PAGEPAGE6第六章平坦化1.說(shuō)明平坦化在VLSI中的作用及主要的平坦化方式。答：1）作用：可以允許光刻工藝采用更高的分辨率；可以消除由于PVD臺(tái)階覆蓋性差引起的邊墻減?。幌橘|(zhì)層工藝中的厚光刻膠區(qū)域，不再需要過(guò)度曝光和顯影，改善金屬圖形工藝和通孔工藝的分辨率；可以使薄膜淀積均勻化，消除了過(guò)刻蝕的必要性，減小了襯底損傷和鉆蝕的可能性；還可以減少缺陷密度，提高成品率。2）平坦化方式：反刻、回流、旋涂玻璃法（SOG）、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）。2.簡(jiǎn)要描述SOG工藝。答：它是在硅片上旋涂不同的液體材料以獲得平坦化的一種技術(shù)。例如將介電材料溶解在某些有機(jī)溶液中，然后以旋涂的方式涂抹在晶片表面，利用流態(tài)的介電材料有很好的臺(tái)階間隙填充能力，使晶片表面獲得平坦化。它是一種局部平坦化。主要應(yīng)用于層間介質(zhì)，特別是在0.35um及以上器件的制造中得到普遍應(yīng)用。3.什么是CMP平坦化工藝？它的平坦化機(jī)理是什么？答：CMP是利用化學(xué)腐蝕及機(jī)械作用對(duì)加工過(guò)程中的硅片或其它襯底材料進(jìn)行平坦化處理的一種技術(shù)。它包含兩方面：一是化學(xué)腐蝕，即表面材料與磨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一層相對(duì)容易去除的物質(zhì)；二是機(jī)械研磨，即在壓力的作用下，軟化的表面層在研磨顆粒與拋光墊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中機(jī)械地磨去。4.CMP常見的工藝參數(shù)有哪些？答：平整度、研磨均勻性、磨除速率、選擇比、缺陷。5.簡(jiǎn)述影響CMP平坦化工藝質(zhì)量的因素。答：拋光壓力、轉(zhuǎn)速、拋光區(qū)域溫度、拋光液粘度、拋光液的PH值、拋光液流速、磨粒尺寸、濃度及硬度。6.CMP終點(diǎn)檢測(cè)有哪些方法？答：電動(dòng)機(jī)電流CMP終點(diǎn)檢測(cè)、光學(xué)干涉法終點(diǎn)檢測(cè)、紅外終點(diǎn)檢測(cè)。7.CMP工藝在集成電路中有哪些應(yīng)用？答：CMP已經(jīng)成為當(dāng)前最重要的一種平坦化技術(shù)，它的應(yīng)用很廣泛，不僅可以CMP二氧化硅，還可以CMP多晶硅、金屬等等，主要應(yīng)用于層間介質(zhì)平坦化（ILD）、淺溝槽隔離（STI）、鎢插塞制作、雙大馬士革銅結(jié)構(gòu)等等。8.簡(jiǎn)述雙大馬士革銅互連工藝。答：首先用光刻技術(shù)在層間介質(zhì)（ILD）中制作出通孔和溝槽圖形并進(jìn)行干法刻蝕，再淀積一層金屬阻擋層，緊接著淀積一層薄的銅種子層，然后用電鍍工藝把銅淀積到高深寬比的圖形中，最后采用CMP清除多余的銅實(shí)現(xiàn)平坦化.

第七章硅襯底制備1.半導(dǎo)體材料電阻率有哪幾種特性？答：半導(dǎo)體材料電阻率的特性主要有以下幾個(gè)方面：1）電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間；2）電阻率的溫度系數(shù)較大，且為負(fù)值；3）電阻率隨雜質(zhì)或缺陷的變化有顯著的變化；4）霍耳效應(yīng)及光電效應(yīng)顯著，與金屬接觸常出現(xiàn)整流效應(yīng)；5）電壓-電流往往呈非線性。2.半導(dǎo)體材料主要有哪幾種？答：1）元素半導(dǎo)體：硅（Si）、鍺（Ge）。2）化合物半導(dǎo)體：主要是Ⅲ-Ⅴ族元素化合物半導(dǎo)體，重要的有砷化鎵、磷化銦、碳化硅、鎵砷硅等，代表為砷化鎵（GaAs）。3.什么是多晶和單晶？答：1）多晶：是由若干個(gè)取向不同的小單晶構(gòu)成的晶體。2）單晶：是指組成物質(zhì)的原子、分子或離子沿三維方向按統(tǒng)一規(guī)則周期性排列組成的晶體。4.簡(jiǎn)述多晶硅的制備方法。答：主要采用三氯氫硅的氫還原法，利用焦炭將砂石中的二氧化硅還原出來(lái)，此時(shí)為粗硅，粗硅與HCl反應(yīng)，產(chǎn)生SiHCl3，SiHCl3經(jīng)過(guò)提純后再與H2反應(yīng)，產(chǎn)生多晶硅。5.從多晶硅拉制單晶必須滿足哪些條件？答：從多晶硅拉制單晶必須滿足三個(gè)條件：1）原子具有一定的動(dòng)能，以便重新排列；2）要有一個(gè)排列標(biāo)準(zhǔn)；3）排列好后的原子能穩(wěn)定下來(lái)。6.單晶硅拉制有哪兩種方法？答：?jiǎn)尉Ч枥朴袃煞N方法：直拉法和懸浮區(qū)熔法。直拉法是指把具有一定晶向的單晶籽晶插入到熔融的硅中，控制一定的過(guò)冷溫度，以一定的速度將籽晶緩慢提升并同時(shí)將籽晶軸旋轉(zhuǎn)，新的晶體就在籽晶下面生長(zhǎng)出來(lái)了。懸浮區(qū)熔法利用高頻感應(yīng)線圈對(duì)多晶錠逐段融化,在多晶錠下端裝置籽晶，熔區(qū)從籽晶和多晶錠界面開始，當(dāng)融區(qū)推進(jìn)時(shí)，單晶錠也拉制成功了。7.敘述用直拉法拉制單晶硅的原理、拉制過(guò)程。