areas in a wafer fab and give a short description of each area.列出芯片廠中6個不同的生產區域并對每一個區域做簡單的描述 答：擴散：擴散區一般認為是進行高溫工藝及薄膜沉積的區域。

光刻：使用黃色瑩光管照明使得光刻區與芯片廠中的其他各個區明顯不同。

刻蝕：是在硅片上沒有光刻膠保護的地方留下永久的圖形。

離子注入：采用高電壓和磁場來控制并加速離子。

薄膜生長：主要負責生產各個步驟當中的介質層與金屬層的沉積。

拋光：為了使硅片表面平坦化，是通過將硅片表面突出的部分減薄到下凹部分的高度實現。

23、Identify the three production areas where photoresistcoated wafers can be found.確定有光刻膠覆蓋硅片的三個生產區域 答：光刻區，刻蝕區和離子注入區

24、What is the purpose of the etch process? Name the most common tools used in this area? 刻蝕工藝的目的是什么，這個區中最常用的設備是什么 答：目的：硅片上沒有光刻膠保護的地方留下永久的圖形。

常用設備：等離子刻蝕機，等離子體去膠機和濕法清洗設備。

25、What are the reasons for the thermal anneal process after ion implantation? 離子注入后進行退火工藝的原因是什么

答：可使裸露的硅片表面生長一層新的阻擋氧化層；高溫使得雜質向硅中移動；可使注入引入的損傷得到修復；使雜質原子與硅原子間的共價鍵被激活，使得雜質原子成為晶格結構中的一部分。

26、What is shallow trench isolation(STI)? What process did it replace? 什么是淺槽隔離（STI），它取代了什么工藝

答：淺槽隔離（STI）是在襯底制作的晶體管有源區之間隔離區的一種可選工藝。

取代了局域氧化工藝（LOCOS）

第十章

27、What is the difference between a grown and a deposited oxide layer? 生長氧化層和淀積氧化層間的區別是什么

答：在升溫環境里，通過外部供給高純氧氣使之與硅襯底反應，可以在硅片上得到一層熱生長的氧化層；沉積的氧化層可以通過外部供給氧氣和硅源，使它們在腔體中反應，從而在硅片表面形成一層薄膜。

28、Describe the field oxide layer, and state its range of thickness.描述場氧化層及其厚度范圍

答：場氧化層：抑制金屬層的電荷堆積的厚氧化層

范圍：2500~12000 * 10^-10（A上面一個圈）之間

29、Why is the gate oxide thermally grown? 為什么刪氧要用熱生長

答：因為柵氧與其下的Si具有高質量和穩定性的特點，柵氧一般通過熱生長獲得。

30、List six applications for thermal oxides in wafer fabrication and give a purpose for each application.列出熱氧化物的硅片制造的六種用途，并給出各種用途的目的

答：金屬層間絕緣阻擋層：用做金屬連線間的保護層。

注入屏蔽氧化層：用于減小注入夠到和損傷。勢氧化層：做氧化硅緩沖層以減小應力。

摻雜阻擋層：作為摻雜或注入雜質到硅片中的掩蔽材料。阻擋氧化層：保護有源器件和硅免受后續工藝的影響。柵氧化層：用做MOS晶體管柵和源漏之間的介質。

31.If an oxide layer is thermally growri to be 2,000 A thick,how much silicon is consumed? 如果熱生長氧化層厚度為2000A，那么Si消耗多少

答：920A（每生長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 界面處的4種氧化物電荷

答：正的電荷。負的電荷。界面陷阱電荷?？梢苿友趸镫姾?/p>

33.Give two advantages to using chloijinated agents during oxidation.舉出氧化工藝中摻氯的兩個優點

答：優點：可以中和界面處的電荷堆積；能使氧化速率提高10%到15%。

34、What effect does doping have on oxide growth? 摻雜對氧化物生長的影響是什么 答：重摻雜的硅要比輕摻雜的氧化速率快。

35、Explain the effect from crystal orientation on oxide growth.解釋晶體晶向對氧化物生長的影響 答：線性氧化物速率依賴于晶向的原因是（111）面的硅原子密度比（100）面的大。因此，在線性階段，（111）硅單晶的氧化速率將比（100）稍快，但是（111）的電荷堆積更多。

36、Pressure has what effect on oxide growth? 壓力對氧化物生長的影響是什么 答：生長速率隨著壓力增大而增大。高壓強迫使氧原子更快地穿越正在生長的氧化層，這對線性和拋物線速率系數的增加很重要。這就允許降低溫度但仍保持不變的氧化速率，或者在相同溫度下獲得更快的氧化生長。氧化生長的經驗法則表明，每增加一個大氣壓的壓力，相當于爐體溫度降低30攝氏度。

