电子与通信技术：集成电路工艺原理考试试题（题库版）

电子与通信技术：集成电路工艺原理考试试题（题库版）1、判断题

对于大马士革工艺，重点是在于金属的刻蚀而不是介质的刻蚀。正确答案：错2、判断题

虽然直至今日我们仍普遍采用扩散区一词，但是硅片制造中已不再用杂质扩散来制作p（江南博哥）n结，取而代之的是离子注入。正确答案：对3、判断题

人员持续不断地进出净化间，是净化间沾污的最大来源。正确答案：对4、问答题

倒装焊芯片凸点的分类、结构特点及制作方法？正确答案：蒸镀焊料凸点：蒸镀焊料凸点有两种方法，一种是C4技术，整体形成焊料凸点；电镀焊料凸点：电镀焊料是一个成熟的工艺。先整体形成UBM层并用作电镀的导电层，然后再用光刻胶保护不需要电镀的地方。电镀形成了厚的凸点。印刷焊料凸点：焊膏印刷凸点是一种广泛应用的凸点形成方法。印刷凸点是采用模板直接将焊膏印在要形成凸点的焊盘上，然后经过回流而形成凸点钉头焊料凸点：这是一种使用标准的球形导线键合技术在芯片上形成的凸点方法。可用Au丝线或者Pb基的丝线。化学凸点：化学镀凸点是一种利用强还原剂在化学镀液中将需要镀的金属离子还原成该金属原子沉积在镀层表面形成凸点的方法。5、问答题

简要说明IC制造的平坦化工艺的作用是什么？主要有哪些方式？并解释各种方式的详细内容。正确答案：在多层布线立体结构中，把成膜后的凸凹不平之处进行抛光研磨，使其局部或全局平坦化。A.关于ECMP（电化学机械研磨方法），其工作步骤如下：首先，用电能使Cu氧化，再用络合剂使之生成Cu的络合物，最终研磨掉Cu络合物。从对加工面进行研磨加工的原理观察，除了Cu的氧化方法之外，ECMP和CMP是同样的，而且加工面获得的平坦度性能也是同等水平。但是，ECMP的必要条件是底座盘应具备导电性。B.关于电解研磨ECP方法，利用电镀的逆反应。从电场集中之处开始进行刻蚀，可获得平滑的研磨加工表面；但是，它能刻蚀平坦的区域只限于突起部分。C.关于化学蚀刻CE构成的平坦化技术，它是把Si的精细加工等领域里使用的各向异性刻蚀用湿式刻蚀法实现的。关于湿式刻蚀法虽然对于平坦化无能为力，但是，若把圆片一面旋转一面加工，则产生各向异性，体现出平坦化能力。6、问答题

简述MCM的概念、分类与特性？正确答案：概念：将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。分类：MCM-L是采用片状多层基板的MCM、MCM-C是采用多层陶瓷基板的MCM、MCM-D是采用薄膜技术的MCM。特性：尺寸小、技术集成度高、数据速度和信号质量高、可靠性高、成本低、PCB板设计简化、提高圆片利用率、降低投资风险。可大幅度提高电路连线密度，增加封装效率；可完成轻、薄、短、小的封装设计；封装的可靠性提升。7、名词解释

溅射镀膜正确答案：溅射镀膜是利用电场对辉光放电过程中产生出来的带电离子进行加速，使其获得一定的动能后，轰击靶电极，将靶电极的原子溅射出来，沉积到衬底形成薄膜的方法。8、判断题