答：直拉法，又稱CZ法，它是把具有一定晶向的單晶（籽晶）插入到熔融的硅中，控制一定的過(guò)冷溫度，以一定的速度將籽晶緩慢提升并同時(shí)將籽晶軸旋轉(zhuǎn)，新的晶體就在籽晶下面生長(zhǎng)出來(lái)了。拉制過(guò)程為：熔硅下種（引晶）收頸（縮頸）放肩轉(zhuǎn)肩等徑生長(zhǎng)收尾（1）熔硅采用射頻（感應(yīng)加熱）或電阻加熱，將坩堝加熱到1500℃左右，使多晶硅熔化成融體以便重新結(jié)晶。（2）下種（引晶）下種是指一個(gè)完美的籽晶硅接觸到熔硅的表面，給熔硅一個(gè)晶核。當(dāng)籽晶從熔融物中旋轉(zhuǎn)且慢慢上升時(shí)，晶體開始生長(zhǎng)了。（3）收頸收頸是指通過(guò)適當(dāng)提高溫度和提拉速度來(lái)減小直徑。通過(guò)收頸，將位錯(cuò)終止于頸部的邊緣，從而避免了位錯(cuò)延伸到單晶硅棒，提高單晶的質(zhì)量。（4）放肩通過(guò)降低熔硅的溫度和減低提拉速度，使直徑增大直到所需的單晶硅棒直徑。這一過(guò)程稱為放肩。（5）轉(zhuǎn)肩為了防止硅棒出現(xiàn)鋒利的棱角，需要一定的緩沖，過(guò)渡到等徑生長(zhǎng)。（6）等徑生長(zhǎng)拉速和爐溫通過(guò)反饋控制穩(wěn)定下來(lái)，進(jìn)入等徑生長(zhǎng)階段。（7）收尾當(dāng)還剩不多的熔硅時(shí)，提高溫度和提拉速度，慢慢收尾形成一個(gè)錐型的尾部。8.敘述用懸浮區(qū)熔法拉制單晶硅的原理。答：懸浮區(qū)熔法，又稱FZ法，它是利用高頻感應(yīng)線圈對(duì)多晶錠逐段融化,在多晶錠下端裝置籽晶，熔區(qū)從籽晶和多晶錠界面開始，當(dāng)熔區(qū)推進(jìn)時(shí)，單晶錠也拉制成功了。9.說(shuō)明直拉法和懸浮區(qū)熔法拉制硅單晶的特點(diǎn)。答：1）直拉法可以拉制大直徑的單晶硅，目前最大直徑可達(dá)450mm。直拉法拉制出的硅單晶中氧和碳的含量較大。2）懸浮區(qū)熔法拉制的單晶硅氧碳含量少，純度高，拉制的直徑不能大，難引入濃度均勻的摻雜。10.說(shuō)明目前硅直徑的發(fā)展?fàn)顩r。答：硅錠的直徑從20世紀(jì)50年代初期不到25mm增加到現(xiàn)在的大直徑硅片，具體從25mm（1in）50mm（2in）75mm（3in）100mm（4in）125mm（5in）150mm（6in）200mm（8in）300mm（12in），現(xiàn)在市面上已經(jīng)出現(xiàn)了直徑為400mm（16in）、450mm（18in）的硅片。11.如何檢驗(yàn)單晶硅的導(dǎo)電類型？答：在單晶硅樣品上放置兩根金屬探針，一根為冷探針，另外一根通過(guò)電熱絲進(jìn)行加熱，為熱探針，當(dāng)兩根探針同時(shí)與被測(cè)單晶樣品接觸時(shí)，熱探針因受熱激發(fā)產(chǎn)生大量的電子—空穴對(duì)。其中少數(shù)載流子將由金屬—半導(dǎo)體接觸引起的電位差而被掃入熱探針中。多數(shù)載流子由于在兩探針之間存在濃度差，因此向冷探針?lè)较驍U(kuò)散，這樣在兩個(gè)探針之間產(chǎn)生電位差。若為N型半導(dǎo)體，電子為多數(shù)載流子，所以電子由熱探針向冷探針?lè)较蛞苿?dòng)，熱探針?lè)较螂娢簧撸涮结樂(lè)较螂娢唤档?。所以外接一個(gè)光點(diǎn)檢測(cè)計(jì)時(shí)，它會(huì)向一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)。若為P型半導(dǎo)體，則會(huì)向另一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)。因此，從光點(diǎn)檢測(cè)計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向可以判斷半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型。12.敘述用四探針?lè)y(cè)單晶硅電阻率的原理，并說(shuō)明為什么測(cè)量時(shí)檢流計(jì)的指針要零偏。答：設(shè)四根探針等間距地放置在硅材料表面，探針之間的間距為S，樣品為半無(wú)限大樣品，即樣品邊緣與探針距離大于4S且厚度大于5S。四根探針?lè)譃閮山M，其中1，4兩根探針中通電流并測(cè)出電流I1,4大小，稱為電流探針，2，3兩根探針測(cè)出電壓V2,3，稱電壓探針。電阻率計(jì)算公式為： 其中：為材料電阻率S為兩探針間距接入一個(gè)檢流計(jì)，并使得檢流計(jì)的指針零偏是在測(cè)量時(shí)要確保2，3兩根探針之間不能有電流通過(guò)，否則會(huì)造成測(cè)量的偏差。13.從單晶硅到拋光片要經(jīng)過(guò)哪些加工工序？答：從單晶硅棒到拋光片需經(jīng)過(guò)以下工序：整形處理基準(zhǔn)面研磨定向切片磨片倒角刻蝕拋光清洗檢查包裝14.對(duì)硅單晶錠為什么要進(jìn)行基準(zhǔn)面的研磨？SEMI規(guī)定的常用的幾種硅片的定位面形狀如何？200mm以上的硅片用什么代替定位面？答：基準(zhǔn)面研磨主要是為了確定硅片的導(dǎo)電類型及晶向。常見的幾種定位面形狀如下：200mm以上的硅片通常用定位槽來(lái)代替定位面，即沿著晶錠長(zhǎng)度方向磨出一小溝作為定位槽。