硅集成电路工艺复习提纲
硅集成电路复习提纲(最终版)
集成电路工艺基础复习绪论1、Moore law：芯片上所集成的晶体管的数目，每隔18个月翻一番。
2、特征尺寸：集成电路中半导体器件能够加工的最小尺寸。
3、提拉法（CZ法，切克劳斯基法）和区熔法制备硅片：答：区熔法制备的硅片质量更高，因为含氧量低。
目前8英寸以上的硅片，经常选择选择CZ法制备，因为晶圆直径大。
4、MOS器件中常使用什么晶面方向的硅片，双极型器件呢？答：MOS器件：<100> Si/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。
氧化1、sio2的特性二氧化硅对硅的粘附性好，化学性质比较稳定，绝缘性好2、sio2的结构，分为结晶形与不定形二氧化硅3、什么是桥键氧和非桥键氧连接两个Si-o四面体的氧称为桥键氧；只与一个硅连接的氧称为非桥键氧。
4、在无定形的sio2中，si、o那个运动能力强，为什么？氧的运动同硅相比更容易些；因为硅要运动就必须打破四个si-o键，但对氧来说，只需打破两个si-o键，对非桥键氧只需打破一个si-o键。
5、热氧化法生长sio2过程中，氧化生长的方向是什么？在热氧化法制备sio2的过程中，是氧或水汽等氧化剂穿过sio2层，到达si-sio2界面，与硅反应生成sio2，而不是硅向sio2外表面运动，在表面与氧化剂反应生成sio26、Sio2只与什么酸、碱发生反应？只与氢氟酸、强碱溶液发生反应7、杂质在sio2中的存在形式，分别给与描述解释，各自对sio2网络的影响能替代si-o四面体中心的硅，并能与氧形成网络的杂志，称为网络形成者；存在于sio2网络间隙中的杂志称为网络改变者。
8、水汽对sio2网络的影响水汽能以分子态形式进入sio2网络中，并能和桥键氧反应生成非桥键氢氧基，本反应减少了网络中桥键氧的数目，网络强度减弱和疏松，使杂志的扩散能力增强。
9、为什么选用sio2作为掩蔽的原因，是否可以作为任何杂质的掩蔽材料为什么？10、制备sio2有哪几种方法？热分解淀积法，溅射法，真空蒸发法，阳极氧化法，化学气相淀积法，热氧化法等。
硅集成电路专业考试基础知识
1.常用的半导体材料为何选择硅（1）硅的丰裕度。
消耗更低的成本；（2）更高的熔化温度允许更宽的工艺容限。
硅1412℃>锗937℃（3）更宽的工作温度。
增加了半导体的应用围和可靠性；（4）氧化硅的自然生成，高质量、稳定的电绝缘材料si,金刚石110面（线）密度最大，111面（线）密度最小2.缺陷：原生缺陷（生长过程）、有害杂质（加工过程）（1）点缺陷：自间隙原子、空位、肖特基缺陷（原原子跑到表面）、弗伦克尔缺陷（原原子进入间隙）、外来原子（替位式、间隙式）（2）线缺陷：位错（刃位错（位错线垂直滑移方向）、螺位错（位错线平行滑移方向）、扩展位错（T增大，位错迁移））（3）面缺陷：层错（分界面上的缺陷，与原子密堆积结构次序错乱有关）（4）体缺陷：杂质沉积析出（5）有害杂质：1）杂质条纹：电活性杂质的条纹状缺陷，造成晶体电阻率的微区不均匀性2）有害杂质(三类)：非金属、金属和重金属非金属：O,C重金属：铁、铜（引入复合中心，减小载流子寿命；易在位错处沉积）金属:Na,K（引入浅能级中心，参与导电；Al引入对N型材料掺杂起补偿作用）3.对衬底材料要求：通过单晶生长过程中的质量控制和后续处理来提高单晶的质量,使之趋于完美。
减少单晶材料缺陷和有害杂质的后续处理方法通常采用吸除技术。
吸除技术主要有物理吸除、溶解度增强吸除和化学吸除。
1）物理：本征，背面损伤，应力，扩散2）溶解度增强：T增加，固溶度增加，杂质运动能力增加，难以沉积3）化学：含氮气体与硅表金属杂质反应，产生挥发性产物缺陷要求，参数均匀性要求，晶片平整度要求4.将籽晶与多晶棒紧粘在一起,利用分段熔融多晶棒,在熔区由籽晶移向多晶另一端的过程中,使多晶转变成单晶体。