37、What are the five components in a vertical furnace system? 立式爐系統的五部分 答：工藝腔，硅片傳輸系統，氣體分配系統，尾氣系統，溫腔系統

38What is a rapid thermal processor(RTP)? What are six advantages it has over the conventional furnace? 什么是快速熱處理，相比于系統爐其6大優點是什么 答：快速熱處理是在非常短的時間內，將單個硅片加熱至400~1300攝氏度范圍內的一種方法。

優點：減小熱預算。硅中雜質運動最小。減小玷污，這歸功于冷壁加熱。由于較小的腔體體積，可以達到清潔的氣氛。更短的加工時間。加大熱梯度。

38Describe how an RTP heats a wafer.Is an RTP typically a hot wall or cold wall heating system 描述RTP如何對單個硅片加熱，RTP是熱壁系統還是冷壁系統 答：

是冷壁系統

第十一章

39、List and describe the three stages of thin film growth.列舉并描述薄膜生長的三個階段 答：第一步是晶核形成：成束的穩定小晶核形成，這一步發生在起初少量原子或分子反應物結合起來，形成附著在硅片表面的分離的小膜層的時候。晶核直接形成于硅片表面，是薄膜進一步生長的基礎；第二步是聚集成束，也稱為島生長。這些隨機方向的島束依照表面的遷移率和束密度來生長。島束不斷生長，直到第三步即形成連續的膜，這些島束匯聚合并形成固態的薄層并延伸鋪滿襯底表面。

40、List the five major techniques for deposition.列出沉積的5種主要技術 答：化學氣相淀積（cvd）電鍍 物理氣相淀積（pvd或濺射）蒸發 旋涂方法

41、Explain APCVD.What is the principal disadvantage with APCVD Si02, using silane as a source? 解釋APCVD，使用APCVD SiO2的主要問題是什么，是用硅烷作為反應源嗎 答：常壓化學氣相淀積；傳統上這些膜通常作為層間介質（ILD），保護覆蓋物或者表面平坦化；不是使用硅烷作為反應源

42、What CVD tool is used to deposit the polysilicon gate material? List six reasons why polysilicon is used as a gate electrode 沉積多晶硅柵材料采用什么CVD工具，列舉多晶硅作為柵電極的6個原因 答：采用LPCVD工具；1.通過摻雜可得到特定的電阻；2.和二氧化硅優良的界面特性；3和后續高溫工藝的兼容性；4.比金屬電極更高的可靠性；5.在陡峭的結構上淀積的均勻性；6。實現柵的自對準工藝。

43、State six advantages to using plasma during CVD.CVD過程中采用等離子體的優點有哪些 答：1.更高的工藝溫度（250-450℃）；2.對高的深寬比間隙有好的填充能力(用高密度等離子體)；3.淀積的膜對硅片有優良的粘附能力；4.高的淀積速率；5.少的針孔和空洞，因而有高的膜密度；6.工藝溫度低因而應用廣泛。

44、Explain what HDPCVD is.What are its main benefits in advanced ICs? 解釋HDPCVD，它在IC中有什么優勢 答： 高密度等離子體化學氣相淀積；HDPCVD在IC中的優勢是有良好的間隙能力，并可以在300-400℃較低的淀積溫度下，制備出能夠填充高深寬比間隙的膜。

45、Describe the effect wafer biasing has on HDPCVD directionality.描述硅片偏置對HDPCVD方向性的影響 答：使HDPCVD能夠淀積得到的膜可以填充深寬比為3:1到4:1甚至更高的間隙

46.Explain simultaneous deposition and etching for HDPCVD.What is the value for the typical dep-etch ratio? 解釋HDPCVD中同步沉積和刻蝕。典型深寬比的值是什么 答：它是采用材料填充高深寬比的間隙并且無空洞形成的基礎。3:1

47、What are LOCOS and STI（寫中英文全稱）? Why has STI replaced LOCOS for advanced ICs? List the processing steps for STI.什么是LOCOS和STI（寫中英文全稱），為什么在高級IC中STI取代了LOCOS，列舉STI的工藝步驟 答：LOCOS:硅的局部氧化隔離 local oxidation of silicon STI：淺槽隔離 shallow trench isolation 原因：1.更有效的器件隔離的需要，尤其是對DRAM器件而言 2.對晶體管隔離而言，表面積顯著減小。3.超強的閂鎖保護能力。4.對溝道沒有侵蝕。5.與CMP的兼容