15.為什么在切片之前要進(jìn)行定向？如何定向？答：通過(guò)定向來(lái)確定切片的方向，從而減少碎片的產(chǎn)生。定向采用光點(diǎn)定向法。用腐蝕液腐蝕單晶錠的端面，形成腐蝕圖形。用光照射到端面將會(huì)在屏幕上產(chǎn)生光點(diǎn)圖，調(diào)節(jié)單晶錠的取向，使光點(diǎn)對(duì)稱，便得到了準(zhǔn)確的方向。16.目前切片主要采用何種方法？答：直徑為300mm以下的硅片主要采用內(nèi)圓切割機(jī)進(jìn)行切片，對(duì)于直徑等于或大于300mm的硅片，采用線鋸來(lái)切片。17.為什么要進(jìn)行倒角？給出它有益于硅片質(zhì)量的三個(gè)原因。答：研磨后硅片周圍有鋒利的棱角，這些棱角會(huì)給后序加工帶來(lái)危害，因此需要利用具有一定刃部輪廓的砂輪磨掉片子邊緣的棱角，使之變得光滑，即倒角。1）去除碎屑，使得硅片免受擦傷；2）提高光刻質(zhì)量，延長(zhǎng)掩膜版的壽命；3）防止位錯(cuò)向晶體內(nèi)部傳播。18.磨片的目的是什么？目前采用何種磨片方式？答：對(duì)切片時(shí)所造成的表面損傷和表面形變初步修整，使硅片基本達(dá)到生產(chǎn)所要求的厚度和平整度。根據(jù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式分為：行星式磨片法、旋轉(zhuǎn)式磨片法和平面磨片法。最普遍使用的是行星式磨片法，利用行星片與磨盤之間作行星式運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)硅片作行星式運(yùn)動(dòng)，在磨料的作用下使硅片雙面研磨。19.化學(xué)機(jī)械拋光的原理是什么？答：化學(xué)機(jī)械拋光主要是利用化學(xué)作用和機(jī)械研磨相結(jié)合，去除硅片表面更加細(xì)微的損傷，得到高平整度、無(wú)損傷、光潔的表面。生產(chǎn)中常用二氧化硅乳膠進(jìn)行拋光拋光。利用SiO2細(xì)顆粒與氫氧化鈉反應(yīng)，產(chǎn)生硅酸鈉，反應(yīng)式為：然后利用機(jī)械作用將硅酸鈉磨擦掉，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)機(jī)械拋光。20.對(duì)拋光片的質(zhì)量有哪些有求？答：對(duì)拋光片通常有如下質(zhì)量要求：1）拋光片的厚度比較均勻，符合要求；2）表面光潔、干凈、無(wú)雜質(zhì)、劃痕、水漬等；3）缺陷少，位錯(cuò)、層錯(cuò)符合要求；4）硅片周圍無(wú)棱角，光滑，表面平坦。

第八章組裝工藝1.組裝工藝在器件和集成電路制造中有哪些作用？答：1）器件的保護(hù)，保證其能正常工作；2）物理支撐，便于與其他的電路進(jìn)行更高級(jí)的裝配；3）提高器件的可靠性和實(shí)用性2.簡(jiǎn)述組裝工藝的流程。答：組裝工藝流程為：背面減薄、劃片、貼片、鍵合、塑封、去飛邊毛刺、電鍍、切筋和成型、打碼、外觀檢查、成品測(cè)試、包裝出貨。其中最關(guān)鍵步驟是鍵合和封裝，因此人們有時(shí)又將其稱為封裝技術(shù)。3.硅片為何要進(jìn)行減??？如何減薄？答：較薄的硅片更利于切割；通過(guò)減薄還可以減小硅片的重量和體積，有利器件的散熱。在硅片背面非有源區(qū)的部分，通過(guò)各種方法減小多余的厚度。一般需要減薄到200~500μm，減薄之后再用三氯乙烯去除白蠟。常見的背面減薄方法有磨削法，研磨法、化學(xué)機(jī)械拋光法、干式拋光法、電化學(xué)腐蝕法，濕法腐蝕法、等離子增強(qiáng)化學(xué)腐蝕法、常壓等離子腐蝕法等。4.簡(jiǎn)述劃片的方法和工藝流程。答：劃片是將晶圓片上的芯片獨(dú)立分割出來(lái)，挑出合格的芯片。劃片常采用金剛刀或者激光。劃片的流程為：背面貼膜、金剛石刀鋸或激光切割（切透90%）、裂片、挑片、鏡檢分類。5.貼片有哪些方法，各有什么特點(diǎn)？答：貼片的方式主要有四種：共晶粘貼法、焊接粘貼法、導(dǎo)電膠粘貼法、玻璃膠粘貼法。共晶粘貼法高溫工藝、CTE失配嚴(yán)重，芯片易開裂，且金-硅共晶焊的生產(chǎn)效率較低，且是手工操作方法，不適合高速自動(dòng)化生產(chǎn)，一般只在一些有特殊導(dǎo)電性要求的大功率管中使用。焊接粘貼法熱傳導(dǎo)性好，工藝復(fù)雜，焊料易氧化。導(dǎo)電膠粘貼法操作簡(jiǎn)便，是塑料封裝常用的芯片粘貼法，但缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性不好，易吸潮，形成空洞、開裂，使產(chǎn)品可靠性降低，因此不適用于高可靠度的封裝。玻璃膠粘結(jié)法成本低，去除有機(jī)成分和溶劑需完全，該法適用于陶瓷封裝。6.簡(jiǎn)要說(shuō)明去飛邊、電鍍和切筋成型工藝。答：1）去飛邊：是指去除封裝過(guò)程中，塑封料樹脂溢出、貼帶毛邊、引線毛刺等飛邊毛刺。2）電鍍主要是指采用電鍍的方式在引腳上鍍上一層保護(hù)性薄膜（焊錫），以增加引腳抗蝕性和可焊性。3）切筋成型其實(shí)是兩道工序：切筋和打彎，通常同時(shí)完成。切筋工藝，是指切除框架外引腳之間的堤壩（dambar）及在框架帶上連在一起的地方；打彎工藝則是將引腳彎成一定的形狀，以適合裝配的需要。