1)水平区熔法（布里吉曼法）---GaAs单晶2)悬浮区熔法(FZ)可制备硅、锗、砷化镓等多种半导体单晶材料5.单晶整形：单晶棒存在细径、放肩部分和尾部。
从晶片等径和电阻率均匀性要求出发,必须去掉这些部分,保留等颈部分。
硅集成电路工艺基础复习
硅集成电路工艺基础绪论：单项工艺的分类：1、图形转换：光刻、刻蚀2、掺杂：扩散、离子注入3、制膜：氧化、化学气相淀积、物理气相淀积第2章 氧化SiO 2的作用：1、在MOS 电路中作为MOS 器件的绝缘栅介质，作为器件的组成部分2、作为集成电路的隔离介质材料3、作为电容器的绝缘介质材料4、作为多层金属互连层之间的介质材料5、作为对器件和电路进行钝化的钝化层材料6、扩散时的掩蔽层，离子注入的(有时与光刻胶、Si 3N 4层一起使用)阻挡层 热氧化方法制备的SiO 2是无定形制备二氧化硅的方法：热分解淀积法、溅射法、真空蒸发法、阳极氧化法、化学气相淀积法、热氧化法；热氧化法制备的SiO 2具有很高的重复性和化学稳定性，其物理性质和化学性质不太受湿度和中等热处理温度的影响。
SiO 2的主要性质： 密度：表征致密程度 折射率：表征光学性质密度较大的SiO 2具有较大的折射率波长为5500A 左右时， SiO 2的折射率约为1.46电阻率：与制备方法及所含杂质数量等因素有关，高温干氧氧化制备的电阻率达1016Ω· cm 介电强度：单位厚度的绝缘材料所能承受的击穿电压大小与致密程度、均匀性、杂质含量有关一般为106~107V/cm （10－1~1V/nm ） 介电常数：表征电容性能dSC SiO 20εε=（SiO 2的相对介电常数为3.9） 腐蚀：化学性质非常稳定，只与氢氟酸发生反应OH SiF H HF SiO SiF H HF SiF OH SiF HF SiO 26226242422)(6(224+→+→++→+六氟硅酸）还可与强碱缓慢反应 薄膜应力为压应力晶体和无定形的区别：桥键氧和非桥键氧桥联氧：与两个相邻的Si-O 四面体中心的硅原子形成共价键的氧 非桥联氧：只与一个Si-O 四面体中心的硅原子形成共价键的氧非桥联氧越多，无定型的程度越大，无序程度越大，密度越小，折射率越小 无定形SiO 2的强度：桥键氧数目与非桥键氧数目之比的函数 结晶态和无定形态区分——非桥联氧是否存在 杂质分类：网络形成者和网络改变者网络形成者：可以替代SiO 2网络中硅的杂质，即能代替Si －O 四面体中心的硅、并能与氧形成网络的杂质网络改变者：存在于SiO 2网络间隙中的杂质 SiO 2作为掩蔽层对硼、磷有效，对钠离子无效B 、P 、As 等常用杂质的扩散系数小， SiO 2对这类杂质可以起掩蔽作用 Ga 、某些碱金属（Na ）的扩散系数大， SiO 2对这类杂质就起不到掩蔽作用 Si 热氧化生长SiO 2的计算：02xC x C SiO Si = 无定形SiO 2的分子密度：322/102.22cm C SiO ⨯=硅晶体的原子密度：322/100.5cm C Si ⨯=干氧、水汽和湿氧。
硅集成电路考试基础知识.doc
硅集成电路考试基础知识第一章:1。
为什么常用的半导体材料选择硅(1)硅的丰度。
低成本消费；(2)更高的熔化温度允许更宽的工艺公差。
硅1412℃锗937℃(3)较宽的工作温度。
增加了半导体的应用范围和可靠性；(4)自然形成的氧化硅，优质稳定的电绝缘材料si，金刚石110面(线)密度最大，111面(线)密度最小2。
