PIE工程师必备

24. 源/漏极(source/drain)的形成步骤可分为那些?

答:①LDD的离子注入(Implant);

②Spacer的形成;

③N+/P+IMP高浓度源/漏极(S/D)注入及快速热处理(RTA:Rapid Thermal Anneal)。

25. LDD是什幺的缩写? 用途为何?

答:LDD: Lightly Doped Drain. LDD是使用较低浓度的源/漏极, 以防止组件产生热载子效应的一项工艺。

①②LDD离子植入PN-WellPPN-WellP

③形成Spacer④N+/P+高浓度离子植入PN-WellPP+N-WellP+26. 何谓 Hot carrier effect (热载流子效应)?

答:在线寛小于0.5um以下时, 因为源/漏极间的高浓度所产生的高电场,

导致载流子在移动时被加速产生热载子效应, 此热载子效应会对gate oxide造成破坏, 造成组件损伤。

27. 何谓Spacer? Spacer蚀刻时要注意哪些地方?

答:在栅极(Poly)的两旁用dielectric(介电质)形成的侧壁,主要由 Ox/SiN/Ox组成。蚀刻spacer 时要注意其CD大小,profile(剖面轮廓),

及remain oxide(残留氧化层的厚度) 28. Spacer的主要功能?

答:①使高浓度的源/漏极与栅极间产生一段LDD区域; ②作为Contact Etch时栅极的保护层。

29. 为何在离子注入后, 需要热处理( Thermal Anneal)的工艺?

答:①为恢复经离子注入后造成的芯片表面损伤; ②使注入离子扩散至适当的深度;

③使注入离子移动到适当的晶格位置。 30. SAB是什幺的缩写? 目的为何?

答:SAB:Salicide block, 用于保护硅片表面,在RPO (Resist Protect Oxide)

的保护下硅片不与其它Ti, Co形成硅化物(salicide)

31. 简单说明SAB工艺的流层中要注意哪些?

答:①SAB 光刻后(photo),刻蚀后(etch)的图案(特别是小块区域)。要

确定有完整的包覆(block)住必需被包覆(block)的地方。

②remain oxide (残留氧化层的厚度)。

32. 何谓硅化物( salicide)?

答:Si 与 Ti 或 Co 形成 TiSix 或 CoSix, 一般来说是用来降低接触电阻

值(Rs, Rc)。 33. 硅化物(salicide)的形成步骤主要可分为哪些? 答:①Co(或Ti)+TiN的沉积;

②第一次RTA(快速热处理)来形成Salicide。

③将未反应的Co(Ti)以化学酸去除。

④第二次RTA (用来形成Ti的晶相转化, 降低其阻值)。 34. MOS器件的主要特性是什幺?

答:它主要是通过栅极电压(Vg)来控制源,漏极(S/D)之间电流,实现其

开关特性。

35. 我们一般用哪些参数来评价device的特性?

答:主要有Idsat、Ioff、Vt、Vbk(breakdown)、Rs、Rc;一般要求Idsat、 Vbk (breakdown)值尽量大, Ioff、Rc尽量小,Vt、Rs尽量接近设计

值. 36. 什幺是Idsat?Idsat 代表什幺意义?

答:饱和电流。也就是在栅压(Vg)一定时,源/漏(Source/Drain)之间流动的

最大电流.

37. 在工艺制作过程中哪些工艺可以影响到Idsat?

答:Poly CD(多晶硅尺寸)、Gate oxide Thk(栅氧化层厚度)、AA(有源区)

宽度、Vt imp.条件、LDD imp.条件、N+/P+ imp. 条件。 38. 什幺是Vt? Vt 代表什幺意义?

答:阈值电压(Threshold Voltage),就是产生强反转所需的最小电压。当 栅极电压Vg

便产生导电沟道,MOS处于开的状态。 39. 在工艺制作过程中哪些工艺可以影响到Vt?

答:Poly CD、Gate oxide Thk. (栅氧化层厚度)、AA(有源区)宽度及Vt imp.

条件。

40. 什幺是Ioff? Ioff小有什幺好处

答:关态电流,Vg=0时的源、漏级之间的电流,一般要求此电流值越小越 好。Ioff越小, 表示栅极的控制能力愈好, 可以避免不必要的漏电流(省

电)。 41. 什幺是 device breakdown voltage?

答:指崩溃电压(击穿电压),在 Vg=Vs=0时,Vd所能承受的最大电压, 当Vd大于此电压时,源、漏之间形成导电沟道而不受栅压的影响。

在器件越做越小的情况下,这种情形会将会越来越严重。

42. 何谓ILD? IMD? 其目的为何?