7.什么叫鍵合？生產(chǎn)中常用的鍵合形式有哪些？答：鍵合是指將芯片焊區(qū)與電子封裝外殼的I/O引線或基板上的金屬布線焊區(qū)連接，實(shí)現(xiàn)芯片與封裝結(jié)構(gòu)的電路連接。生產(chǎn)中常用的鍵合形式有：熱壓鍵合，超聲波鍵合與熱壓超聲波鍵合。8.生產(chǎn)中鍵合常用的引線有哪些？各有何特點(diǎn)？答：生產(chǎn)中常用的鍵合引線有金絲、銅絲和鋁絲。1）金絲鍵合：金絲鍵合在封裝上具有電導(dǎo)率大、耐腐蝕、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，在半導(dǎo)體封裝上得到廣泛應(yīng)用。大部分使用在球形鍵合上的引線是99.99%純度的金絲。2）銅絲鍵合：銅絲鍵合具有價(jià)格低、力學(xué)性能和電學(xué)性能好的優(yōu)點(diǎn)。銅絲在導(dǎo)熱、散熱性能及拉伸、剪切強(qiáng)度和延伸性方面優(yōu)于金絲。缺點(diǎn)就是很容易被氧化，硬度大，這使得在鍵合點(diǎn)容易發(fā)生裂痕。3）鋁絲鍵合：鋁絲也是一種常見的鍵合材料，標(biāo)準(zhǔn)鋁絲材是鋁與1%硅的合金，常應(yīng)用于楔形鍵合中。鋁絲鍵合可以在室溫下進(jìn)行鍵合，不會(huì)產(chǎn)生金鋁擴(kuò)散層。鋁絲鍵合有很多缺點(diǎn)，例如：成球性不好，拉伸強(qiáng)度和耐熱度不如金絲，容易發(fā)生引線下垂和塌絲等問(wèn)題。它主要應(yīng)用在功率器件、微波器件和光電器件封裝上。9.簡(jiǎn)述熱壓鍵合和超聲鍵合的原理和特點(diǎn)。答：1）熱壓鍵合是將底座加熱到300℃左右，并將鍵合引線放在電極焊接處，用壓刀在鍵合引線和金屬化電極之間施加一定的壓力，使引線的一端與管芯的鋁層壓焊在一起，引線的另一端與管座上的外引線相連接。2）超聲鍵合是利用超聲波能量在鋁絲和鋁電極不加熱的情況下直接鍵合的一種方法。與熱壓鍵合相比，超聲波鍵合時(shí)底座不需加熱，不需加電流、焊劑和焊料，對(duì)被焊件的物理化學(xué)性能無(wú)影響，也不會(huì)形成任何化合物而影響焊接強(qiáng)度，且具有焊接參數(shù)調(diào)節(jié)靈活，操作簡(jiǎn)單，可靠性高，焊接效率高等優(yōu)點(diǎn)。10.說(shuō)明引線鍵合的工藝參數(shù)及對(duì)工藝質(zhì)量的影響。答：引線鍵合的工藝參數(shù)主要有鍵合溫度、鍵合時(shí)間、超聲功率和鍵合壓力。1）鍵合溫度：過(guò)高的溫度，不僅會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的氧化物影響鍵合質(zhì)量，并且由于熱應(yīng)力應(yīng)變的影響，鍵合零部件和器件的可靠性也隨之下降。溫度過(guò)低，將無(wú)法去除金屬表面氧化膜層等雜質(zhì)，無(wú)法促進(jìn)金屬原子間的密切接觸。2）鍵合時(shí)間：鍵合時(shí)間越長(zhǎng)，金屬球吸收的能量越多，鍵合點(diǎn)的直徑就越大，界面強(qiáng)度增加而頸部強(qiáng)度降低。但是過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)使鍵合點(diǎn)尺寸過(guò)大，超出焊盤邊界，且導(dǎo)致空洞生成概率增大。3）超聲功率與鍵合壓力：過(guò)小的功率會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)過(guò)小、未成形或尾絲翹起；過(guò)大的功率導(dǎo)致根部斷裂、鍵合塌陷或焊盤破裂。增大鍵合壓力，使超聲能量通過(guò)鍵合工具更多的傳遞到鍵合點(diǎn)處，但過(guò)大的鍵合壓力會(huì)阻礙鍵合工具的運(yùn)動(dòng)，抑制超聲能量的傳導(dǎo)，導(dǎo)致污染物和氧化物被推到了鍵合區(qū)域的中心，形成中心未鍵合。11.簡(jiǎn)述生產(chǎn)中常見的鍵合質(zhì)量問(wèn)題。答：1）漏鍵：漏鍵通常是鍵合機(jī)第一焊點(diǎn)沒(méi)有打上；2）拉力不夠：做鏡檢時(shí)用拉力計(jì)數(shù)器測(cè)得拉力不夠；3）第一焊點(diǎn)的剝離值不夠：在鏡檢時(shí)用剝離計(jì)數(shù)器測(cè)得第一焊點(diǎn)的剝離值不夠；4）高爾夫球：鏡檢中發(fā)現(xiàn)高爾夫球，即偏心球，也就是在壓焊時(shí)，沒(méi)有從球心下壓；5）塌絲：鍵合后出現(xiàn)塌絲，這時(shí)需要優(yōu)化焊線參數(shù)，降低弧高，調(diào)小LH，更換弧形。12.封裝的作用有哪些？目前有哪三種封裝的種類？答：封裝對(duì)于集成電路起著重要作用，主要表現(xiàn)為：1）作為集成電路芯片用的外殼，起安放、固定、密封、保護(hù)芯片作用；2）是溝通芯片內(nèi)部電路與外部電路的橋梁；3）提高芯片電熱性能的作用。目前常用的封裝材料有：塑料封裝、金屬封裝和陶瓷封裝，目前常用的封裝形式有：QFP、BAG、SOP、LCC、WLP、CSP等等。13.簡(jiǎn)述各種封裝材料的特點(diǎn)和應(yīng)用。答：1）金屬散熱性能好，抗機(jī)械損傷強(qiáng)，電磁屏蔽效果好，但成本高，笨重，主要應(yīng)用于分立器件，小規(guī)模集成電路，不適合大規(guī)模集成電路。