缺陷:主要缺陷(生长过程)、有害杂质(加工过程)(1)点缺陷:自间隙原子、空位、肖特基缺陷(原始原子向表面移动)、伦克尔缺陷(原始原子进入间隙)、外来原子(替代型、间隙型)(2)线缺陷: 位错(边缘位错(位错线的垂直滑移方向)、螺旋位错(位错线的平行滑移方向)、扩展位错(T增加，位错迁移))(3)表面缺陷: 堆垛层错(与原子紧密堆积结构紊乱相关的界面缺陷)(4)整体缺陷:杂质沉淀(5)有害杂质:1)杂质条纹:电活性杂质的条纹缺陷，导致晶体电阻率的微区不均匀2)有害杂质(三级):非金属、金属和重金属非金属:氧、碳重金属:铁和铜(引入复合中心以降低载流子寿命；容易沉积金属:纳，钾(引入浅能级中心参与传导)；铝的引入补偿了氮型材料的掺杂)。
基底材料要求:通过单晶生长过程中的质量控制和后续处理，提高了单晶的质量，使单晶趋于完美。
减少单晶材料中缺陷和有害杂质的后续处理方法通常采用吸杂技术。
吸收技术主要包括物理吸收、增溶吸收和化学吸收。
1)物理学:内在、背面损伤、应力、扩散2)溶解性增强:t增加，固体溶解度增加，杂质迁移率增加，并且很难沉积3)化学物质:含氮气体与硅表面金属杂质反应，产生挥发性产品缺陷要求、参数均匀性要求和晶片平整度要求4。
区域熔化法:将籽晶和多晶棒紧密粘结在一起，在将熔化区域从籽晶移动到多晶的另一端的过程中，使用分段熔化多晶棒将多晶转化为单晶。
1)水平区域熔化法(布里奇曼法)-1。
为什么常用的半导体材料选择硅(1)硅丰度。
低成本消费；(2)更高的熔化温度允许更宽的工艺公差。
硅1412℃锗937℃(3)较宽的工作温度。
硅集成电路工艺基础重点
1 SiO2的结构和性质:①分为结晶形和非结晶形（无定形），均由Si-O四面体组成：中心-硅原子，四个顶角-氧原子，形成O-Si-O 键桥，相邻四面体靠此键桥连接。
结晶形SiO2—由Si-O四面体在空间规则排列所构成。
非结晶形SiO2—依靠桥键氧把Si-O四面体无规则地连接起来，构成三维的玻璃网络体。
②热氧化制备SiO2的过程中，是氧或水汽等氧化剂穿过SiO2层，到达Si-SiO2界面，与Si反应生成SiO2，而不是Si向SiO2外表面运动、在表面与氧化剂反应生成SiO2。
2 SiO2的掩蔽作用:按杂质在网络中所处的位置可分为两类：网络形成者和网络改变者。
网络形成者（剂）--可以替代SiO2网络中硅的杂质，也就是能代替Si-O四面体中心的硅，并能与氧形成网络的杂质。
特点：离子半径与硅接近。
网络改变者（剂）--存在于SiO2网络间隙中的杂质。
一般以离子形式存在网络中。
特点：离子半径较大，以氧化物形式进入SiO2中，进入网络之后便离化，并把氧离子交给SiO2网络。
硅的热氧化的两种极限：一：当氧化剂在中的扩散系数D SiO2 很小时称为扩散控制，二当扩散系数D SiO2很大时称为反应控制。
3决定氧化常数的各种因素和影响氧化速率的因素：（1）氧化剂分压，在一定的氧化条件下，通过改变氧化剂分压课达到改变二氧化硅的生长速率的目的。
（2）氧化温度，温度对抛物型速率常数的影响是通过氧化剂在SiO2中的扩散系数产生的。
（3）硅表面晶向对氧化速率的影响。
（4）杂质对氧化速率的影响4 决定热氧化过程中的杂质在分布的因素：a杂质的分凝现象，b杂质通过二氧化硅的表面逸散，c氧化速率的快慢，d杂质在二氧化硅中的扩散速度。
5分凝系数与再分布的关系：m=杂志在硅中的平衡浓度/杂质在二氧化硅中的平衡浓度四种分凝现象：m<1，SiO2中慢扩散：B；m<1, SiO2中快扩散：H2气氛中的B；m>1, SiO2中慢扩散:P; m>1, SiO2中快扩散：Ga；6杂质扩散机构：（1）间隙式扩散——杂质在晶格间的间隙运动，（2）替位式扩散——杂质原子从一个晶格点替位位置运动到另一个替位位置。
工艺基础10级复习大纲