步驟：阻擋層和線性氧化層

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區別 答：投影掩膜版它包括了要在硅片上重復生成的圖形。這種圖形可能僅包含一個管芯，也可能是幾個

光掩膜版通常稱為掩膜版，包含了對于整個硅片來說確定一工藝層所需的完整管芯陣列。

49、Explain the difference between negative and positive lithography.解釋負性和正性光刻的區別 答：負性光刻把掩膜版上圖形相反的圖形復制到硅片表面，正性光刻把與掩膜版上相同的圖形復制到硅片上。主要區別是所用光刻膠的種類不同

50、Describe a clear-field mask and a dark-field mask 解釋亮場掩膜版和暗場掩膜版 答：如果一個掩膜版，其石英板上大部分被鉻覆蓋，它就指的是暗場掩膜版。亮場掩膜版有大面積的透明的石英，而只有很細的鉻圖形。

51、List the eight steps of photolithography, and give a short explanation of each step.列出光刻的8個步驟，并對每一步做出簡要解釋。答：1氣相成底膜：第一步是清洗、脫水和硅片表面成底膜處理。2旋轉涂膠：完成底膜后，硅片要立即采用旋轉涂膜的方法涂上液相光刻膠材料。3軟烘：光刻膠被涂到硅片表面后，必須要經過軟烘去除光刻膠中的溶劑。4對準和曝光：掩膜版與涂了膠的硅片上的正確位置對準。5曝光后烘焙：對于深紫外（duv）光刻膠在100℃到110℃的熱板上進行曝光后烘焙是必要的。6顯影：光刻膠上的可溶解區域被化學顯影劑溶解，將可見的島或者窗口圖形留在硅片表面。7堅膜烘焙：顯影后的熱烘指的就是堅膜烘焙，提高光刻膠對硅片表面的粘附性。8顯影后檢查：一旦光刻膠在硅片上形成圖形，就要進行檢查以確定光刻膠圖形的質量

52、Give two purposes of a photoresist in wafer fabrication.給出硅片制造中光刻膠的兩種目的 答：1.將掩膜版圖案轉移到硅片表面頂層的光刻膠中。2.在后續工藝中保護下面的材料。

53、List and describe the two major types of photoresist.列出并描述兩種主要的光刻膠 答：負性光刻膠和正性光刻膠。負性光刻膠是負相的掩膜圖形形成在光刻膠上、正相掩膜圖形出現在光刻膠上

54、What is the resolution limit of negative resist? Which resist is used for submicron lithography? 什么是負膠分辨率的限制，哪種膠應用在亞微米光刻膠中。答：由于顯影時的變形和膨脹，負性光刻膠通常只有2μm的分辨率。正性光刻膠

55.List and describe the four components to an i-line resist.列出并描述I線光刻膠的4種成分。答：1.樹脂。光刻膠樹脂是一種惰性的聚合物基質，用于把光刻膠中的不同材料聚在一起的粘合劑2.感光劑。是光刻膠材料中的光敏成分，它對光形成的輻射能會發生反應3.溶劑。使光刻膠保持液體狀態，直到它被涂在硅片襯底上4.添加劑：是專用化學品，用來控制和改變光刻膠材料的特定化學性質或光刻膠材料的光響應特性

56、What are two disadvantages of a negative photoresist? 負膠的兩大缺點是什么。

答：在顯影時曝光區域由溶劑引起的泡脹；曝光時光刻膠可與氮氣反應從而抑制其交聯

57、What does resist thickness vary with? 光刻膠厚度隨什么變化 答：粘度越高轉速越低，光刻膠就越厚

58、State the four reasons for soft bake.陳述軟烘的4個原因 答：1.將硅片上覆蓋的光刻膠溶劑去除；2。增強光刻膠的粘附性以便在顯影時光刻膠可以很好地粘附；3.緩和在旋轉過程中光刻膠膠膜內產生的應力。4.防止光刻膠粘在設備上 第十四章

59、Describe the relationship between light exposure wavelength and image resolution.描述曝光波長和圖像分辨率的關系 答：較短的波長可以獲得光刻膠上較小尺寸的分辨率

60、List and describe the two UV exposure sources used in optical lithography.列出并描述光刻中使用的兩種UV曝光光源 答：汞燈和準分子激光

61、What happens to resist sidewalls if there is excessive resist light absorbance? 如果光刻膠對光的吸收過多側墻會怎樣 答：如果光刻膠的吸收過多，光刻膠底部接收的光強度就會比頂部的少很多，會導致圖形側墻傾斜。

