杏彩体育唯一官网:半导体制造技术问题答案

　　最小特征尺寸，称为关键尺寸（Critical Dimension，CD）CD常用于衡量工艺难易的标志。

　　“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：成品率/失效分析技师：从事与缺陷分析相关的工作，如准备待分析的材料并操作分析设备以确定在硅片制造过程中引起问题的根源。

　　答：最通常的半导体材料是硅。原因：1.硅的丰裕度;2.更高的融化温度允许更高的工艺容限;3.更宽的工作温度范围;4.氧化硅的自然生成.

　　答：砷化镓具有比硅更高的电子迁移率，因此多数载流子也移动得比硅中的更快。砷化镓也有减小寄生电容和信号损耗的特性。这些特性使得集成电路的速度比由硅制成的电路更快。GaAs器件增进的信号速度允许它们在通信系统中响应高频微波信号并精确地把它们转换成电信号。硅基半导体速度太慢以至于不能响应微波频率。砷化镓的材料电阻率更大，这使得砷化镓衬底上制造的半导体器件之间很容易实现隔离，不会产生电学性能的损失。

　　答：去离子水:在半导体制造过程中广泛使用的溶剂，在它里面没有任何导电的离子。DI Water的PH值为7，既不是酸也不是碱，是中性的。它能够溶解其他物质，包括许多离子化合物和供价化合物。当水分子（H2O)溶解离子化合物时，它们通过克服离子间离子键使离子分离，然后包围离子，最后扩散到液体中。

　　答：净化间是硅片制造设备与外部环境隔离，免受诸如颗粒、金属、有机分子和静电释放（ESD)的玷污。一般来讲，那意味着这些玷污在最先进测试仪器的检测水平范围内都检测不到。净化间还意味着遵循广泛的规程和实践，以确保用于半导体制造的硅片生产设施免受玷污。

　　答：自然氧化层:如果曝露于室温下的空气或含溶解氧的去离子水中，硅片的表面将被氧化。这一薄氧化层称为自然氧化层。硅片上最初的自然氧化层生长始于潮湿，当硅片表面暴露在空气中时，一秒钟内就有几十层水分子吸附在硅片上并渗透到硅表面，这引起硅表面甚至在室温下就发生氧化。自然氧化层引起的问题是：①将妨碍其他工艺步骤，如硅片上单晶薄膜的生长和超薄氧化层的生长。②另一个问题在于金属导体的接触区，如果有氧化层的存在，将增加接触电阻，减少甚至可能阻止电流流过。③对半导体性能和可靠性有很大的影响

　　答：硅片制造厂房中的七中沾污源：（1）空气:净化级别标定了净化间的空气质量级别，它是由净化室空气中的颗粒尺寸和密度表征的；（2）人:人是颗粒的产生者，人员持续不断的进出净化间，是净化间沾污的最大来源；（3）厂房:为了是半导体制造在一个超洁净的环境中进行，有必要采用系统方法来控制净化间区域的输入和输出；（4）水:需要大量高质量、超纯去离子水，城市用水含有大量的沾污以致不能用于硅片生产。去离子水是硅片生产中用得最多的化学品（5）工艺用化学品:为了保证成功的器件成品率和性能，半导体工艺所用的液态化学品必须不含沾污；（6）工艺气体:气体流经提纯器和气体过滤器以去除杂质和颗粒；（7）生产设备:用来制造半导体硅片的生产设备是硅片生产中最大的颗粒来源。

　　答：净化级别标定了净化间的空气质量级别，它是由净化室空气中的颗粒尺寸和密度表征的。这一数字描绘了要怎样控制颗粒以减少颗粒玷污。净化级别起源于美国联邦标准2009.如果净化间级别仅用颗粒数来说明，例如1级净化间，则只接受1个0.5um的颗粒。这意味着每立方英尺中尺寸等于或大于0.5um的颗粒最多允许一个。