2）陶瓷具有耐高溫，致密好，密封性好，電氣性能好等優(yōu)點(diǎn)，適合高密度型封裝。陶瓷封裝主要應(yīng)用于大功率器件；高性能的集成電路。3）塑料因其質(zhì)量輕，成本低，適于模鑄，可塑性強(qiáng)，自動(dòng)化機(jī)械化水平高，稱為目前集成電路主要的封裝材料。14.簡(jiǎn)述FCB和TAB工藝。答：1）FCB：倒裝芯片鍵合，又稱倒裝焊，它是將芯片有源區(qū)面對(duì)基板進(jìn)行鍵合，即在芯片和基板上分別制備焊盤，然后面對(duì)面鍵合。鍵合材料可以是金屬引線，也可以是合金焊料或有機(jī)導(dǎo)電聚合物制成的凸焊點(diǎn)。它可以利用芯片上所有面積來(lái)獲得I/O端，使硅片利用效率得到提高。它能提供最高的封裝密度、最高的I/O數(shù)和最小的封裝外形。FCB的引線可以做得最短，電抗最小，可以獲得最高的工作頻率和最小的噪聲。2）TAB：帶式自動(dòng)鍵合，又稱載帶自動(dòng)焊，是一種將集成電路（IC）安裝和互連到柔性金屬化聚合物載帶上的一種IC組裝技術(shù)。載帶內(nèi)引線鍵合到IC上，外引線鍵合到常規(guī)封裝或印刷線路板PCB上，整個(gè)過(guò)程均自動(dòng)完成。TAB技術(shù)比較成熟，自動(dòng)化程度相對(duì)較高，是一種高生產(chǎn)效率的內(nèi)引線鍵合技術(shù)。它適用于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。15.目前比較先進(jìn)的封裝技術(shù)有哪些？各有何特點(diǎn)。答：目前比較先進(jìn)的封裝形式有CSP、MCM、WLP幾種形式。1）BGA封裝是在封裝體基板的底部制作陣列焊球作為電路的I／O端與印刷線路板(PCB)互接。它的引腳只是一個(gè)焊錫球狀，焊接時(shí)熔化在焊盤上，無(wú)需打孔。它有很多優(yōu)點(diǎn)，例如：I/O數(shù)較多，提高貼裝成品率，散熱好，。縮短信號(hào)的傳輸路徑，改善電路的性能適用于MCM封裝，封裝的集成電路牢固可靠等。2）CSP封裝定義為封裝后尺寸不超過(guò)原芯片的1.2倍或封裝后面積不超過(guò)裸片面積的1.5倍。它的特點(diǎn)有很多，例如近似芯片尺寸的超小型封裝，可容納引腳的數(shù)最多，便于焊接、安裝和修整更換，電、熱性能優(yōu)良，測(cè)試、篩選、老化操作容易實(shí)現(xiàn)，散熱性能優(yōu)良，封裝內(nèi)無(wú)需填料，制造工藝、設(shè)備的兼容性好。3）多芯片模塊組裝（MCM）是一種由兩個(gè)或兩個(gè)以上裸芯片或者芯片尺寸封裝（CSP）的IC組裝在一個(gè)基板上的模塊，模塊組成一個(gè)電子系統(tǒng)或子系統(tǒng)。具有尺寸小、技術(shù)集成、數(shù)據(jù)速度和信號(hào)質(zhì)量好、可靠性高、使用環(huán)境不受限制、成本高等特點(diǎn)。4）圓片級(jí)封裝（WLP）是指管芯的外引出端制作及包封全在完成前工序后的硅圓片上完成，然后再分割成獨(dú)立的器件。這是最新一代的封裝技術(shù)。他的特點(diǎn)是：以批量生產(chǎn)工藝進(jìn)行制造；圓片級(jí)封裝生產(chǎn)設(shè)施的費(fèi)用低；設(shè)計(jì)和封裝設(shè)計(jì)統(tǒng)一考慮、同時(shí)進(jìn)行，提高設(shè)計(jì)效率，減少設(shè)計(jì)費(fèi)用；圓片級(jí)封裝從芯片制造、封裝到產(chǎn)品發(fā)往用戶的整個(gè)過(guò)程中，中間環(huán)節(jié)大大減少，周期縮短很多，這必將導(dǎo)致成本的降低。16.簡(jiǎn)述集成電路封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。答：根據(jù)封裝技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，得出封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)如下：1）結(jié)構(gòu)方面是TO→DIP→LCC→QFP→PGA→BGA→CSP；2）材料方面是金屬、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料；3）引腳形狀是長(zhǎng)引線直插→短引線或無(wú)引線貼裝→球狀凸點(diǎn)；4）裝配方式是通孔插裝→表面組裝→直接安裝。17.通過(guò)其他途徑介紹一些新的組裝工藝。答：1）可以通過(guò)上網(wǎng)查閱一些電子期刊，了解最新的組裝工藝，2）通過(guò)崗位實(shí)習(xí)，工作實(shí)踐，向老師傅請(qǐng)教等等形式了解當(dāng)前正在使用的一些新技術(shù)。3）充分利用圖書館各種資料，結(jié)合實(shí)際情況，了解當(dāng)前的一些新的組裝工藝形式。具體的組裝新工藝視情況而定，故在此省略。