《集成电路工艺基础》课程复习大纲一、基本概念、基本知识及基本原理第一讲引言第一只晶体管/摩尔定律晶体管最小尺寸的极限/电子级多晶硅的纯度/1990s以后半导体行业的模式/什么是Foundry第二讲硅片制备与高温工艺Si集成电路芯片元素组成/硅的重要性/硅提纯 I的工艺步骤、化学反应式及纯度/直拉法的拉晶过程/直拉法的拉晶过程中收颈的作用/直拉法与区熔法的对比/定位边或定位槽的作用/外延的定义：外延、外延层、外延片、同质外延、异质外延/双极晶体管（电路）和CMOS器件（电路）中外延层的应用/Si外延的源材料/分子束外延（MBE）的特点/高温工艺设备小结/氧化膜在IC中的应用/各种氧化层在工艺中的应用、厚度及工艺/1号液和2号液的配方及作用/颗粒、有机粘污、无机粘污及本征氧化层的清洗/SiO2生长的迪尔-格罗夫模型/干氧氧化和湿氧氧化的特点与应用/掺氯氧化的作用/影响氧化速率的因素/Si-SiO2界面特性替位式扩散、间隙式扩散、扩散系数/两步扩散工艺/扩散的局限性与应用/离子注入后为什么要退火/RTP（快速热退火）的优点第三讲薄膜淀积真空蒸发法蒸发源加热方式/溅射的工作原理与特点/PVD 与 CVD对比/CVD氧化硅与热生长氧化硅对比/CVD介质薄膜的应用/CVD的基本过程/CVD生长的两种极限：表面反应控制与质量输运（传输）控制/CVD 的三种类型及各自的应用/CVD 淀积速率G与温度T的关系第四讲离子注入离子注入与热扩散的对比/离子注入的两种阻挡机制/离子注入分布与扩散分布的比较/避免沟道效应的方法/离子注入机的原理/离子注入工艺的应用及技术趋势/SOI圆片的制造：智能剥离与注氧隔离第五讲光刻与刻蚀工艺（曝光、刻蚀）光刻的需要及光刻三要素/正胶与负胶的比较/光刻工艺的10个步骤/前烘、后烘及坚膜工艺目的（作用）的比较/4种曝光机/分辨率与波长及NA的关系/如何提高分辨率？/移相掩模的原理与应用/两种紫外线和三种深紫外线的名称、波长及对应的最小特征尺寸/干法刻蚀与湿法刻蚀的对比/湿法刻蚀SiO2、Si、Poly-Si 及Si3N4的配方及反应式/干法刻蚀的原理与种类/干法刻蚀SiO2、Si、Poly-Si 及Si3N4的腐蚀剂/第六讲金属化与多层互连金属化的应用、三种最常用的金属及三种不同的金属化方法/集成电路对金属化的基本要求/CMOS标准金属化：栅材料，接触孔（通孔）填充材料，阻挡层（势垒层）、黏附层、焊接层、及防反射层材料，互连材料，金半接触电极材料及工艺；/Al-Si接触的尖楔现象、影响及抑制/Al的电迁移现象、影响及抑制/TiN 的作用/Cu淀积的大马士革镶嵌工艺第七讲 CMOS工艺流程了解1960s、1970s和1980s集成电路工艺的特点/熟悉1990sCMOS工艺的特点：特征尺寸、衬底、隔离、光刻、刻蚀、退火、W塞及平整化。
硅集成电路工艺基础期末复习
Al/Si接触中的现象
• 铝硅相图
• Al在Si中的溶解度低 • Si在Al中的溶解度较高（铝的尖楔现象，图9.4）
– 故退火时， Si原子会溶到Al中
• Al与SiO2的反应
4Al+ 3SiO2 3Si+2Al2O3 – 吃掉Si表面的SiO2 ，降低接触电阻 – 改善与SiO2 的黏附性
Cu 2.0 cm
• RC •
RC
l 2
tmtox
CMP
• 工艺过程
– 硅片被压在研磨盘上，硅片与研磨盘之间有一层研磨剂，硅片与研磨盘都以一定速率转动，利用研 磨剂提供的化学反应和硅片在研磨盘上承受的机械研磨，把硅片表面突出的部分除去，最终实现平 坦化。
• 问题:
– 终点探测（需要使用中止层） – 研磨产物的清洗
Photo 光刻
Etch 刻蚀
Test/Sort 测试/拣选
Implant 注入
二氧化硅的制备方法
CVD（化学气相淀积） PVD（物理气相淀积） 热氧化 1、热氧化生成的二氧化硅掩蔽能力最强 2、质量最好、重复性和稳定性最好 3、降低表面悬挂键从而使表面状态密度减小，且能很好的控制界面陷阱和 固定电荷