62、What excimer laser is used as a 248 nm light source? As a 193 nm light source? 哪種激光器用做248nm的光源，193nm的光源是什么 答：通常用于深紫外光刻膠的準分子激光器是波長為248nm氟化氪（KrF）激光器，193nm的氟化氪激光器大概是作為曝光源的準分子激光器

63、What is a typical dose exposure latitude for a DUV resist? 典型的DUV光刻膠曝光劑量的寬容度是多少 答：深紫外光刻膠的曝光寬容度是劑量變化范圍在1%左右

64、What lens material is used at the DUV exposure wavelength? DUV波長曝光時使用哪種透鏡材料 答：一種合適的透鏡材料是熔融石英，他是深紫外波長范圍內的較少的光吸收，氟化鈣正在作為一種可能的候選透鏡材料

65、Explain how lens compaction occurs and what problem it creates.解釋透鏡壓縮是怎么發生的，它產生了什么問題 答：透鏡壓縮是透鏡材料結構上的重新排列導致透鏡材料增密，壓縮發生在透鏡材料中，包括熔融石英它可以增加激光束穿過區域的透鏡材料的折射率，這將導致圖像質量的損失

66、What is numerical aperture(NA)? State its formula, including the approximate formula.什么是數值孔徑（NA），陳述它的公式，包括近似公式 答：透鏡收集衍射光的能力被稱做透鏡的數值孔徑，NA=(n)t透鏡的半徑除以透鏡的焦長

67、State the formula for resolution.What three lithography parameters affect resolution? 陳述分辨率公式。影響光刻分辨率的三個參數 答：R=K*入/NA 1，波長 入 2，數值孔徑NA 3，工藝因子K

68、List and explain the two primary problems of light reflection from the wafer surface.列出并解釋硅片表面反射引起的最主要的兩個問題 答：兩種主要的光反射問題是反射切口和反射駐波，在刻蝕形成的垂直側墻表面，反射光到不需要曝光的光刻膠中就會形成反射切口，光刻中一個光波反射和干涉的例子是駐波現象駐波本質上降低了光刻膠成像的分辨率

69、What happens to resolution if the light wavelength decreases? If NA goes up? 如果光波長減小分辨率會有什么變化，如果NA增加了呢 答：光波長減小分辨率提高，】。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.計算掃描光刻機的分辨率，假設波長是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.寫出計算焦深的公試 答：DOF=入/（2*NA）2

72、What happens to depth of focus as resolution inreases? 當分辨率增加時焦深會發生什么變化 答：焦深減小

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，投影掩膜板上形成圖形的不透明材料是什么 答：最主要的是用于亞微米光刻的投影掩膜版襯底材料是熔融石英。不透明材料是一薄層鉻 第十五章

74、Explain resist selectivity and whether it should be high or low.解釋光刻膠選擇比，要求的比例是高還是低 答：顯影也應具有選擇性，高的顯影選擇性比意味著顯影液與曝光的光刻膠反應得快。

要求比例低

75、Why is a post-develop inspection performed? 為什么要進行顯影后檢查 答：為了查找光刻膠中成形圖形的缺陷，鑒別并除去有缺陷的硅片，用來檢查光刻工藝的好壞，為光學光刻工藝生產人員提供用于糾正的信息

７６光學光刻技術的改進有哪些方面？ 答：1.減小紫外線光源波長； 2.提高光學光刻工具的數值孔徑； 3.化學放大深紫外光刻膠； 4.分辨率提高技術； 5.硅片平坦化； 6.光學光刻設備的先進性。77、List four alternative lithography methods under evaluation for next-generation lithography.列舉下一代光刻技術中4種正在研發的光刻技術 答：1.極紫外光刻技術（EUV）2.離子束投影光刻技術（IPL）3.角度限制投影電子束光刻技術（SCALPEL）4.X射線光刻技術

第十六章 78、What is the goal of etching? 刻蝕的目的是什么 答：目的是為涂膠的硅片上正確地復制掩膜圖形

79、List the three major material categories for dry etch.列出按材料分類的三種主要干法刻蝕 答：金屬刻蝕、介質刻蝕、硅刻蝕

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異性刻蝕剖面，以及在每一種剖面中哪一種是希望的哪一種是不希望的 答：各向同性的刻蝕剖面在所有方向上以相同的刻蝕速率進行刻蝕，這將帶來不希望的線寬損失。各向異性的刻蝕剖面即刻蝕只在垂直于硅片表面的方向進行，只有很少的橫向刻蝕。希望剖蝕面是各向異性的。

