半导体基础工艺试卷及答案.pdf

杭州电子科技大学研究生考试卷（B卷）

《半导体工艺与技

考试课程考试日期年月日成绩

术》

学院电子信息学院学号姓名

1、什么是CMOS器件闩锁效应？描述三种制止闩锁效应制造技术。（12分）

2、为什么要用区熔法生长硅晶体？比较FZ和CZ优缺陷。（10分）

3、什么是LOCOS和STI？为什么在高档IC工艺中，STI取代了LOCOS？（12分）

4、描述双大马士革铜布线（图示）。（12分）

5、列举光刻工艺流程。（12分）

6、列出并阐述刻蚀多晶硅三个环节。（10分）

7、列举离子注入和扩散优缺陷。（10分）

8、什么是CMP？列举CMP优缺陷。（10分）

9、列举并阐述三种以上将来32nmCMOS制造新工艺？（12分）

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1、什么是CMOS器件闩锁效应？描述三种制止闩锁效应制造技术。（12分）

答：闩锁效应就是指CMOS器件所固有寄生双极晶体管（又称寄生可控硅，简称SCR）被触发

导通，在电源和地之间形成低阻抗大电流通路，导致器件无法正常工作，甚至烧毁器件现象。

这种寄生双极晶体管存在CMOS器件内各个某些，涉及输入端、输出端、内部反相器等。当外

来干扰噪声使某个寄生晶体管被触发导通时，就也许诱发闩锁，这种外来干扰噪声经常是随

机，如电源浪涌脉冲、静电放电、辐射等。闩锁效应往往发生在芯片中某一局部区域，有两种

状况：一种是闩锁只发生在外围与输入、输出关于地方，另一种是闩锁也许发生在芯片任何地

方，在使用中前一种状况遇到较多。

2、为什么要用区熔法生长硅晶体？比较FZ和CZ优缺陷。（10分）

答：（1）因素：由于区熔法可以得到低至1011cm-1载流子浓度。区熔生长技术基本特点是样

品熔化某些是完全由固体某些支撑，不需要坩埚。柱状高纯多晶材料固定于卡盘，一种金属线

圈沿多晶长度方向缓慢移动并通过柱状多晶，在金属线圈中通过高功率射频电流，射频功率技

法电磁场将在多晶柱中引起涡流，产生焦耳热，通过调节线圈功率，可以使得多晶柱紧邻线圈

某些熔化，线圈移过后，熔料在结晶为为单晶。另一种使晶柱局部熔化办法是使用聚焦电子

束。整个区熔生长装置可置于真空系统中，或者有保护氛围封闭腔室内

（2）CZ和FZ区别：CZ是直拉法，就是一方面把多晶硅置于坩埚内加热熔化，然后采用小结

晶“种子”——籽晶，再慢慢向上提高、结晶，获得大单晶锭。

（3）CZ和FZ优缺陷比较：FZ是水平区域熔化生长法，就是水平放置、采用感应线圈加热、

并进行晶体生长技术。直拉法在Si单晶制备中更为惯用，占75％以上。直拉法制备Si单晶长

处是：1）成本低；2）能制备更大圆片尺寸，6英吋（150mm）及以上Si单晶制备均采用直拉

法，当前直拉法已制备出400mm（16英吋）商用Si单晶；3）制备过程中剩余原材料可重复使

用；4）直拉法制备Si单晶位错密度低，0～104cm-2。直拉法制备Si单晶重要缺陷是，由于使

用坩埚，Si单晶纯度不如区熔法。区熔法制备Si单晶重要长处是，由于不使用坩锅，可制备

高纯度硅单晶，电阻率高达Ω-mm，因而区熔法制备Si单晶重要用于功率器件及电路。区熔法

制备Si单晶缺陷是：1）成本高；

3、什么是LOCOS和STI？为什么在高档IC工艺中，STI取代了LOCOS？（12分）

答：（1）LOCOS：即“硅局部氧化”技术（LocalOxidationofSilicon）CMOS工艺最惯用隔

离技术就是LOCOS（硅选取氧化）工艺，它以氮化硅为掩膜实现了硅选取氧化，在这种工艺

中，除了形成有源晶体管区域以外，在其他所有重掺杂硅区上均生长一层厚氧化层，称为隔离

或场氧化层。-常规LOCOS工艺由于有源区方向场氧侵蚀（SiN边沿形成类似鸟嘴构造，称为

“鸟喙效应”birdbeak)和场注入横向扩散，使LOCOS工艺受到很大限制。

STI：浅沟槽隔离(STI)是用于