热氧化法
• 三种氧化法比较
干氧氧化：结构致密但氧化速度极低 湿氧氧化：氧化速度高但结构略粗糙，制备厚二氧化硅薄膜 水汽氧化：结构粗糙不可取
• 实际生产：
干氧氧化+湿氧氧化+干氧氧化
常规三步热氧化模式既保证了二氧化硅表面和界面的的质量，又解决了生 长速率的问题
决定氧化速率的因素
氧化剂分压
• 金属材料的用途及要求： – 栅电极：
• 良好的界面特性和稳定性 • 合适的功函数
硅集成电路工艺基础要点整理(共33页)
特点：氧化速度快；
氧化层疏松－质量差；
外表是极性的硅烷醇--易吸水、易浮胶。
3.湿氧氧化——氧气中携带一定量的水汽
特点：氧化速率介于干氧与水汽之间；
氧化层质量介于干氧与水汽之间；
4.掺氯氧化——在干氧中掺少量的Cl2、HCl、C2HCl3
〔TCE〕、 C2H3Cl3〔TCA〕
①横向效应与注入能量成正比；
②是结深的30％-50％；
③窗口边缘的离子浓度是中心
处的50％；
4.2.3沟道效应(ion channeling)
单晶靶：对注入离子的阻挡是
各向异性；
沟道：在单晶靶的主晶轴方向
呈现一系列平行的通道，
称为沟道。
沟道效应：离子沿沟道前进，核阻挡作用小，因而射
程比非晶靶远的多。
掺氯的作用：吸收、提取大多数有害的重金属杂质及
Na+，减弱Na+正电荷效应。
注意平安：TCE可致癌；TCA高温下可形成光气
〔COCl2〕，俗称芥子气，是高毒物质，
而且TCA会对臭氧造成破坏。
2.3.2 热氧化生长动力学
，时间常数，反映了初始氧化层对后继热氧化的影响〔初始氧化层修正系数〕。
2.4.1决定氧化速率常数的因素
5.扫描器：使离子在整个靶片上均匀注入。
6.靶室〔工作室〕
4.1核碰撞和电子碰撞
①核碰撞〔阻止〕
②电子碰撞〔阻止〕
4.2注入离子分布
平均投影射程RP、标准偏差〔投影偏差〕△RP
M1—注入离子质量，M2—靶原子质量
—峰值浓度〔在RP处〕
NS—注入剂量〔通过靶外表单位面积注入的离子数〕〔注意〕
4.2.2横向效应
集成电路工艺基础复习重点
填空1、集成电路的概念Integrated Circuit，缩写IC通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定的电路或系统功能。
---IC：制作在一个单晶片上的微型半导体电子线路2、集成电路中常用到的材料半导体衬底，基本原件等绝缘体绝缘层，掩膜，钝化层导体多晶硅-电极，连线，电阻等金属-互连，接触等3、晶体缺陷及分类晶体中某些格点上的周期性被破坏。
影响晶体的力学、热学、电学、光学等方面的性质。
原生缺陷在晶体生长过程中形成的缺陷。
有宏观缺陷和微观缺陷，包括：孪晶、裂纹、夹杂、位错、小角度晶界、微缺陷、空位团和微沉积等。
诱生缺陷（二次缺陷）在器件制备过程中产生的缺陷。
常见的有氧化层错、滑移位错和失配位错。
硅中的缺陷从结构上可分为四种点缺陷空位、填隙原子等引起的晶格周期性的破坏，发生在一个或几个晶格常数的限度范围内的缺陷。
如：空位、填隙原子。
线缺陷晶格周期性的破坏发生在晶体内部一条线的周围邻近的缺陷。
如位错(刃位错、螺旋位错、混合型位错)面缺陷原子层的排列发生错误而出现的缺陷。
如：层错微缺陷缺陷的线度大于点缺陷、而小于线缺陷或面缺陷的缺陷。
包括杂质微缺陷和结构微缺陷。