81.Is a dry etch profile isotropic, anisotropic or both? What about a wet etch profile? 干法刻蝕的剖面是各同向性，各向異性的還是兩者都有，濕法腐蝕的剖面是怎樣的 答：兩者都有。詳情請見表16.1

82.Does dry etching have good or poor selectivity? 干法刻蝕有高的或低的選擇比 答：干法刻蝕通常不能提供對下一層材料足夠高的刻蝕選擇比

83、List the advantages of dry etch over wet etch.What are the disadvantages of dry etch? 列舉干法刻蝕同濕法刻蝕相比具有的優點，干法刻蝕的不足之處是什么 答：優點：1.刻蝕剖面是各向異性，具有非常好的側壁剖面控制

2.好的CD控制。

3.最小的光刻膠脫落或粘附問題

4.好的片內、片間、批次間的刻蝕均勻性 5.較低的化學制品使用和處理費用。

缺點：對下層材料的差的刻蝕選擇比、等離子體帶來的器件損傷和昂貴的設備

84、一個成功的干法刻蝕要求是哪些方面？List six requirements for successful dry etch.列出在干法刻蝕中發生刻蝕反應的六種方法 答：1.對不需要刻蝕的材料的高選擇比

2.獲得可接受的產能的刻蝕速率 3.好的側壁剖面控制 4.好的片內均勻性 5.低的器件損傷

6.寬的工藝制造窗口

85、What gas chemistries are used for silicon dioxide, aluminum, silicon and photoresist? 二氧化硅，鋁，硅和光刻膠刻蝕分別使用什么化學氣體來實現干法刻蝕 答：刻蝕硅采用的化學氣體為CF4/O2和CL2.刻蝕二氧化硅采用的化學氣體為CHF3.刻蝕鋁采用的化學氣體為CL2和BCL2.刻蝕光刻膠采用的化學氣體為O2.86、Describe the tungsten etchback process.描述平板反應器 答：首先在層間介質二氧化硅中刻出通孔窗口，然后再覆蓋有TiN阻擋層的通孔窗口中淀積W，最后進行干法等離子體反刻刻蝕掉多余的鎢覆蓋層，制作出填滿鎢的通孔。

87、What gas chemistries are usually used for etching polysilicon and why has these chemistries replaced fluorine chemistries? 哪種化學氣體通常用來刻蝕多晶硅，為什么這種化學氣體替代了氟基化學氣體 答：氯氣、溴氣、氯/溴氣

原因：因為氟基氣體的刻蝕是各向同性的并且對光刻膠的選擇比一般，為了避免擊掉下一層的氧化物材料，所以選用轟擊離子能量更低的化學氣體。88.Give three requirements for polysilicon gate etch.列出并闡述刻蝕多晶硅的三個步驟 答：1.對下層柵氧化層具有高的選擇比

2.非常好的均勻性和可重復性。3.高度的各向異性

第十七章

89、列舉用于硅片制造的5種常用摻雜。答：離子注入，熱擴散，硅漿料，絲網印刷，激光

90、離子注入通常在什么工藝之后？ 答：光刻。

91、列舉離子注人優于擴散的7點。答：1.精確控制雜質含量。

2.很好的雜質均勻性。

3.對雜質穿透深度有很好的控制。4.產生單一離子束。5.低溫工藝。

6.注入的離子能穿過薄膜。7.無固溶度極限。

92，離子注入的主要缺點是什么？如何克服？ 答：

1、高能雜質離子轟擊硅原子將對晶體結構產生損傷。（高溫退火進行修復）。

2、注入設備的復雜性。（被注入機對劑量和深度的控制能力及整體工藝的靈活性彌補）。

93、列舉離子注入設備的5個主要子系統。答：1.離子源 2.引出電極和離子分析器 3.加速管 4.掃描系統 5.工藝室

94.描述溝道效應。列舉并簡要解釋控制溝道效應的三種機制。答：當注入離子未與硅原子碰撞減速，而是穿透了晶格間隙時，就發生了溝道效應。

三種機制：

1.傾斜硅片：它把硅片相對于離子束運動方向傾斜一個角度，保證了雜質離子進入硅中很短距離內就會發生碰撞。

2.掩蔽氧化層：注入前在硅片表面生長或淀積一薄層氧化層，并在注入之后去除。注入離子通過這樣一層非晶氧化層后進入硅片，它們的方向將是隨機的，因此可以減小溝道效應。

3.預非晶化：用電不活潑粒子，使單晶硅預非晶化，在注入前進行，用以損壞硅表面一薄層的單晶結構。隨后的離子將注入非晶結構的硅，產生很小的溝道效應。

第十二章

95、列出并討論引入銅金屬化的五大優點。答：1.電阻率的減小。

2.減小了功耗。

3.更高的集成密度。4.良好的抗電遷徙性能。5.更少的工藝步驟 96、什么是阻擋層金肩？阻擋層材料的基本特性是什么？哪種金屬常被用做阻擋層金屬? 答：阻擋金屬層是淀積金屬或金屬塞，用以阻止上下的材料互相混合。