第九章潔凈技術(shù)1.簡(jiǎn)要說(shuō)明潔凈等級(jí)的概念。答：潔凈度等級(jí)以每立方英尺（ft3）中所含的直徑大于0.5微米的顆粒數(shù)量來(lái)衡量，即100級(jí)為每立方英尺（1ft3=0.0283168m3）中所含的直徑大于0.5微米的顆粒數(shù)量不超過(guò)100顆。2.簡(jiǎn)述幾種空氣過(guò)濾器及其特點(diǎn)。答：空氣過(guò)濾器根據(jù)過(guò)濾效率可分為粗過(guò)濾器、中效過(guò)濾器、亞高效過(guò)濾器和高效過(guò)濾器，。1）一般粗過(guò)濾器采用中孔泡沫塑料、無(wú)紡布等化學(xué)纖維材料制成，主要過(guò)濾直徑大于10μm的顆粒；2）中效過(guò)濾器一般采用細(xì)孔泡沫塑料、玻璃纖維等制成，可以過(guò)濾直徑為1~10μm的顆粒；3）亞高效過(guò)濾器主要采用玻璃纖維和棉短纖維制成，可以過(guò)濾直徑為5μm的顆粒；4）高效過(guò)濾器主要采用超細(xì)玻璃纖維和超細(xì)棉纖維，主要用來(lái)過(guò)濾直徑小于1μm的顆粒。3.進(jìn)出潔凈室需要注意哪些事項(xiàng)？答：進(jìn)出潔凈室需要注意以下事項(xiàng)：1）工作服，工作帽和工作鞋不允許穿到更衣室的外面；2）進(jìn)入車間前必須穿好工作服，工作帽和工作鞋；3）必須進(jìn)行風(fēng)淋20秒，如果風(fēng)淋無(wú)反應(yīng)，請(qǐng)點(diǎn)風(fēng)淋按鈕；4）進(jìn)入車間后戴好口罩；5）頭發(fā)必須放在帽子里，男孩不允許留長(zhǎng)發(fā)；6）自己的衣服帽子不要露在工作服的外面；7）進(jìn)入擴(kuò)散間必須穿潔凈服，并且再次進(jìn)行風(fēng)淋。4.簡(jiǎn)述硅片表面常見的雜質(zhì)沾污及其特點(diǎn)。答：硅片表面常見的沾污主要有：顆粒、有機(jī)殘余物、金屬離子、自然氧化層和靜電釋放。1）顆粒：顆粒是粘附在硅片表面的微小粒子，主要是一些灰塵、刻蝕雜質(zhì)、殘留的光刻膠、聚合物等等。一部分來(lái)自凈化間外帶來(lái)的顆粒，凈化服中的纖維，但大部分是在制造工藝中引入的。這些顆粒會(huì)直接影響到硅片表面的圖形，使其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺陷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)正確的電學(xué)性能（例如氧化膜很容易被擊穿），良率降低。2）有機(jī)殘余物：有機(jī)殘余物主要是指一些含碳的物質(zhì)，通常來(lái)源于環(huán)境中的有機(jī)蒸汽，存儲(chǔ)容器和光刻膠的殘留。有機(jī)殘余物會(huì)使硅片表面無(wú)法得到徹底的清洗，這會(huì)影響到后面的工藝，例如殘留的光刻膠會(huì)降低柵氧化層的致密性，使其耐壓能力降低。3）金屬離子沾污主要包括堿性離子（Na+、K+）和重金屬離子（Fe2+、Cu2+等），它們主要來(lái)源于化學(xué)試劑、傳輸管道和容器和金屬互連工藝等等。堿性離子的危害更大，它不僅會(huì)使MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極結(jié)構(gòu)遭到破壞，柵氧耐壓能力降低、改變，還會(huì)增大PN結(jié)漏電流，縮短少數(shù)載流子壽命，降低器件的成品率。4）當(dāng)硅暴露在潮濕空氣中或者氧化性氣氛中，表面會(huì)產(chǎn)生一層薄薄的二氧化硅，即自然氧化層。它會(huì)阻止硅片表面發(fā)生其他正常的反應(yīng)，阻止硅片表面與金屬良好的接觸，使接觸電阻增大，減少甚至阻止電流通過(guò)，產(chǎn)生斷路。5）靜電釋放靜電釋放是指靜電荷從一個(gè)物體向另一個(gè)物體流動(dòng)，它通常不受控制，主要是由摩擦產(chǎn)生，或者兩個(gè)不同電勢(shì)的物體接觸產(chǎn)生。靜電釋放會(huì)在瞬間產(chǎn)生很高的電壓和較大的電流，誘使柵氧產(chǎn)生擊穿。同時(shí)電荷還會(huì)吸引一些顆粒雜質(zhì)，產(chǎn)生顆粒沾污。5.簡(jiǎn)述幾種常見的硅片清洗液和對(duì)應(yīng)的清洗對(duì)象。答：幾種常見的硅片清洗液及對(duì)應(yīng)的清洗對(duì)象如下表：清洗液化學(xué)成分分子結(jié)構(gòu)清洗對(duì)象SC-1（APM）氨水、過(guò)氧化氫、純水NH4OH/H2O2/H2O顆粒、有機(jī)物SC-2（HPM）鹽酸、過(guò)氧化氫、純水HCl/H2O2/H2O金屬SC-3（SPM）硫酸、過(guò)氧化氫H2SO4/H2O2金屬、有機(jī)物DHF氫氟酸純水HF/H2O氧化膜6.簡(jiǎn)述常見的幾種硅片清洗方法及其原理。答：1）RCA清洗RCA清洗最普遍使用的濕式化學(xué)清洗法，主要采用幾種常用的清洗液按照順序清洗硅片，首先利用SC-3清洗液，去除有機(jī)物和部分金屬。然后利用SC-1清洗液去除顆粒，同時(shí)去除部分有機(jī)物和金屬。接下來(lái)利用氫氟酸（HF）或稀氫氟酸（DHF）清洗自然氧化物，最后使用SC-2清洗液去除硅片表面的鈉、鐵、鎂等金屬沾污。2）超聲波清洗超聲波清洗時(shí)，在強(qiáng)烈的超聲波作用下，機(jī)械振動(dòng)傳到清洗槽內(nèi)的清洗中，使清洗液體內(nèi)交替出現(xiàn)疏密相間的振動(dòng)，疏部產(chǎn)生近乎真空的空腔泡，當(dāng)空腔泡消失的瞬間，其附近便產(chǎn)生強(qiáng)大的局部壓力，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂，因此使硅片表面的雜質(zhì)解吸。