4、单晶硅的制备方法及各自特点5、大直径wafer的优势6、平面工艺具体包括那些工序，核心是什么7、双极型IC的基本制作工艺分类8、隔离的目的及方法9、MOS制备工艺分类及各自特点10、Bi-CMOS有哪几类工艺？各自有什么优缺点？11、薄膜种类及制备技术12、SiO2的生长方法13、实际生产中采用什么热氧化法，热氧化时加入HCl气体的主要作用；14、影响氧化物生长的因素有？15、氧化诱生堆垛层错产生的问题及解决方法16、退火的目的，快速热处理的优点17、氧化膜的质量表现在哪些方面18、氧化膜厚度的测量方法有哪些19、外延的定义及分类20、物理气相淀积方法热氧化过程中的杂质堆积与杂质耗尽；21、光刻的目的22．光刻要求23、光刻胶的基本化学组成24、光刻掩膜版有哪些，掩膜版主要分为两个组成部分25、光刻对准曝光的发展经历了哪五个阶段26、曝光有哪两大类，具体又有什么。
集成电路工艺原理复习提纲
1本节课主要内容硅单晶的制备：CZ 直拉法、 悬浮区熔法 掺杂分布： 定向凝固、有效分凝系数衬底制备： 整形、晶体定向、晶面标识、晶面加工晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷CHAP2晶体生长2/48硅片清洗湿法清洗：Piranha，RCA（SC－1，SC－2），HF:H 2O 干法清洗：气相化学吸杂三步骤：激活，扩散，俘获碱金属：PSG，超净化＋Si 3N 4钝化保护其他金属：本征吸杂和非本征吸杂——大密度硅间隙原子＋体缺陷SiO 2的成核生长。
硅片背面高浓度掺杂，淀积多晶硅CHAP3实验净化及硅片清洗3/34净化的三个层次：净化级别高效净化净化的必要性器件：少子寿命↓，V T 改变，I on ↓I off ↑，栅击穿电压↓，可靠性↓电路：产率↓，电路性能↓杂质种类：颗粒、有机物、金属、天然氧化层强氧化天然氧化层HF:DI H 2O本征吸杂和非本征吸杂环境、硅片清洗、吸杂CHAP3实验净化及硅片清洗基于衍射理论的光刻原理投影式（远场衍射）：分辨率、焦深、MTF、不相干度SNA k R λ1=22)(NA k DOF λδ±==gW λ≈min 接触/接近式（近场衍射）:最小尺寸光刻胶：正胶/负胶光刻胶的组成i线/g线（PAC）DUV（PAG）掩模版制作光刻机工作模式：接触式，接近式，投影式CHAP4光刻原理5/41理论分辨率：NA k R λ1=短波长光源大NA ：透镜系统、浸润小k 1：RET及工艺和光刻胶改进实际分辨率：光刻胶、曝光系统、光源PSM OPCOAI焦深:22)(NA k DOF λδ±==CHAP4光刻原理6/43本节课主要内容压强、晶向、掺杂浓度、掺氯压强越高，氧化速率越快。
水汽氧化线形关系，干氧化指数关系。
（111）晶向氧化最快，（100）最慢。
B/A 与硅价键密度有关。
B 不受晶向影响，厚氧化层，晶向作用下降。
<20 nm以下的干氧化，D-G模型计算厚度远小于实际厚度。
集成电路工艺复习资料要点
1.特征尺寸（Critical Dimension,CD）的概念特征尺寸是芯片上的最小物理尺寸，是衡量工艺难度的标志，代表集成电路的工艺水平。
①在CMOS技术中，特征尺寸通常指MOS管的沟道长度，也指多晶硅栅的线宽。
②在双极技术中，特征尺寸通常指接触孔的尺寸。
2.集成电路制造步骤：①Wafer preparation(硅片准备)②Wafer fabrication (硅片制造)③Wafer test/sort (硅片测试和拣选)④Assembly and packaging (装配和封装)⑤Final test(终测)3.单晶硅生长：直拉法（CZ法）和区熔法（FZ法）。
区熔法（FZ法）的特点使用掺杂好的多晶硅棒；优点是纯度高、含氧量低；缺点是硅片直径比直拉的小。
4.不同晶向的硅片，它的化学、电学、和机械性质都不同，这会影响最终的器件性能。
例如迁移率，界面态等。
MOS集成电路通常用（100）晶面或<100>晶向；双极集成电路通常用（111）晶面或<111>晶向。
5.硅热氧化的概念、氧化的工艺目的、氧化方式及其化学反应式。
氧化的概念：硅热氧化是氧分子或水分子在高温下与硅发生化学反应，并在硅片表面生长氧化硅的过程。