　　答：净化间的舞厅式布局为大的制造间具有10000级的级别，层流工作台则提供一个100级的生产环境。

　　答：用以制造去离子水的去离子化过程是指，用特制的离子交换树脂去除电活性盐类的离子。18MΩ-cm电阻率级别下水被认为已经去离子化。

　　答：工业标准湿法清洗工艺称为RCA清洗工艺，由美国无线年代提出。RCA湿法清洗由一系列有序的浸入两种不同的化学溶液组成：1号标准清洗液（SC-1）和2号标准清洗液（SC-2）。SC-1的化学配料为NH4OH/H2O2/H2O这三种化学物按1:1:5到1：2：7的配比混合，它是碱性溶液，能去除颗粒和有机物质，SC-1湿法清洗主要通过氧化颗粒或电学排斥起作用。SC-2的组分是HCL/H2O2/H2O,按1：1：6到1：2：8的配比混合，用于去除硅片表面的金属。改进后的RCA清洗可在低温下进行，甚至低到45摄氏度

　　1.按构成集成电路基础的晶体管分类可以将集成电路分为哪些类型？每种类型各有什么特征？（40分）

　　MOS集成电路：采用的有源器件是MOS晶体管，特点：输入阻抗高，抗干扰能力强，功耗小，集成度高。

　　双极-MOS（BiMOS）集成电路：同时包含双极和MOS晶体管，特点：综合了速度高，驱动能力强，抗干扰能力强，功耗小，集成度高的优点，但制造工艺复杂。

　　2. 什么是无源元件？例举出两个无源元件的例子。什么是有源元件？例举出两个有源元件的例子。（30分）

　　答：无源元件：在不需要外加电源的条件下，就可以显示其特性的电子元件。这些元件无论如何和电源相连，都可以传输电流。如电阻，电容。

　　有源元件：内部有电源存在，不需要能量的来源而实行它特定的功能，而且可以控制电流方向，可放大信号。如二极管，晶体管。

　　答：CMOS（互补型金属氧化物半导体）技术：将成对的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）集成在一块硅片上。使集成电路有功耗低，工作电压范围宽，逻辑摆幅大，使电路抗干扰能力强，隔离栅结构使CMOS器件的输入电阻极大，从而使CMOS期间驱动同类逻辑门的能力比其他系列强得多。

　　ASIC：（Application Specific Integrated Circuits）专用集成电路，是指应特定用户要求或特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。优点是：体积小，重量轻，功耗低，可靠性好，易于获得高性能，保密性好，大批量应用时显著降低成本。

　　外延层是指在硅的外延中以硅基片为籽晶生长一薄膜层，新的外延层会复制硅片的晶体结构，并且结构比原硅片更加规则。外延为器件设计者在优化器件性能方面提供了很大的灵活性，例如可以控制外延层掺杂厚度、浓度、轮廓，而这些因素与硅片衬底无关的，这种控制可以通过外延生长过程中的掺杂来实现。外延层还可以减少CMOS器件中的闩锁效应。

　　第七章 测量学和缺陷检查 第八章 工艺腔中的气体控制 第十九章 硅片测试 第二十章 装配与封装

　　1..给出半导体质量测量的定义。例出在集成电路制造中12种不同的质量测量（第七章）（10分）

　　半导体质量测量定义了硅片制造的规范要求，以确保满足器件的性能和可靠性。 集成电路制造中的12种不同的质量测量：1.膜厚2.方块电阻3.膜应力4.折射率5.掺杂浓度6.无图形表面缺陷7.有图形表面缺陷8.关键尺寸9.台阶覆盖 10.套刻标记11.电容-电压特性12.接触的角度

　　硅片关键尺寸测量的主要工具是扫描电子显微镜（SEM），它能放大10万到30万倍，这明显高于光学显微镜，用扫描电子显微镜观测硅片的横截面部分能提供缺陷的信息，常与其他分析技术结合使用，如EDX或FIB。

　　TEM把加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的电子碰撞而电子与样品中的原子的碰撞而改变方向，从而产生立体角散射，散射角的大小与样品的密度、厚度有关，因此可以形成明暗不同的影像。TEM是惟一定量测量硅片上一些非常小特征尺寸的测量工具

　　四种线）低级真空:气流主要是由分子间碰撞产生的（也称滞留），压强高得足以机械型压力测量仪测量。（2）中级线）高级真空:气体分子间很少有碰撞。（4）超高级真空:是高级真空的延伸，通过对真空腔的设计和材料的严格控制尽量减少不需要的气体成分。

　　答：当真空里的压强减低时，气体分子间的空间加大了，这成为气体流过系统及在工艺腔内产生等离子体的重要因素。而初级泵可以去除腔内99.99%的原始空气或其他成分，高级线托的高级和超高级线.