光刻的本质是把电路结构复制到以后要进行刻蚀和离子注入的硅片上。正确答案：对9、判断题

有光刻胶覆盖硅片的三个生产区域分别为光刻区、刻蚀区和扩散区。正确答案：对10、判断题

硼是VA族元素，其掺杂形成的半导体是P型半导体。正确答案：错11、填空题

单晶硅生长常用（）和（）两种生长方式，生长后的单晶硅被称为（）。正确答案：CZ法；区熔法；硅锭12、判断题

P是VA族元素，其掺杂形成的半导体是P型半导体。正确答案：对13、判断题

离子注入是唯一能够精确控制掺杂的手段。正确答案：对14、判断题

与APCVD相比，LPCVD有更低的成本、更高的产量以及更好的膜性能，因此应用更为广泛。正确答案：对15、名词解释

化学气相沉积正确答案：化学气体或蒸气和晶圆表面的固体产生反应，在表面上以薄膜形式产生固态的副产品，其它的副产品是挥发性的会从表面离开。16、判断题

外延就是在单晶衬底上淀积一层薄的单晶层，分为同质外延和异质外延两大类。正确答案：对17、判断题

阻挡层金属是淀积金属或金属塞，其作用是增加上下层材料的附着。正确答案：错18、填空题

扩散是物质的一个基本性质，分为三种形态（）扩散、（）扩散和（）扩散。正确答案：气相；液相；固相19、填空题

随着铜布线中大马士革工艺的引入，金属化工艺变成刻蚀（）以形成一个凹槽，然后淀积（）来覆盖其上的图形，再利用（）把铜平坦化至ILD的高度。正确答案：介质；金属；CMP20、填空题

淀积膜的过程有三个不同的阶段。第一步是（），第二步是（），第三步是（）。正确答案：晶核形成；聚焦成束；汇聚成膜21、填空题

目前常用的CVD系统有（）、（）和（）。正确答案：APCVD；LPCVD；PECVD22、判断题

投影掩膜版上的图形是由金属钽所形成的。正确答案：错23、填空题

从半导体制造来讲，晶圆中用的最广的晶体平面的密勒符号是（）、（）和（）。正确答案：100；110；11124、判断题

离子注入的缺点之一是注入设备的复杂性。正确答案：对25、问答题

简述CSP的封装技术？正确答案：所谓CSP，即芯片尺寸封装。CSP是在BGA基础上发展起来的，是接近LSI芯片尺寸的封装产品。这种产品具有以下几个特点：（1）体积小：CSP是目前体积最小的LSI芯片封装之一。（2）可容纳的引脚最多：相同尺寸的LSI芯片的各类封装中，CSP的引脚最多。（3）电性能好：CSP寄生电容很小，信号传输延迟时间短。（4）散热性能优良：大多数CSP都将芯片面向下安装，能从芯片背面散热，且效果良好。26、填空题

终点检测是指（）的一种检测到平坦化工艺把材料磨到一个正确厚度的能力。两种最常用的原位终点检测技术是（）和（）。正确答案：CMP设备；电机电流终点检测；光学终点检测27、问答题

常用的半导体材料为何选择硅？正确答案：1）硅的丰裕度。硅是地球上第二丰富的元素，占地壳成分的25%；经合理加工，硅能够提纯到半导体制造所需的足够高的纯度而消耗更低的成本。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。用硅制造的半导体件可以用于比锗更宽的温度范围，增加了半导体的应用范围和可靠性。4）氧化硅的自然生成。氧化硅是一种高质量、稳定的电绝缘材料，而且能充当优质的化学阻挡层以保护硅不受外部沾污；氧化硅具有与硅类似的机械特性，允许高温工艺而不会产生过度的硅片翘曲。28、判断题

关键层是指那些线条宽度被刻蚀为器件特征尺寸的金属层。正确答案：对29、判断题

在硅中固态杂质的热扩散需要三个步骤：预淀积、推进和激活。正确答案：对30、判断题

快速热处理是一种小型的快速加热系统，带有辐射热和冷却源，通常一次处理一片硅片。正确答案：对31、判断题

表面起伏的硅片进行平坦化处理，主要采用将低处填平的方法。正确答案：错32、问答题

引线键合技术的分类及结构特点？正确答案：1、热压焊：热压焊是利用加热和加压力，使焊区金属发生塑性形变，同时破坏压焊界面上的氧化层，使压焊的金属丝与焊区金属接触面的原子间达到原子的引力范围，从而使原子间产生吸引力，达到“键合”的目的。2、超声焊：超声焊又称超声键合，它是利用超声波（60-120kHz）发生器产生的能量，通过磁致伸缩换能器，在超高频磁场感应下，迅速伸缩而产生弹性振动经变幅杆传给劈刀，使劈刀相应振动；同时，在劈刀上施加一定的压力。于是，劈刀就在这两种力的共同作用下，带动Al丝在被焊区的金属化层（如Al膜）表面迅速摩擦，使Al丝和Al膜表面产生塑性形变。这种形变也破坏了Al层界面的氧化层，使两个纯净的金属面紧密接触，达到原子间的“键合”，从而形成牢固的焊接。3、金丝球焊：球焊在引线键合中是最具有代表性的焊接技术。这是由于它操作方便、灵活，而且焊点牢固，压点面积大，又无方向性。现代的金丝球焊机往往还带有超声功能，从而又具有超声焊的优点，有的也叫做热（压）（超）声焊。可实现微机控制下的高速自动化焊接。因此，这种球焊广泛地运用于各类IC和中、小功率晶体管的焊接。33、判断题