氧化的工艺目的：在硅片上生长一层二氧化硅层以保护硅片表面、器件隔离、屏蔽掺杂、形成电介质层等。
氧化方式及其化学反应式：①干氧氧化：Si＋O2 →SiO2②湿氧氧化：Si ＋H2O ＋O2 →SiO2+H2③水汽氧化：Si ＋H2O →SiO2 ＋H2硅的氧化温度：750 ℃～1100℃6.硅热氧化过程的分为两个阶段：第一阶段：反应速度决定氧化速度，主要因为氧分子、水分子充足，硅原子不足。
第二阶段：扩散速度决定氧化速度，主要因为氧分子、水分子不足，硅原子充足7.在实际的SiO2 – Si 系统中，存在四种电荷。
①. 可动电荷：指Na＋、K＋离子，来源于工艺中的化学试剂、器皿和各种沾污等。
集成电路工艺原理（期末复习资料）
集成电路⼯艺原理（期末复习资料）第⼀章概述1、集成电路：通过⼀系列特定的加⼯⼯艺，将晶体管、⼆极管等有源器件和电阻、电容等⽆源器件，按照⼀定的电路互连，“集成”在⼀块半导体单晶⽚（如Si、GaAs）上，封装在⼀个内，执⾏特定电路或系统功能。
2、特征尺⼨：集成电路中半导体器件能够加⼯的最⼩尺⼨。
它是衡量集成电路设计和制造⽔平的重要尺度，越⼩，芯⽚的集成度越⾼，速度越快，性能越好3、摩尔定律：芯⽚上所集成的晶体管的数⽬，每隔18个⽉就翻⼀番。
4、High-K材料：⾼介电常数，取代SiO2作栅介质，降低漏电。
Low-K 材料：低介电常数，减少铜互连导线间的电容，提⾼信号速度5、功能多样化的“More Than Moore”：指的是⽤各种⽅法给最终⽤户提供附加价值，不⼀定要缩⼩特征尺⼨，如从系统组件级向3D集成或精确的封装级(SiP)或芯⽚级(SoC)转移。
6、IC企业的分类：通⽤电路⽣产⼚；集成器件制造；Foundry⼚；Fabless：IC设计公司；第⼆章：硅和硅⽚的制备7、单晶硅结构：晶胞重复的单晶结构能够制作⼯艺和器件特性所要求的电学和机械性能8、CZ法⽣长单晶硅：把熔化的半导体级硅液体变成有正确晶向，并且被掺杂成n或p型的固体硅锭；9、直拉法⽬的：实现均匀掺杂和复制籽晶结构，得到合适的硅锭直径，限制杂质引⼊；其关键参数：拉伸速率和晶体旋转速度10、区熔法特点：纯度⾼，含氧低；晶圆直径⼩。
第三章集成电路制造⼯艺概况11、亚微⽶CMOS IC 制造⼚典型的硅⽚流程模型第四章氧化12、热⽣长：在⾼温环境⾥，通过外部供给⾼纯氧⽓使之与硅衬底反应，得到⼀层热⽣长的SiO2 。
13、淀积：通过外部供给的氧⽓和硅源，使它们在腔体中⽅应，从⽽在硅⽚表⾯形成⼀层薄膜。
14、⼲氧：Si（固）＋O2（⽓）－> SiO2(固)：氧化速度慢，氧化层⼲燥、致密，均匀性、重复性好，与光刻胶的粘附性好.⽔汽氧化：Si （固）＋H2O （⽔汽）－>SiO2（固）+ H2 （⽓）：氧化速度快，氧化层疏松，均匀性差，与光刻胶的粘附性差。
集成电路工艺复习资料要点
1.特征尺寸（Critical Dimension,CD）的概念特征尺寸是芯片上的最小物理尺寸，是衡量工艺难度的标志，代表集成电路的工艺水平。
①在CMOS技术中，特征尺寸通常指MOS管的沟道长度，也指多晶硅栅的线宽。
②在双极技术中，特征尺寸通常指接触孔的尺寸。
2.集成电路制造步骤：①Wafer preparatio n 硅片准备）②Wafer fabrication （硅片制造）③Wafer test/sort硅片测试和拣选）④Assembly and packaging 装配和圭寸装）⑤Fi nal test（终测）3.单晶硅生长：直拉法（CZ法）和区熔法（FZ法）。
区熔法（FZ法）的特点使用掺杂好的多晶硅棒；优点是纯度高、含氧量低；缺点是硅片直径比直拉的小。
4.不同晶向的硅片，它的化学、电学、和机械性质都不同，这会影响最终的器件性能。