答: ILD :Inter Layer Dielectric, 是用来做device 与 第一层metal 的 隔离(isolation),而IMD:Inter Metal Dielectric,是用来做metal 与

metal 的隔离(isolation).要注意ILD及IMD在CMP后的厚度控制。

IMD Metal-1 CT 43. 一般介电层ILD的形成由那些层次组成?

答:① SiON层沉积(用来避免上层B,P渗入器件);

② BPSG(掺有硼、磷的硅玻璃)层沉积;

③ PETEOS(等离子体增强正硅酸乙脂)层沉积;

最后再经ILD Oxide CMP(SiO2的化学机械研磨)来做平坦化。

44. 一般介电层IMD的形成由那些层次组成?

答:① SRO层沉积(用来避免上层的氟离子往下渗入器件);

② HDP-FSG(掺有氟离子的硅玻璃)层沉积;

③ PE-FSG(等离子体增强,掺有氟离子的硅玻璃)层沉积;

使用FSG的目的是用来降低dielectric k值, 减低金属层间的寄生电容。 最后再经IMD Oxide CMP(SiO2的化学机械研磨)来做平坦化。 45. 简单说明Contact(CT)的形成步骤有那些?

答:Contact是指器件与金属线连接部分,分布在poly、AA上。

① Contact的Photo(光刻);

② Contact的Etch及光刻胶去除(ash & PR strip);

③ Glue layer(粘合层)的沉积; ④ CVD W(钨)的沉积 ⑤ W-CMP 。

46. Glue layer(粘合层)的沉积所处的位置、成分、薄膜沉积方法是什幺?

答:因为W较难附着在Salicide上,所以必须先沉积只Glue layer再沉积W

Glue layer是为了增强粘合性而加入的一层。主要在salicide与W(CT)、W(VIA)与metal之间, 其成分为Ti和TiN, 分别采用PVD 和CVD方式制作。

47. 为何各金属层之间的连接大多都是采用CVD的W-plug(钨插塞)?

答:① 因为W有较低的电阻;

② W有较佳的step coverage(阶梯覆盖能力)。

48. 一般金属层(metal layer)的形成工艺是采用哪种方式?大致可分为那些步骤?

答:① PVD (物理气相淀积) Metal film 沉积

② 光刻(Photo)及图形的形成;

③ Metal film etch 及plasma(等离子体)清洗(此步驺为连序工艺,在同

一个机台内完成,其目的在避免金属腐蚀) ④ Solvent光刻胶去除。

49. Top metal和inter metal的厚度,线宽有何不同?

答:Top metal通常要比inter metal厚得多,0.18um工艺中inter metal为4KA, 而top metal要8KA.主要是因为top metal直接与外部电路相接,所承受

负载较大。一般top metal 的线宽也比 inter metal宽些。

50.

在量测Contact /Via(是指metal与metal之间的连接)的接触窗开的好不好时, 我们是利用什幺电性参数来得知的?

答:通过Contact 或Via的 Rc值,Rc值越高,代表接触窗的电阻越大, 一

般来说我们希望Rc 是越小越好的。

51. 什幺是Rc? Rc代表什幺意义?

答:接触窗电阻,具体指金属和半导体(contact)或金属和金属(via),在相

接触时在节处所形成的电阻,一般要求此电阻越小越好。 52. 影响Contact (CT) Rc的主要原因可能有哪些?

答:①ILD CMP 的厚度是否异常;

②CT 的CD大小;

③CT 的刻蚀过程是否正常;

④接触底材的质量或浓度(Salicide,non-salicide); ⑤CT的glue layer(粘合层)形成; ⑥CT的W-plug。

53. 在量测Poly/metal导线的特性时, 是利用什幺电性参数得知? 答:可由电性量测所得的spacing & Rs 值来表现导线是否异常。 54. 什幺是spacing?如何量测?

答:在电性测量中,给一条线(poly or metal)加一定电压,测量与此线相邻但 不相交的另外一线的电流,此电流越小越好。当电流偏大时代表导线间

可能发生短路的现象。

55. 什幺是 Rs?

答:片电阻(单位面积、单位长度的电阻),用来量测导线的导电情况如何。

一般可以量测的为 AA(N+,P+), poly & metal. 56. 影响Rs有那些工艺?

答:① 导线line(AA, poly & metal)的尺寸大小。(CD=critical dimension)

② 导线line(poly & metal)的厚度。

③ 导线line (AA, poly & metal) 的本身电导性。(在AA, poly line 时可

能为注入离子的剂量有关)

57. 一般护层的结构是由哪三层组成?

答:① HDP Oxide(高浓度等离子体二氧化硅)

② SRO Oxide(Silicon rich oxygen富氧二氧化硅) ③ SiN Oxide

58. 护层的功能是什幺?

答:使用oxide或SiN层, 用来保护下层的线路,以避免与外界的水汽、空气

相接触而造成电路损害。 59. Alloy 的目的为何?

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