　　IC生产过程中的5种不同电学测试。（第十九章）（5分）答：IC生产过程中的5种不同电学测试：（1）IC设计验证:描述、调试和检验新的芯片设计，保证符合规格要求，是在生产前进行的。（2）在线参数测试:为了监控工艺，在制作过程的早期（前端）进行的产品工艺检验测试。在硅片制造过程中进行。（3）硅片拣选测试（探针）:产品功能测试，验证每一个芯片是否符合产品规格。在硅片制造后进行。（4）可靠性:集成电路加电并在高温下测试，以发现早期失效（有时候，也在在线参数测试中进行硅片级的可靠性测试）。在封装的IC进行。（5）终测:使用产品规格进行的产品功能测试。在封装的IC进行。

　　5个进行在线参数测试的理由。（第十九章）（5分）答：五个进行在线）鉴别工艺问题:硅片制造过程中工艺问题的早期鉴定（而不是等到已经完成了硅片制造才发现有问题进行测试。（2）通过/失效标准:依据通过/失效标准决定硅片是否继续后面的制造程序。（3）数据收集:为了改进工艺，收集硅片数据以评估工艺倾向（如沟道长度的改变）。（4）特殊测试:在需要的时候评估特殊性能参数（如特殊客户需求）。（5）硅片级可靠性:需要确定可靠性与工艺条件的联系时，进行随机的硅片级可靠性测试

　　IC可靠性？什么是老化测试？（第十九章）（10分）IC可靠性是指器件在其预期寿命内，在其使用环境中正常工作的概率，换句话说就是集成电路能正常使用多长时间。老化测试在很苛刻的环境中（如吧温度提高到85℃，提高偏置电压）给芯片加电并测试，使不耐用的器件失效，从而避免它们被交给客户），这种测试能够产生更可靠的集成电路，但往往需要长时间的测试，十几甚至数百小时，这是一种费钱耗时的工作

　　个主要子系统。（第十九章）（5分）在线）探针卡接口:是自动测试仪与待测器件之间的接口。（2）硅片定位:为测试硅片，首先要确与探针接触的硅片的探针仪位置。（3）测试仪器:高级集成电路需要能够在测试结构上快速、准确、重复地测量亚微安级电流和微法级电容的自动测试设备，它控制测试过程（4）作为网络主机或客户机的计算机:指导测试系统操作的计算机包括测试软件算法、自动测试设备、用于硅片定位的探查控制软件、测试数据的保存和控制、系统校准和故障诊断。

　　分）硅片拣选测试中的三种典型电学测试：（1）DC测试:第一电学测试是确保探针和压焊点之间良好电学接触的连接性检查。这项检查保证了技术员的测试仪安装正常。（2）输出检查:硅片挑选测试用来测试输出信号以检验芯片性能。主要验证输出显示的位电平（逻辑“1”或高电平，逻辑“0”或低电平），是否和预期的一致。（3）功能测试:功能测试检验芯片是否按照产品数据规范的要求工作。功能测试软件程序测试芯片的所有方面，它将二进制测试图形加入被测器件并验证其输出的正确性。

　　分）印刷电路板（PCB）又称为底板或载体，用焊料将载有芯片的集成电路块粘贴在板上的电路互连，同时使用连接作为其余产品的电子子系统的接口。

　　个步骤。（第二十章）（5分）传统装配的4个步骤：1.背面减薄;2.分片;3.装架;4.引线.例举出两种最广泛使用的集成电路封装材料。（第二十章）（

　　分）答：6种不同的塑料封装形式：（1）双列直插封装（DIP）:典型有两列插孔式管脚向下弯，穿过电路板上的孔。（2）单列直插封装（SIP）:是DIP的替代。