例如迁移率，界面态等。
MOS 集成电路通常用（100）晶面或<100>晶向；双极集成电路通常用（111）晶面或<111>晶向。
5.硅热氧化的概念、氧化的工艺目的、氧化方式及其化学反应式。
氧化的概念：硅热氧化是氧分子或水分子在高温下与硅发生化学反应，并在硅片表面生长氧化硅的过程。
氧化的工艺目的：在硅片上生长一层二氧化硅层以保护硅片表面、器件隔离、屏蔽掺杂、形成电介质层等。
氧化方式及其化学反应式：①干氧氧化：Si + O2 f SiO2②湿氧氧化：Si + H2O + O2 f SiO2+H2③水汽氧化：Si ＋H2O f SiO2 ＋H2硅的氧化温度：750 C 〜1100C6.硅热氧化过程的分为两个阶段：第一阶段：反应速度决定氧化速度，主要因为氧分子、水分子充足，硅原子不足。
第二阶段：扩散速度决定氧化速度，主要因为氧分子、水分子不足，硅原子充足7.在实际的SiO2 -Si系统中，存在四种电荷。
①. 可动电荷：指Na＋、K ＋离子，来源于工艺中的化学试剂、器皿和各种沾污等。
硅集成电路工艺基础2
热氧化时，气体内部、SiO2中、Si表面处氧化剂的浓度分布情况以及 相应的压力如图所示。流密度定义为单位时间通过单位面积的粒子数。 热氧化过程：
(1) 氧化剂从气体内部以扩散形式穿过附面层运动 到气体-SiO2界面，其流密度用F1表示。 (2) 氧化剂以扩散方式穿过SiO2层，到达 SiO2-Si界 面，其流密度用F2表示。 (3)氧化剂在Si表面与Si反应生成SiO2，流密度用F3 表示。 (4)反应的副产物离开界面。
氧化
硅热氧化生长的SiO2，随反应的进行，硅表面位 置不断向硅内方向移动。 无定形SiO2的分子密度CSiO2＝2.2×1022/cm3，每 个SiO2分子中含有一个硅原子，所以SiO2中所含硅 的原子密度也为CSi＝2.2×1022/cm3 。硅晶体的原子 密度CSi＝5.0×1022/cm3 。 假设硅片表面原来没有SiO2 ，那么生长厚度为x0 的SiO2层，由于表面Si转为SiO2，则Si与SiO2界面位 置发生变化，设变化后的界面位于原位置下x处。 厚度为x0 ，面积为一平方厘米的体积内所含SiO2 的分子数为CSiO2 · x0 ，而这个数值应该与转变为 SiO2中的硅原子数CSi · x 相等，即 CSiO2 · x0 = CSi · x 所以， x = 0.44 x0
快速热氧化工艺
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硅集成电路工艺复习提纲
第二章热氧化
硅热氧化成长动力学,两种限制公式
栅介质及高k介质，为什么需要用高k介质材料
二氧化硅在半导体制造工艺中的应用
列举热氧化在IC制作造中6种用途，并给出各种用途的目的
第三章扩散
杂质扩散机构，
扩散两个杂质的分布函数公式，曲线，特点
扩散的结深，影响因素
第四章离子注入
注入离子的分布函数公式，
注入结深计算，
沟道效应及如何控制沟道效应（4种方法），
离子注入在CMOS工艺中的应用，并简要解释。
阈值电压调整，轻掺杂漏，多晶硅栅掺杂，源漏注入，阱注入，防穿通注入，预非晶化注入，
第六章化学气相淀积
氮化硅在CMOS工艺中的应用
CVD氧化硅在CMOS工艺中的应用
LPCVD ，APCVD，PECVD
解释质量输运限制和反应速度限制的工艺区别，那种工艺依赖于温度
第八章光刻与刻蚀工艺
光刻工艺流程，
干法刻蚀原理，
二氧化硅和硅的干法刻蚀，
干法刻蚀的选择刻蚀比
第九章金属化
解释铝作为互连金属的原因
描述Al/硅接触的尖揳现象，列出两种解决的主要办法第十章工艺集成
隔离方法
局部氧化（LOCOS）,浅沟槽隔离（STI）
CMOS制造工艺，
双极制造工艺。