特性：1.有很好的阻擋擴散特性，結果分界面兩邊材料的擴散率在燒結溫度時很低。2.高電導率具有很低的歐姆接觸電阻。3.在半導體和金屬之間有很好的附著。

4.抗電遷徙。

5.在很薄并且高溫下具有很好的穩定性。6.抗侵蝕和氧化。

鈦（Ti）、鎢（W）、鉭（Ta）、鉬（Mo）、鈷（Co）、鉑（Pt）、鈦鎢（TiW）、氮化鈦（TiN）。

97、為濺射做一個簡短的解釋，并描述它的工作方式？濺射適合于合金淀積嗎？濺射淀積的優點是什么？ 答：濺射是物理氣相淀積形式之一，是一種薄膜淀積技術。

工作方式：在濺射過程中，高能粒子撞擊具有高純度的靶材料固體平板，按物理過程撞 擊出原子。這些被撞擊出的原子穿過真空，最后淀積在硅片上。

優點：1.具有淀積并保持復雜合金原組分的能力。

2.能夠淀積高溫熔化和難溶金屬。

3.能夠在直徑為200毫米或更大的硅片上控制淀積均勻薄膜。

4.具有多腔集成設備，能夠在淀積金屬前清除硅片表面沾污和本身的氧化層。98、縮寫中文含義： APCVD：常壓化學氣相淀積 HDPCVD：高密度等離子體化學氣相淀積 LPCVD：低壓化學氣相淀積 PECVD：等離子體增強化學氣相淀積 PVD：物理氣相淀積 BJT：雙極型晶體管

CD：關鍵尺寸 CMOS：互補金屬氧化物半導體 CMP：化學機械平坦化 MIC：可動離子玷污 ILD：層間介質 MBE：分子束外延

SOI:絕緣體上硅 DUV：深紫外光 MOCVD：金屬有機化學氣相淀積 BSG：硼硅玻璃 PSG：磷硅玻璃 BPSGRTP：快速熱處理器 RTAIC：集成電路 LOCOSSTI:淺溝槽隔離 LIVLSI：超大規模集成電路 CAFIB：聚焦離子束 ARCASIC：專用集成電路 RIEFIB：聚焦離子束 EUVLDD：輕摻雜漏

：硼磷硅玻璃 ：快速熱退火

：硅局部氧化隔離法 ：局部互連

：化學放大（膠）：抗反射涂層 ：反應離子刻蝕 ：極紫外線

第四篇：數控加工工藝一人總結

為期一周的課程設計即將結束了。在這七天的學習中，我學到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，獲益匪淺。

我們這次所做的課程設計是由六個可選的大題目中選出的一個，該零件屬于軸類零件，由圓柱面、順逆圓弧面和螺紋等幾部分組成，是數控加工可選擇的內容。在數控加工工藝課程設計指導書對加工內容的選擇做了要求，其中適宜內容為：普通機床無法加工的內容宜作為優選內容；普通機床難加工、質量難以保證的內容作為重點選擇內容；普通機床加工效率低、工人勞動強度大，在數控機床還有加工能力充裕時進行選擇。我們小組針對適宜內容中所說的一二兩條，再根據自身的情況選擇了第一個零件圖來進行課程設計。

因為我們小組所選擇的第一個圖形未做特殊的表面粗糙度要求，而一般零件取表面精度為七級精度，所以我們決定使用中等精度數控CAK6140機床即可保證零件的加工要求。毛壞的選擇也很重要，零件村料的工藝特性和力學性能大致決定了毛坯的種類。零件的結構形狀與外形尺寸也是重要因素。大型且結構簡單的零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；軸類零件的毛坯，若臺階直徑相差不大，可用棒料；若各臺階尺寸相差較大，則宜選擇鍛件。但是根據我們現在的實際情況是做課程設計及現在的我們自身所具備的條件（因

為能否上數控機車實驗尚未可知），且為符合加工要求，毛坯熱扎45#鋼是最好的選擇。數控加工前先在普床上完成外圓的準備加工：先使之獲得的外圓。接下來就是確定基準與夾具了。因為數控加工對所選用的夾具有兩個基本要求：一是保證其主要定位方向與機床的坐標方向相對固定；二是要便于協調零件與坐標系的尺寸對應關系。工件的裝卸也要快速、方便、可靠，這幾點跟普通車床也是基本一樣的，不過數控車床是為了減少停機時間。所以我們加工這個輪盤類外輪廓時，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需設一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統的剛性。