在半导体生产中，湿法腐蚀是最主要的用来去除表面材料的刻蚀方法。正确答案：错34、问答题

测试过程4要素？正确答案：检测：确定被测器件（DUT）是否具有或者不具有某些故障。诊断：识别表现于DUT的特定故障。器件特性的描述：确定和校正设计或者测试中的错误。失效模式分析（FMA.：确定引起DUT缺陷制造过程中的错误。35、填空题

缩略语PECVD、LPCVD、HDPCVD和APCVD的中文名称分别是（）、（）、高密度等离子体化学气相淀积和（）。正确答案：等离子体增强化学气相淀积；低压化学气相淀积；常压化学气相淀积36、名词解释

横向扩散正确答案：由于光刻胶无法承受高温过程，扩散的掩膜都是二氧化硅或氮化硅。当原子扩散进入硅片，它们向各个方向运动：向硅的内部，横向和重新离开硅片。假如杂质原子沿硅片表面方向迁移，就发生了横向扩散。37、判断题

离子注入是一个物理过程，不发生化学反应。正确答案：对38、判断题

在CMP设备中被广泛采用的终点检测方法是光学干涉终点检测。正确答案：对39、判断题

在半导体产业界第一种类型的CVD是APCVD。正确答案：对40、问答题

BGA的封装结构和主要特点？正确答案：封装结构：BGA球形触点陈列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按阵列方式制作出球形凸点用以代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也称为凸点阵列载体（PAC.。引脚可超过200，是多引脚LSI用的一种封装。焊球材料为低熔点共晶焊料合金，直径约1mm，间距范围1.27-2.54mm，焊球采用低熔点焊料合金连接在基板底部，组装时焊球熔融，与PCB表面焊盘接合在一起，呈现桶状。特点：BGA引脚很短，使信号路径短，减小了引脚电感和电容，改善了电性能。BGA有利于散热。BGA也适合MCM的封装，有利于实现MCM的高密度、高性能。41、问答题

简述干氧氧化与湿氧氧化各自的特点，通常用哪种工艺制备较厚的二氧化硅层？正确答案：干氧氧化：（优）结构致密，表面平整光亮；对杂质掩蔽能力强；钝化效果好；生长均匀性、重复性好；表面对光刻胶的粘附好，（缺）生长速率非常慢。湿氧氧化：（优）生长速率介于干O2与水汽氧化之间；可由水温、炉温调节生长速率，工艺灵活性大；对杂质的掩蔽能力、钝化效果能满足工艺要求，（缺）表面存在羟基使其对光刻胶的粘附不好。通常用湿氧氧化工艺制备较厚的二氧化硅层。在实际生产中，对于制备较厚的二氧化硅层来说往往采用干氧-湿氧-干氧相结合的氧化方式，既保证了二氧化硅层表面和Si-SiO2界面的质量，有解决了生长效率的问题。42、问答题

与普通溅射法相比，磁控溅射的特点是什么？正确答案：普通溅射法有两个缺点：一是溅射方法淀积薄膜的速率低；二是所需的工作气压较高，这两者综合效果是气体分子对薄膜产生的污染的可能性提高。磁控溅射：使电子的路径不再是直线，而是螺旋线，增加了与气体原子发生碰撞的几率，在同样的电压和气压下可以提高电离的效率，提高了沉积速率.该方法淀积速率可比其他溅射方法高出一个数量级，薄膜质量好。这是磁场有效地提高了电子与气体分子的碰撞几率，因而工作气压可以明显下降，较低的气压条件下溅射原子被散射的几率减小。这一方面降低了薄膜污染的倾向，另一方面也将提高入射到衬底表面原子的能量，因而可以很到程度上改善薄膜质量。43、填空题