當(dāng)超聲波的頻率和空腔泡的振動(dòng)頻率共振時(shí)，機(jī)械作用力達(dá)到最大，泡內(nèi)積聚的大量熱能，使溫度升高，促進(jìn)了化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。整個(gè)清洗過(guò)程，液體不斷受到拉伸和壓縮，使微氣泡不斷的產(chǎn)生和不斷的破裂，清洗件上的污垢逐漸脫落。3）兆聲波清洗是由高能頻振效應(yīng)并結(jié)合化學(xué)清洗劑的化學(xué)反應(yīng)對(duì)硅片進(jìn)行清洗的。在清洗時(shí)，由換能器發(fā)出波長(zhǎng)為1μm頻率為0.8兆赫的高能聲波。溶液分子在這種聲波的推動(dòng)下作加速運(yùn)動(dòng)，沖擊晶片表面，使硅片表面附著的污染物的細(xì)小微粒被強(qiáng)制除去并進(jìn)入到清洗液中。4）旋轉(zhuǎn)噴淋法旋轉(zhuǎn)噴淋法是指利用機(jī)械方法將硅片以較高的速度旋轉(zhuǎn)起來(lái)，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中通過(guò)不斷向硅片表面噴液體（高純?nèi)ルx子水或其它清洗液）而達(dá)到清洗硅片目的的一種方法。5）等離子體清洗等離子體清洗利用等離子體的轟擊和較強(qiáng)的活性，與硅片表面物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氣態(tài)物質(zhì)去除。6）氣相清洗氣相清洗是指利用液體工藝中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的氣相等效物（如去氧化物的HF）與硅片表面的沾污物質(zhì)相互作用而達(dá)到去除雜質(zhì)目的的一種清洗方法。7）束流清洗束流清洗技術(shù)通常是指利用含有較高能量的呈束流狀的物質(zhì)流（能量流）與硅片表面的沾污雜質(zhì)發(fā)生相互作用而達(dá)到清除硅片表面雜質(zhì)的一種清洗技術(shù)。7.集成電路制造對(duì)于去離子水的要求有哪些？答：在集成電路制造中，對(duì)去離子水有很高的要求，例如對(duì)電阻率、塵埃量、最大塵埃顆粒、總電解度、有機(jī)物含量、溶存氣體、各種離子、分子、原子的最大含量都必須符合要求。在生產(chǎn)中常用電阻率為18MΩ?cm的去離子水，又稱18兆歐水。8.去離子水的制備方法有哪些？各自的原理是什么？答：去離子水的制備方法主要有：離子交換技術(shù)、反滲透技術(shù)、電滲析技術(shù)、電去離子技術(shù)。1）離子交換技術(shù)含有離子的水，經(jīng)過(guò)離子交換樹脂時(shí)，水中的離子被樹脂吸收，而樹脂上的可交換離子（H+或OH－）被解吸，交換到水中，形成去離子水（含有雜質(zhì)離子已經(jīng)被除去）。2）反滲透技術(shù)反滲透是在濃溶液一邊加一定的壓力（1~1.5MPa），使?jié)B透方向反過(guò)來(lái)，即把濃溶液壓到淡溶液那邊去。3）電滲析技術(shù)“電滲析”是利用滲析原理，借助離子交換膜進(jìn)行水處理的方法。在外加電場(chǎng)的作用下，水溶液中的陰，陽(yáng)離子會(huì)分別向陽(yáng)極和陰極移動(dòng)，中間再加上一種交換膜，就可以分離濃縮。陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，陰膜只允許陰離子通過(guò)。4）電去離子技術(shù)電去離子技術(shù)是將電滲析和離子交換技術(shù)相結(jié)合，利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動(dòng)，并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子移動(dòng)去除，從而達(dá)到水純化的目的。

第十章CMOS集成電路制造工藝1.簡(jiǎn)述CMOS工藝流程。答：1）襯底硅材料選擇，阱區(qū)形成，包括襯底制備一次氧化阱區(qū)光刻阱區(qū)注入去除氧化層。2）有源區(qū)形成，包括：生長(zhǎng)薄氧和氮化硅光刻有源區(qū)生成場(chǎng)氧化層去除氮化硅及薄氧化層后的場(chǎng)氧化層。3）多晶硅柵形成，包括：柵氧形成淀積多晶硅光刻多晶硅4）NMOS管源、漏形成：包括：NMOS管源漏區(qū)光刻-源漏的n+注入5）PMOS管源、漏形成：包括：PMOS管源漏區(qū)光刻-源漏的p+注入6）接觸孔形成：淀積硼磷硅玻璃—光刻接觸孔—淀積金屬7）金屬互連線形成：反刻金屬8）鈍化層形成：淀積氮化硅或者二氧化硅作為鈍化層2.CMOS集成電路中的阱技術(shù)有哪幾種？各有何特點(diǎn)？答：CMOS集成電路中的阱技術(shù)有：P阱、N阱、雙阱三種。1）P阱工藝所用襯底材料是高阻N型硅，在襯底上形成P阱，PMOS管做在高阻N型硅襯底上，NMOS管做在P阱上。P阱工藝有利于兩種類型器件的性能匹配，而尺寸差別較小。2）N阱工藝所用襯底材料是高阻P型硅，在襯底上形成N阱，NMOS管做在高阻P型襯底上，PMOS管做在N阱上。N阱工藝可獲得高性能的NMOS，電路性能比較好。