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电子科技大学成都学院二零一零至二零一一学年第二学期集成电路工艺原理课程考试题A卷（120分钟）一张A4纸开卷教师：邓小川一二三四五六七八九十总分评卷教师1、名词解释：(7分)答：Moorelaw：芯片上所集成的晶体管的数目，每隔18个月翻一番。特征尺寸：集成电路中半导体器件能够加工的最小尺寸。Fabless：IC设计公司，只设计不生产。SOI：绝缘体上硅。RTA：快速热退火。微电子：微型电子电路。IDM：集成器件制造商。Chipless：既不生产也不设计芯片，设计IP内核，授权给半导体公司使用。LOCOS：局部氧化工艺。STI：浅槽隔离工艺。2、现在国际上批量生产IC所用的最小线宽大致是多少，是何家企业生产？请举出三个以上在这种工艺中所采用的新技术（与亚微米工艺相比）？(7分)答：国际上批量生产IC所用的最小线宽是Intel公司的32nm。在这种工艺中所采用的新技术有：铜互联；Low-K材料；金属栅；High-K材料；应变硅技术。3、集成电路制造工艺中，主要有哪两种隔离工艺？目前的主流深亚微米隔离工艺是哪种器件隔离工艺，为什么？(7分)答：集成电路制造工艺中，主要有局部氧化工艺－LOCOS；浅槽隔离技术－STI两种隔离工艺。主流深亚微米隔离工艺是：STI。STI与LOCOS工艺相比，具有以下优点：更有效的器件隔离；显著减小器件表面积；超强的闩锁保护能力；对沟道无侵蚀；与CMP兼容。4、在集成电路制造工艺中，轻掺杂漏（LDD）注入工艺是如何减少结和沟道区间的电场，从而防止热载流子的产生？(7分)答：如果没有LDD形成，在晶体管正常工作时会在结和沟道区之间形成高3、管路敷设技术通过管线敷设技术，不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置.保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。4、电气课件中调试技术对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。5、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。电场，电子在从源区向漏区移动的过程中，将受此电场加速成高能电子，它碰撞产生电子空穴对，热电子从电场获得能量，造成电性能上的问题，如被栅氧化层陷阱俘获，影响器件阈值电压控制。LDD注入在沟道边缘的界面区域产生复杂的横向和纵向杂质剖面。LDD降低的杂质浓度减小了结和沟道区间的电场，把结中的最大电场位置与沟道中的最大电流路径分离，从而防止热载流子产生。5、解释为什么目前CMOS工艺中常采用多晶硅栅工艺，而不采用铝栅工艺？(7分)答：目前CMOS工艺中常采用多晶硅栅工艺，而不采用铝栅工艺的原因是：①采用自对准方式，减小了晶体管的尺寸和栅电极与源、漏电极间的交叠电容，从而提高器件的集成度与工作速度。②多晶硅可以高温氧化，对多层布线非常有利。③阈值电压低（取决于硅与二氧化硅的功函数差）。④有利于采用等比例缩小法则。⑤耐击穿时间长。6、什么是离子注入时的沟道效应？列举出三种控制沟道效应的方法？(7分)答：沟道效应：单晶硅原子为长程有序排列，当注入离子未与硅原子碰撞减速，而是穿透了晶格间隙时，就发生了沟道效应，使预期的设计范围（如掺杂深度和浓度）大大扩展。方法：1、倾斜硅片；2、掩蔽氧化层；3、预非晶化。7、在半导体制造技术中，高k介质和低k介质各自应用在什么地方，为什么？(7分)答：低k材料用于层间介质，因为低k介质减小电容，从而减小RC信号延迟，提高器件工作频率。高k介质用在替代栅氧化层，提高栅氧厚度，抑制栅极隧穿漏电流；还可应用于DRAM存储器，提高存储电荷（或能量）密度，简化栅介质结构。8、阐述铜金属化面临的三大问题，如何解决这些问题？(7分)答：铜金属化面临的三大问题：①扩散到氧化区和有源区；②刻蚀困难（干法刻蚀难以形成挥发性物质），铜不容易形成图形；③铜在较低温度下(200℃)极易氧化，且不能生成保护层来阻止进一步的氧化。解决办法：①双大马士革中采用CMP，无需刻蚀铜；②钨填充用作局部互联金属和第一层金属与有源区的接触，避免铜刻蚀和铜“中毒”。9、Si3N4材料在半导体工艺中能否用作层间介质，为什么？请举两例说明Si3N4在集成电路工艺中的应用。(7分)3、管路敷设技术通过管线敷设技术，不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置.保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。4、电气课件中调试技术对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。5、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。答：Si3N4材料在半导体工艺中不能用作层间介质，因为Si3N4材料的介电常数大，用作层间介质会引起很严重的互连延迟。Si3N4在集成电路工艺中的应用：①芯片最终的钝化层；②STI工艺中的CMP的阻止层。10、化学机械平坦化的工作机理是什么？与传统平坦化方法相比，它有哪些优点？(7分)答：化学机械平坦化（CMP）工作机理：表面材料与磨料发生反应，生成容易去除的表面层；同时表面层通过磨料中的研磨剂和研磨压力与抛光垫的相对运动而机械磨去。与传统平坦化方法相比，CMP优点：全局平坦化；平坦化不同的材料；平坦化多层材料；减小严重表面起伏；制作金属图形的方法之一；改善台阶覆盖；不使用危险气体；减薄表面材料去除表面缺陷。11、MOS器件中常使用什么晶面方向的硅片，双极型器件呢？请分别给出原因。(7分)答：MOS器件：100Si/SiO2界面态密度低；双极器件：111的原子密度大，生长速度快，成本低。12、采用提拉法（CZ法，切克劳斯基法）和区熔法制备的硅片，哪种方法质量更高，为什么？那么目前8英寸以上的硅片，经常选择哪种方式制备，为什么？(7分)答：区熔法制备的硅片质量更高，因为含氧量低。8英吋以上的硅片，选择CZ法制备，晶圆直径大。13、为什么硅片热氧化结束时通常还要进行氢气或氢－氮混合气体退火？(7分)答：距Si/SiO2界面2nm以内的Si的不完全氧化是带正电的固定氧化物电荷区；对于器件的正常工作，界面处的电荷堆积是不受欢迎的；通过在氢气或氢一氮混合气中低温450℃退火，可以减少这种不可接受的电荷。14、比较投影掩模版和光学掩模版有何异同？说明采用什么技术形成投影掩模版上的图形？(7分)答：投影掩膜版：图形可能仅包含一个管芯，也可能是几个。容易形成亚3、管路敷设技术通过管线敷设技术，不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置.保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。4、电气课件中调试技术对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。5、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料