制备半导体级硅的过程：1、（）；2、（）；3、（）。正确答案：制备工业硅；生长硅单晶；提纯44、判断题

纯净的半导体是一种有用的半导体。正确答案：错45、问答题

简述焊接材料？正确答案：焊接材料是指焊接时所消耗材料，有软焊接材料，Sn—Pb，低于450摄氏度，还有硬焊接材料。46、判断题

离子注入会将原子撞击出晶格结构而损伤硅片晶格，高温退火过程能使硅片中的损伤部分或绝大部分得到消除，掺入的杂质也能得到一定比例的电激活。正确答案：对47、判断题

世界上第一块集成电路是用硅半导体材料作为衬底制造的。正确答案：错48、判断题

掺杂的杂质和沾污的杂质是一样的效果。正确答案：错49、填空题

在干法刻蚀中发生刻蚀反应的三种方法是（）、（）和（）。正确答案：化学作用；物理作用；化学作用与物理作用混合50、问答题

简述MCM的BGA封装？正确答案：BGA封装适用于MCM封装，能够实现MCM的高密度，高性能。51、问答题

简述引线框架材料？正确答案：引线框架作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料（金丝、铝丝、铜丝）实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，它起到了和外部导线连接的桥梁作用。引线框架材料的要求为：热匹配，良好的机械性能，导电、导热性能好，使用过程无相变，材料中杂质少，低价，加工特性和二次性能好。52、问答题

片式瓷介电容器主要有哪几种类型？各有什么主要特点？正确答案：片式瓷介电容器：单层的电极烧结构成陶瓷芯片，再外加电极，形成电容器。多层片式瓷介电容器：由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层（外电极），从而形成一个类似独石的结构体，故也叫独石电容器。53、问答题

简述MCM的测试技术？正确答案：测试费用高：高测试费用提醒设计者在做设计决策时必须仔细考虑测试问题。一种新设计的MCM所要进行的测试比一种成熟的MCM测试更为复杂。测试独特：裸芯片需要用探针台测试，因此现在可以向封装厂提供良品单芯片（KGD.或高可靠芯片来提高在封装、老化和环境试验以后的成品率。测试复杂：封装后MCM的测试一般包括对每一个独立芯片的测试，测试检查它在封装过程包括内部芯片互连中是否损坏功能测试：MCM的功能测试从数字矢量到环境测试，从高频到大功率，可能包含非常不同的测试类型。54、填空题

制造电子器件的基本半导体材料是圆形单晶薄片，称为硅片或（）。在硅片制造厂，由硅片生产的半导体产品，又被称为（）或（）。正确答案：硅衬底；微芯片；芯片55、填空题

集成电路制造中掺杂类工艺有（）和（）两种。正确答案：热扩散；离子注入56、判断题

外延就是在单晶衬底上淀积一层薄的单晶层，即外延层。正确答案：对57、填空题

硅片上的氧化物主要通过（）和（）的方法产生，由于硅片表面非常平整，使得产生的氧化物主要为层状结构，所以又称为（）。正确答案：热生长；淀积；薄膜58、问答题

说明APCVDLPCVDPECVD各自的含义及特点。正确答案：含义：APCVD——常压化学气相沉积法；LPCVD——低压化学气相沉积法；PECVD——等离子体增强型化学气相沉积法。特点：APCVD制程发生在大气压力常压下，适合在开放环境下进行自动化连续生产。APCVD易于发气相反应，沉积速率较快，可超过1000A/min，适合沉积厚介质层。但由于反应速度较快，两种反应气体在还未到达硅片表面就已经发生化学反应而产生生成物颗粒，这些生成物颗粒落在硅片表面，影响硅片表面的薄膜生长过程，比较容易形成粗粗糙的多孔薄膜，使得薄膜的形貌变差.低气压（133.3PA.下的CVD较长的平均自由路径可减少气相成核几率，减少颗粒，不需气体隔离，成膜均匀性好；晶圆垂直装载和提高生产力；但是反应速率较低，需要较高的衬底温度。APCVD通常使用稀释的硅烷（在氮中占3%）和LPCVD使用纯硅烷。PECVD低温下有高的沉积速率；射频在沉积气体中感应等离子体场；表面所吸附的原子不断受到离子与电子的轰击容易迁移使成膜均匀性好台阶覆盖性好；射频控制沉积薄膜的应力；反应室可用等离子体清洗。59、填空题

