微电子工艺复习重点ccy

2008级《微电子工艺》复习提纲

一、衬底制备

1. 硅单晶的制备方法。

直拉法 悬浮区熔法

1. 硅外延多晶与单晶生长条件。

任意特定淀积温度下，存在最大淀积率，超过最大淀积率生成多晶薄膜，低于最大淀积率，生成单晶外延层。

三、薄膜制备1-氧化

1. 干法氧化，湿法氧化和水汽氧化三种方式的优缺点。

干法氧化：干燥纯净氧气

湿法氧化：既有纯净水蒸汽有又纯净氧气 水汽氧化：纯净水蒸汽

速度 均匀重复性 结构 掩蔽性 干氧 慢 好 致密 好

湿氧 快 较好 中 基本满足 水汽 最快 差 疏松 差 2. 理解氧化厚度的表达式和曲线图。

二氧化硅生长的快慢由氧化剂在二氧化硅中的扩散速度以及与硅反应速度中较慢的一个因素决定；当氧化时间很长时，抛物线规律，当氧化时间很短时，线性规律。 3. 温度、气体分压、晶向、掺杂情况对氧化速率的影响。

温度：指数关系，温度越高，氧化速率越快。

气体分压：线性关系，氧化剂分压升高，氧化速率加快 晶向：（111）面键密度大于（100）面，氧化速率高；高温忽略。 掺杂：掺杂浓度高的氧化速率快；

4. 理解采用干法热氧化和掺氯措施提高栅氧层质量这个工艺。

掺氯改善二氧化硅特性，提高氧化质量。干法氧化中掺氯使氧化速率可提高1%-5%。

四、薄膜制备2-化学气相淀积CVD

1. 三种常用的化学气相淀积方式，在台阶覆盖能力，呈膜质量等各方面的优缺点。 常压化学气相淀积APCVD：操作简单 淀积速率快，台阶覆盖性和均匀性差

低压化学气相淀积LPCVD：台阶覆盖性和均匀性好，对反应式结构要求不高，速率相对

低，工作温度相对高，有气缺现象

PECVD：温度低，速率高，覆盖性和均匀性好，主要方式。

2. 本征SiO2，磷硅玻璃PSG，硼磷硅玻璃BPSG的特性和在集成电路中的应用。

USG：台阶覆盖好，黏附性好，击穿电压高，均匀致密；介质层，掩模(扩散和注入)，

钝化层，绝缘层。

PSG：台阶覆盖更好，吸湿性强，吸收碱性离子

BPSG：吸湿性强，吸收碱性离子，金属互联层还有用（具体再查书）。 3. 热生长SiO2和CVD淀积SiO2膜的区别。 热生长：氧来自气态，硅来自衬底，质量好

CVD淀积：低温 高生长率，氧和硅源均来自气态

五、薄膜制备3-物理气相淀积PVD

1. 溅射的不同的种类。溅射与真空蒸发的比较。

直流溅射 射频溅射 磁控溅射； 真空蒸发，淀积速率快

溅射，淀积化学成分容易控制，附着性好

1. 理解离子注入的优势在于：注入离子剂量和注入能量分别控制掺杂浓度和形成的结深。 2. 离子注入过程中可能出现的沟道效应及解决办法。

离子注入方向平行于一晶向方向，能量损失小，注入深度大，形成沟道效应 覆盖一层非晶体表面层

硅晶片倾斜，典型倾斜角度为7度 在硅晶片表面制造一损伤的表层

7 对离子注入工艺引入的损伤进行处理，杂质激活所采用的退火工艺。掌握普通热退火和

快速热退火的区别。

普通热退火：15—30min 退火时间长 清楚缺陷不完全 杂质激活率不高 扩散效应增强 快速热退火：时间短 先熔化再结晶 杂质来不及扩散 8 理解硼（B）和磷（P）的退火特性。

书P108

B：分成三个区域，第二个区域500-600度时，B原子迁移或被结合到缺陷团中，电激活比例下降，600度附近达到最低值。

P：无定形既非晶层存在一激活率稳定的温度区域，非无定形则始终随温度变化

七、光刻与刻蚀

1. 现代光刻工艺的基本步骤。

涂胶 前烘 曝光 显影 坚膜 刻蚀 去胶 2. 正胶和负胶的区别。

正胶：感光的区域在显影后溶解掉，没有感光的区域不溶解，形成正影像，分辨率高 负胶：没有感光的区域在显影后溶解掉，形成负影像，分辨率低 3. 理解光刻的分辨率和特征尺寸的概念。

分辨率R：表示每mm内能刻蚀出可分辨的最多线条数 特征尺寸：光刻工艺中可达到的最小光刻图形尺寸 4. 湿法腐蚀与干法刻蚀各自的特点。

湿法腐蚀：操作简单产量大，各向同性，需要控制腐蚀溶液浓度，时间，温度，搅拌方法等，适用于3um以上，危险性大

干法刻蚀：分为等离子刻蚀（选择性好）和溅射刻蚀（各向异性） 5. 干法刻蚀通常将离子刻蚀和溅射刻蚀结合，保证刻蚀的各向异性和选择性。常用的干法

刻蚀系统：RIE，ICP，ECR等。 RIE：反应离子刻蚀

ICP ECR：高密度等离子体刻蚀（不知道这俩的区分）

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四.名词解释

1）active component 有源器件 ： 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，晶体管 2）anneal 退火 ：

4）CD 关键尺寸 : 芯片上的物理尺寸特征被称为特征尺寸，硅片上的最小特征尺寸就是关键尺寸CD。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上制造某种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，因此更容易生产。 5）CMP 化学机械平坦化 ： CMP：通过比去除低处图形更快的速率去除高处图形以获得均匀表面，是一种化学和机械作用结合的平坦化过程。 6）deposition 淀积 ：

7）diffusion 扩散 ： 扩散是由粒子浓度较高的地方向着浓度较低地方进行，从而使得粒子的分布逐渐趋于均匀；浓度的差别越大，扩散越快；温度越高，扩散也越快。

8）plasma enhanced CVD(PECVD) 等离子体增强CVD ： 等离子体增强CVD过程使用等离子体能量来产生并维持CVD反应。膜厚均匀性好，产量高，成本低，因淀积温度低，可用于器件表面钝化

2.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）(P409) 选择比指在同一刻蚀条件下一种材料与另一种材料相比刻蚀速率快多少。它定义为刻蚀材料的刻蚀速率与另一种材料的刻蚀速率的比。SR=Ef/Er Ef=被刻蚀材料的刻蚀速率 Er=掩蔽层材料的刻蚀速率 干法刻蚀选择比低

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（刻蚀到恰当的深度时停止）并且保护的光刻胶也未被刻蚀。

单晶硅的制备方法：直拉法(Czochralski，CZ法)和悬浮区熔法(Float-Zone，FZ) 直拉法拉制较大直径的单晶，但氧碳含量高，悬浮区熔法拉制直径小，但纯度高。

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