由于數控機床具有孔加工固定循環功能，使得孔加工動作比較容易實現。因此，確定孔加工路線時重點要考慮孔定位的問題。確定進給路線的原則是，應能保證零件的加工精主和表面粗糙度要求，應使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，還應充分考慮所確定的工步順序，安排進給路線。零件加工路線原則是由粗到精,由內到外，基面先行的加工原則。在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結合本零件的結構特征，可先加工內孔各表面，然后加工外輪廓。而CAK6140車床具有粗車循環及螺紋循環的自動加工功能，加工時能按程序去自動完成循環。

在編寫程序中一些基本的指令代碼是不可或缺的。數控程序所用的代碼，主要有準備功能G代碼、輔助功能代碼、進給功能F代碼、主軸速度功能S代碼和刀具功能T代碼。因為本次選來做課程設計的這個零件在數控機床上加工是分兩次裝夾的，所以程序的編寫在兩端時也是不一樣的，不是用單純的循環指令。

在本次設計中，個人認為在數控工藝設計的過程中，對工藝措施的選擇與加工路線制定還是比較成功的，但還存在的未解決的問題:，如設計進度與質量不能達到較好的水平、設計方法不是很如人意、沒有一個學習這門課很系統的人來指導。

這次課程設計讓我們對以往學習過的知識進行了再學習和鞏固。其中涉及到多門專業課。如《機械制造》、《數控工藝》、《數控編程》等。通過這次課程設計我們真正學會了自主學習，獨立完成作業，如何學會與自己的團隊做好協調。因為課程設計具有實踐性、綜合性、探索性、應用性等特點。本次選題的目的是數控專業教學體系中構成數控技術專業知識及專業技能的重要組成部分，是運用數控機床實際操 作的一次綜合練習。隨著課程設計的逐漸完成，使我對《數控加工工藝與裝備》這門課程以及對數控加工技術都有了更深入的理解和掌握。在這段時間里，我們這個小組，就是新

建的團隊，每個人都是一樣，盡著自己最大的努力學習，來學習和創新。為了解決技術上的問題，我也不斷地去翻閱所學的專業書籍和各種相關的資料。這使我真正體會到了很多，也感受到了很多，當然更重要的是學習到了以前書本上沒學到的知識。

通過這次課程設計,我覺得自己要對刀具的切削用量等方面的計算多下功夫學習,這些方面的知識對我們以前從事的專業工作都有很大用處。這次課程設計讓我們在設計工藝規程和編寫加工程序的時候大腦中形成了一種可以快速反應的模式，我想這也是一種收獲，是在對我們一周在課設上所花時間的回報。因為這種模式將讓我更好地學習以后的課程，將其他專業課程系統的組合在一起。

在這次課程設計中，對加工程序的編寫是最讓人感到棘手的，因為對數控加工程序指令不是很熟悉，在編寫上也費了不少的功夫，雖然編寫程序這一塊占用了整個時間的相當一部分，但我依然感到欣慰，因為現在的我已經基本上掌握了基本程序的編寫，而且對一些特殊指令也可以應用到實例中了。我想如要加快編程速度，除了對各編程指令的熟練掌握之外，還需要我們掌握零件工藝方面的知識。對于夾具的選擇、切削參數的設定我們必須要十分清楚。在以后的上機操作時，我們只有不斷地練習各個功能指令的作用，才能在編程時得心應手。

這次數控加工工藝課程設計的指導書是由我們的工藝老師，是由我們數控原理劉老師執筆的，無疑指導書在我們這次設計中起了很大的作用，它指導我們按什么的步驟去完成這個設計。其實在對指導書的閱讀過程中也是一種學習，一些關于加工工藝上的問題和所要注意的事項，使我們大家在做課程設計時思路更加清晰，不會走太多彎路。

通過這次課程設計，我的第一感受就是團隊精神的重要性。當第一天開始課程設計要分組的時候，老師就給我們大家心里埋下了一股高昂的基調。在這讓人覺得枯燥又充實的幾天中，我們大家都按照自己所分工所要做的事性在埋頭苦干，給人的感覺好像將面臨考試時候，讓人心潮澎湃，激情更加高漲。