热氧化工艺的基本设备有三种（）、（）和（）。正确答案：卧式炉；立式炉；快速热处理炉60、填空题

CZ直拉法生长单晶硅是把（）变为（）并且（）的固体硅锭。正确答案：融化了的半导体级硅液体；有正确晶向的；被掺杂成p型或n型61、填空题

写出三种半导体制造业的金属和合金（）、（）和（）。正确答案：Al；Cu；铝铜合金62、判断题

化学机械平坦化，简称CMP，它是一种表面全局平坦化技术。正确答案：对63、判断题

平滑是一种平坦化类型，它只能使台阶角度圆滑和侧壁倾斜，但高度没有显著变化。正确答案：对64、判断题

传统互连金属线的材料是铝，即将取代它的金属材料是铜。正确答案：错65、判断题

用于亚0.25μm工艺的选择性氧化的主要技术是浅槽隔离。正确答案：对66、判断题

光刻是集成电路制造工艺发展的驱动力。正确答案：对67、判断题

离子注入能够重复控制杂质的浓度和深度，因而在几乎所有应用中都优于扩散。正确答案：错68、问答题

简述引线材料？正确答案：用于集成电路引线的材料，需要注意的特性为电特性、绝缘性质、击穿、表面电阻热特性，玻璃化转化温度、热导率、热膨胀系数，机械特性，扬氏模量、泊松比、刚度、强度，化学特性，吸潮、抗腐蚀。69、判断题

氧化物有两个生长阶段来描述，分别是线性阶段和抛物线阶段。正确答案：对70、判断题

集成电路制造就是在硅片上执行一系列复杂的化学或者物理操作。简而言之，这些操作可以分为四大基本类：薄膜制作、刻印、刻蚀和掺杂。正确答案：对71、判断题

区熔法是20世纪50年代发展起来的，能生产到目前为止最纯的硅单晶，含氧量非常少。正确答案：对72、判断题

大马士革工艺的名字来源于几千年前叙利亚大马士革的一位艺术家发明的一种技术。正确答案：对73、判断题

硅中的杂质只有一部分被真正激活，并提供用于导电的电子或空穴（大约3%~5%），大多数杂质仍然处在间隙位置，没有被电学激活。正确答案：对74、填空题

CZ直拉法的目的是（）。正确答案：实现均匀掺杂的同时并且复制仔晶的结构，得到合适的硅锭直径并且限制杂质引入到硅中75、判断题

半导体级硅的纯度为99.9999999%。正确答案：对76、名词解释

间隙式扩散正确答案：间隙式扩散指间隙式杂质从一个间隙位置运动到相邻的间隙位置。77、问答题

堆叠封装的发展趋势？正确答案：当前半导体封装发展的趋势是越来越多的向高频、多芯片模块（MCM），系统集成（SiP）封装，堆叠封装（PiP，PoP）发展，出现了半导体装配与传统电路板装配间的集成，如倒装晶片直接在终端产品装配。元件堆叠技术是在业已成熟的倒装晶片装配技术上发展起来的。78、填空题

杂质在硅晶体中的扩散机制主要有两种，分别是（）扩散和（）扩散。杂质只有在成为硅晶格结构的一部分，即（），才有助于形成半导体硅。正确答案：间隙式扩散机制；替代式扩散机制；激活杂质后79、判断题

冶金级硅的纯度为98%。正确答案：对80、判断题

大马士革工艺来源于一种类似精制的镶嵌首饰或艺术品的图案。正确答案：对81、判断题

多层金属化指用来连接硅片上高密度堆积器件的那些金属层。正确答案：错82、判断题

溅射是个化学过程，而非物理过程。正确答案：错83、判断题

在刻蚀中用到大量的化学气体，通常用氟刻蚀二氧化硅。正确答案：对84、判断题

CZ直拉法是按照在20世纪90年代初期它的发明者的名字来命名的。正确答案：对85、名词解释

保形覆盖正确答案：保形覆盖是指无论衬底表面有什么样的倾斜图形在所有图形的上面都能沉积有相同厚度的薄膜。86、判断题

热扩散中的横向扩散通常是纵向结深的75%~85%。先进的MOS电路不希望发生横向扩散，因为它会导致沟道长度的减小，影响器件的集成度和性能。正确答案：