微電子器件物理第九章測試題

問題：

1．例舉出芯片廠中6個不同的生產區域並對每一個生產區域做簡單描述。（20分）

2．離子注入前一般需要先生長氧化層，其目的是什麼？（10分）

3．離子注入後爲什麼要進行退火？（10分）

4．光刻和刻蝕的目的是什麼？（20分）

5．爲什麼要採用LDD工藝？它是如何減小溝道漏電流的？（10分）

6．爲什麼晶體管柵結構的形成是非常關鍵的工藝？更小的柵長會引發什麼問題？（10分）

7、描述金屬複合層中用到的材料？(10分)

8、STI隔離技術中，爲什麼採用幹法離子刻蝕形成槽？(10分)

答案：

1.答：芯片廠中通常分爲擴散區、光刻區、刻蝕區、離子注入區、薄膜生長區和拋光區6個生產區域：

① 擴散區是進行高溫工藝及薄膜積澱的區域，主要設備是高溫爐和溼法清洗設備；

②光刻區是芯片製造的心臟區域，使用黃色熒光管照明，目的是將電路圖形轉移到覆蓋於硅片表面的光刻膠上；

③刻蝕工藝是在硅片上沒有光刻膠保護的地方留下永久的圖形；

④離子注入是用高壓和磁場來控制和加速帶着要摻雜的雜質的氣體；高能雜質離子穿透塗膠硅片的表面，形成目標硅片；

⑤薄膜生長主要負責生產各個步驟中的介質層與金屬層的澱積。

⑥拋光，即CMP（化學機械平坦化）工藝的目的是使硅片表面平坦化

2.答：氧化層保護表面免污染，免注入損傷，控制注入溫度

3.推進，激活雜質，修復損傷。

4.光刻的'目的是將電路圖形轉移到覆蓋於硅片表面的光刻膠上，而刻蝕的目的是在硅片上無光刻膠保護的地方留下永久的圖形。即將圖形轉移到硅片表面

5.溝道長度的縮短增加了源漏穿通的可能性，將引起不需要的漏電流，所以需要採用LDD工藝。輕摻雜漏注入使砷和BF2這些較大質量的摻雜材料使硅片的上表面成爲非晶態。大質量材料和表面非晶態的結合有助於維持淺結，從而減少源漏間的溝道漏電流效應

6.因爲它包括了最薄的柵氧化層的熱生長以及多晶硅柵的刻印和刻蝕，而後者是整個集成電路工藝中物理尺度最小的結構。多晶硅柵的寬度通常是整個硅片上最關鍵的CD線寬。隨着柵的寬度不斷減少，柵結構（源漏間的硅區域）下的溝道長度也不斷減少。晶體管中溝道長度的減少增加了源漏間電荷穿通的可能性，並引起了不希望的溝道漏電流。

7.

（1）澱積Ti，使鎢塞和下一層金屬良好鍵合，層間介質良好鍵合；

（2）Al,Au合金，加入銅抗電遷移

（3）TiN作爲下一次光刻的抗反射層

8.採用幹法刻蝕，是爲了保證深寬比