最新半导体集成电路工艺 复习

第一次作业：

1，集成时代以什么来划分？列出每个时代的时间段及大致的集成规模。答：

类别时间

数字集成电路

模拟集成电路 MOS IC 双极IC

SSI 1960s前期

MSI 1960s~1970s 100～500 30～100

LSI 1970s 500～2000 100～300 VLSI 1970s后期~1980s后期 >2000 >300 ULSI 1980s后期~1990s后期

GSI 1990s后期~20世纪初

SoC 20世纪以后

2，什么是芯片的集成度？它最主要受什么因素的影响？

答：集成度：单个芯片上集成的元件（管子）数。受芯片的关键尺寸的影响。

3，说明硅片与芯片的主要区别。

答：硅片是指由单晶生长，滚圆，切片及抛光等工序制成的硅圆薄片，是制造芯片的原料，用来提供加工芯片的基础材料；芯片是指在衬底上经多个工艺步骤加工出来的，最终具有永久可是图形并具有一定功能的单个集成电路硅片。

4，列出集成电路制造的五个主要步骤，并简要描述每一个步骤的主要功能。

答：晶圆(硅片)制备(Wafer Preparation)；

硅(芯）片制造(Wafer Fabrication)：在硅片上生产出永久刻蚀在硅片上的一整套集成电路。硅片测试/拣选(Die Test/Sort)：单个芯片的探测和电学测试，选择出可用的芯片。

装配与封装(Assembly and Packaging)：提供信号及电源线进出硅芯片的界面；为芯片提供机械支持，并可散去由电路产生的热能；保护芯片免受如潮湿等外界环境条件的影响。

成品测试与分析（或终测） (Final Test)：对封装后的芯片进行测试，以确定是否满足电学和特性参数要求。

5，说明封装的主要作用。对封装的主要要求是什么。

答：封装的作用：提供信号及电源线进出硅芯片的界面；为芯片提供机械支持，并可散去由电路产生的热能；保护芯片免受如潮湿等外界环境条件的影响。

主要要求：电气要求：引线应当具有低的电阻、电容和电感。机械特性和热特性：散热率应当越高越好;机械特性是指机械可靠性和长期可靠性。低成本：成本是必须要考虑的比较重要的因素之一。

6，什么是芯片的关键尺寸？这种尺寸为何重要？自半导体制造业开始以来，芯片的关键尺寸是如何变化的？他对芯片上其他特征尺寸的影响是什么？

答：芯片上器件的物理尺寸被称为特征尺寸；芯片上的最小的特征尺寸被称为关键尺寸，且被作为定义制造工艺水平的标准。

为何重要：他代表了工艺上能加工的最小尺寸，决定了芯片上的其他特征尺寸，从而决定了芯片的面积和芯片的集成度，并对芯片的性能有决定性的影响，故被定义为制造工艺水平的标准。

如何变化：芯片的关键尺寸不断缩小。

影响：其他特征尺寸随关键尺寸按比例缩小，包括横向加工尺寸和纵向加工尺寸。

7，列出当前封装中将芯片固定在基座上所采用的主要互连技术。

答：导线压焊；载带自动压焊；倒装焊

8，列出半导体工艺史上的几个主要工艺，并说明当前的主流工艺是什么，以及该工艺的主要优点。

答：主要的半导体工艺：1960s，Bipolar (双极型) IC工艺；1970s，NMOS E/D (增强/耗尽型)工艺；1980s，CMOS 工艺；1990s，BiCMOS 工艺, 砷化镓工艺。

主流工艺：CMOS工艺。

主要优点：集成密度高而功耗低。

9，试是说明芯片集成率的含义，且说明对特定的工艺而言影响芯片成品率的主要因素是什么及为什么。

答：成品率：一个圆片上合格的芯片数占总芯片数的百分比。主要因素：面积。芯片成本= f （芯片面积 )即：面积是衡量芯片成本的基本指标。

10，BiCMOS工艺的主要技术特点是什么？由此所带来的主要优点是什么？

答：BiCMOS工艺是把双极器件和CMOS器件同时制作在同一芯片上。

它综合了双极器件的高速度、高跨导、强负载驱动能力和CMOS器件的高集成度、低功耗和抗干扰能力强的优点，给高速度、高集成度、高性能的VLSI的发展开辟了一条新路。

第二次作业：

1，芯片制造的重要基础是什么？

答：芯片的加工环境：是指集成电路（或微电子）产品在加工过程中所接触的除衬底材料、加工设备、能源及加工技术之外的一切物质，包括空气、水、化学试剂、加工所用的各种气体及人员等。

衬底材料：集成电路和各种半导体器件制造中所用的基底材料。

2，芯片加工环境指什么？半导体产业如何控制芯片制造过程中加工环境的沾污？

答：芯片的加工环境：是指集成电路（或微电子）产品在加工过程中所接触的除衬底材料、加工设备、能源及加工技术之外的一切物质，包括空气、水、化学试剂、加工所用的各种气体及人员等。

三道防线:净化环境（clean room）：包括空气的净化，人员的净化控制及工艺用水和化学品的净化。硅片清洗（wafer cleaning）：清楚硅片上的污染物（包括有机物和光刻胶）。吸杂（gettering）：把硅片中的重金属离子和碱金属离子从有源区引到不重要的区域。

3，给出半导体制造中沾污及致命缺陷的定义。

答：沾污：是指半导体制造过程中引入到半导体硅片上的任何危害芯片成品率及电学性能的不希望有的物质。致命缺陷：是指导致硅片上的芯片无法通过电学测试的缺陷。

4，说明五类净化间的沾污。

答：净化间沾污的主要类型：颗粒；金属杂质；有机物沾污；自然氧化层；静电释放(ESD) 5，解释什么是静电释放，并给出在硅片制造中由ESD引起的三种问题及ESD的三中控制方法。

答：ESD 是指静电荷从一个物体向另一个物体末经控制地转移。

ESD的危害性：会使硅表面形成电荷积累，吸引带电颗粒或中性颗粒；瞬时高压（可能几万伏）；较大的瞬时峰值电流（1A）：栅氧化层击穿；互联线蒸发的诱因；随着器件尺寸的不断缩小，副作用是：对静电的灵敏度越来越高。

控制方法：采用防静电的材料；ESD接地；中和材料上的电荷积累。

6，名词解释：（1）1级净化间（2）10级0.3um（3）超细颗粒（4）U（x）