3）雙阱工藝是在高阻的硅襯底上，同時(shí)形成具有較高雜質(zhì)濃度的P阱和N阱，NMOS管和PMOS管分別做在這兩個(gè)阱中，雙阱工藝CMOS電路特性好，集成度高，但工藝比較復(fù)雜。3.什么是LDD技術(shù)？它有何作用？答：LDD是指在源漏擴(kuò)展區(qū)進(jìn)行輕摻雜的一種技術(shù)。超淺的擴(kuò)展區(qū)形成淺結(jié)，抑制短溝道效應(yīng)；較深的源漏區(qū)形成良好的歐姆接觸。由于在柵極邊緣附近的雜質(zhì)濃度比用常規(guī)工藝低，所以這個(gè)區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度能夠降低，從而能夠提高擊穿電壓。4.畫出CMOS反相器的電路圖及芯片剖面圖，并說(shuō)明其工作原理。答：1）結(jié)構(gòu)圖和芯片剖面圖：工作原理：當(dāng)輸入Vi為“1”（高電平）時(shí)，NMOS管導(dǎo)通，PMOS管截止，輸出Vo為“0”（低電平）；但輸入Vi為“0”（低電平）時(shí)，NMOS管截止，PMOS管導(dǎo)通，輸出Vo為“1”（高電平）。5.什么是MOS電路中的LOCOS隔離工藝？它有何特點(diǎn)？會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題？答：1）LOCOS，是指硅的局部氧化，先在硅片上生長(zhǎng)一薄層二氧化硅，再淀積一層氮化硅，光刻去除場(chǎng)區(qū)的氮化硅和二氧化硅，然后進(jìn)行熱氧化，有源區(qū)上有氮化硅層覆蓋，不會(huì)形成氧化層，只有場(chǎng)區(qū)得到了一層較厚的氧化薄膜，實(shí)現(xiàn)局部氧化。2）LOCOS的特點(diǎn)是：不僅可以實(shí)現(xiàn)隔離，還可以獲得近乎平坦的表面，可以減小表面漏電流，提高場(chǎng)區(qū)閾值電壓，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，便宜，高產(chǎn)率，適用于>0.35μm的器件。3）LOCOS會(huì)產(chǎn)生鳥嘴效應(yīng)，使得實(shí)際有源區(qū)面積減小，器件的有效寬度也隨之減小，從而減小了MOS管的電流；場(chǎng)區(qū)雜質(zhì)會(huì)擴(kuò)散進(jìn)有源區(qū)的邊緣，將提高器件的,閾值電壓，也會(huì)減小器件的驅(qū)動(dòng)電流；高溫氧化熱應(yīng)力也會(huì)對(duì)硅片造成損傷和變形。6.簡(jiǎn)述什么是淺溝槽隔離？答：淺溝槽隔離，簡(jiǎn)稱STI，是利用各向異性干法刻蝕工藝在隔離區(qū)刻蝕出深度較淺的溝槽，再用CVD方法進(jìn)行氧化物的填充，隨之用CMP去除多余的氧化層，達(dá)到在硅片上選擇性地保留厚氧化層的目的。7.什么是硅柵的自對(duì)準(zhǔn)？答：硅柵的自對(duì)準(zhǔn)是指在硅柵形成后，利用硅柵的遮蔽作用來(lái)形成MOS管的溝道區(qū)，使MOS管的溝道尺寸更精確，寄生電容更小。8.什么是SOI技術(shù)？答：SOI，絕緣襯底上的硅技術(shù)，它是先在硅晶圓上埋入SiO2絕緣層，然后以此絕緣層作為基底，在表面硅層制作晶體管，主要利用離子注入等工藝實(shí)現(xiàn)，可以有效降低晶體管的漏電流，具有速度高，功耗低，集成度高，抗輻照特性好等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于小尺寸器件和低壓低功耗電路。

第十一章集成電路測(cè)試與可靠性分析1.什么叫硅片測(cè)試？它有何目的？答：1）硅片測(cè)試是指為了檢驗(yàn)規(guī)格的一致性而在硅片級(jí)集成電路上進(jìn)行的電學(xué)參數(shù)測(cè)量。2）硅片測(cè)試的目的：硅片測(cè)試主要是檢驗(yàn)硅片可接受的電學(xué)性能。根據(jù)每個(gè)硅片上失效的芯片數(shù)目分為通過(guò)和失效兩類。通過(guò)/失效的數(shù)據(jù)被用于計(jì)算芯片的成品率。產(chǎn)品測(cè)試小組通過(guò)分析硅片測(cè)試的數(shù)據(jù)來(lái)確定問(wèn)題的來(lái)源，并實(shí)行修正措施，從而達(dá)到減少缺陷的目的。2.什么叫硅片在線參數(shù)測(cè)試？它有何作用？答：1）在線參數(shù)測(cè)試，主要是對(duì)硅片上的測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行電學(xué)測(cè)試，例如電流、電壓、電阻、電容等，在線參數(shù)的測(cè)試是在完成部分前端工藝后進(jìn)行，是在第一層金屬淀積并刻蝕后進(jìn)行，或在制造完成后再進(jìn)行。2）通過(guò)在線測(cè)試可以鑒別工藝問(wèn)題，依據(jù)通過(guò)/失效標(biāo)準(zhǔn)決定硅片是否繼續(xù)后面的制造程序，收集數(shù)據(jù)，評(píng)估工藝傾向，改進(jìn)工藝，或者進(jìn)行一些特殊測(cè)試。3.簡(jiǎn)述晶圓測(cè)試與成品測(cè)試的不同。答：1）晶圓測(cè)試，又稱中測(cè)，是針對(duì)晶圓上的芯片進(jìn)行電性以及功能方面的測(cè)試，以確保在進(jìn)入后段封裝前