寫完這篇總結后，我知道了在制造工件時我們需要注意的東西非常多，制作一個工件要到圖紙上的要求時，我們必須在從拿到圖紙時就注意制作工件時的各個部分，例如圖紙的分析，毛坯的選擇，程序的編制，切削速度的設定，切削量的給定……而且我知道了要注意一個工件的工藝必須有清晰的思路，必須從頭到尾都考慮到。以往做一件事情的時候，個人可能都會有精神分散的情況，而當一個人真正面對一件難做而又不得不做的事情時，覺得拿下它就是一種勝利，這是對自己的一種最起碼的要求，精神集中也是對你在做的一件事情負責，對自己負責。這是我們在以后的工作中，應該具備的一種本質，現在學會或者說是養成是非常有必要的。不管怎么說，這次課設是帶給了我很大的收獲的，在即將臨近畢業的時候，我想我會繼續以高昴的心態去面對將要走上的社會中的工作崗位帶給我的無限挑戰。

第五篇：01材料加工工藝

《材料加工工藝》課程教學大綱

一、課程基本信息

課程編號：13106106

課程類別：專業核心課程

適應專業：材料科學與工程

總學時：64

總學分:3

課程簡介：本門課程是材料加工工程學科的主要專業技術基礎課，是研究金屬和非金屬工程材料成形工藝的技術基礎課。尤其在培養學生的工程意識、創新思想、運用規范的工程語言和解決工程實際問題的能力方面，具有其他課程不能替代的重要作用。

授課教材：《材料成形工藝基礎》，翟封祥 尹志華編，哈爾濱工業大學出版社，2002年。參考書目：

[1]《材料成形技術基礎》，陳金德 邢建東編，機械工業出版社，2000年。

[2]《工程材料與材料成形工藝》，王紀安主編，高等教育出版社，2000年。

二、課程教育目標

通過教學使學生掌握金屬液態成形加工工藝，包括液態成形理論基礎、了解常用鑄造合金、掌握成形方法及其發展、工藝設計；了解金屬的塑性成形加工工藝，自由鍛與胎模鍛、掌握模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓和了解金屬塑性成形新技術；掌握非金屬材料的成形加工工藝，工程塑料及橡膠成形工藝與工程陶瓷及復合材料的成形工藝；了解熱噴涂與氣相沉積技術；了解材料成形方法的選擇，掌握工程材料的選擇與材料成形方法的選擇。

三、教學內容與要求

1．金屬液態成形加工工藝

教學重點：液態成形理論基礎.教學難點：液態成形理論基礎；鑄件結構與工藝設計.教學時數：20學時

教學內容：包括液態成形理論基礎、常用鑄造合金、成形方法及其發展、工藝設計。教學方式：課堂講授

教學要求：（1）掌握金屬液態成形加工工藝，包括液態成形理論基礎；

（2）了解常用鑄造合金；

（3）掌握成形方法及其發展、工藝設計。

2.金屬的塑性成形加工工藝

教學重點：金屬塑性變形的實質；金屬塑性變形后的組織和性能.教學難點：金屬塑性變形的實質；金屬塑性變形后的組織和性能；板料沖壓.教學時數：20學時

教學內容：自由鍛與胎模鍛、模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓和金屬塑性成形新技術。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）了解金屬的塑性成形加工工藝，自由鍛與胎模鍛；

（2）掌握模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓；

（3）了解金屬塑性成形新技術

3.非金屬材料的成形加工工藝

教學重點：工程塑料及橡膠成形工藝；工程陶瓷及復合材料的成形工藝.教學難點：工程塑料及橡膠成形工藝；工程陶瓷及復合材料的成形工藝.教學時數：14學時

教學內容：工程塑料及橡膠成形工藝與工程陶瓷及復合材料的成形工藝。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）掌握工程塑料及橡膠成形工藝；

（2）掌握工程陶瓷及復合材料的成形工藝。

4.熱噴涂與氣相沉積技術

教學重點：熱噴涂技術、氣相沉積技術.教學難點：熱噴涂技術、氣相沉積技術.教學時數：4學時

教學內容：熱噴涂技術、氣相沉積技術。

教學方式：課堂講授

教學要求：了解熱噴涂與氣相沉積技術。

5.材料成形方法的選擇

教學重點：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇.教學難點：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇.教學時數：6學時

教學內容：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）了解材料成形方法的選擇；

（2）掌握工程材料的選擇與材料成形方法的選擇.四、作業

該課程原則上每次課都布置作業，除了教材中的習題，也可以補充一些典型習題。

五、考核方式與成績評定

考核方式：考試

成績評定：總評成績＝平時成績（30%）+期末考試（70%），其中平時成績是平時作業與出勤情況，視具體情況而定。

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2013年8月