集成电路工艺原理答案2-5要领.pdf

第二次作业 1．（1）随着 MOS 器件尺寸不断缩小，栅氧化层的厚度也必须同时减薄。在此情况下，请 问MOS 器件对 Na ＋的玷污的敏感度是增加了还是降低了，为什么？ （2 ）在栅氧化层厚度不断减薄的情况下，对于硅片衬底的掺杂（或者器件沟道区的阈值 电压的调整注入），必须采用什么样的措施才能保证器件的阈值电压不变，为什么？ 2ε qN (2φ ) qQ V V 2φ s A f M 答：（1）根据阈值电压 =+ + + TH FB f C C ox ox 当tox 减小时，Cox会增加，所以此时同样的载流子数量QM对VTH有更小的影响，即MOS 器件对Na ＋的玷污敏感度会降低。 （2 ）通过上面的分析，可知，在tox减薄时，，Cox增大，为使VTH保持不变， 衬底（或沟道区掺杂浓度NA必须增大。 2 ．2 、基于使水（H O ）中的氧（O ）含量达到饱和并以此作为氧化剂的方法，目前已经 2 2 提出了一种新的清洗程序，即采用H O/O 取代H O 。假定硅片受到了微量的金、铁和铜原 2 2 2 2 子的玷污，这种新清洗工艺能够有效去除杂质吗？为什么？ 答：如课文所述，清洗硅片表面金属离子包含了下面的化学原理： M ←⎯→M z + +z e − 所以清洗金属离子机理就是使金属离子氧化变成可溶性离子，从而洗去，利用氧化剂来实现 清洗硅片就要求此氧化剂的标准氧化势要低于被还原的金属离子，从而使金属离子失去电 子。从下表可知： O /H O 的氧化势大于Au ，低于Cu和Fe ，所以O /H O氧化剂可以去掉Cu和Fe ，但无法去除金。 2 2 2 2 第三次作业 1．对于 NA ＝0.6 的曝光系统，设K1 ＝0.6，K2 ＝0.5，考虑 100nm－1000nm 之间的波长， 计算其在不同的曝光波长下的理论分辨率和焦深，并作图，图中标出常用的光刻波长（i 线，g 线，KrF ，ArF ），根据计算和图，请说明ArF 对于 0.13um 和 0.1um 技术是否足够？ 答：根据公式： λ λ λ λ R k1 0.6 和DOF =±k2 2 =±0.5 2 NA 0.6 (NA) (0.6) 对 g 线：λ＝436nm，则R ＝436nm，DOF ＝605.6nm 对 i 线：λ＝365nm，则R ＝365nm，DOF ＝506.9nm 对 KrF: λ＝248nm，则R ＝248nm，DOF ＝344.4nm 对 ArF ：λ＝193nm，则R ＝193nm，DOF ＝268.0nm 所得图如下所示： 2 ．假定某种光刻胶可以 MTF ＝0.3 分辨图形，如果曝光系统 NA ＝0.4，S＝0.5，则采用 i 线光源时光刻分辨的最小尺寸是多少？ 答：由ppt讲义上图知：MTF ＝0.3，S＝0.5 时，对应空间频率y ＝0.57yo NA 0.4 i 线 λ＝365nm，y 0 1.80 /u m 0.61λ 0.61*365nm 即分辨率是每um 1.80 ×0.57 ＝1.02 条 所以最小线条的分辨尺寸为 1/2pitch＝0.49um，pitch ＝0.98um 第四次作业 1．根据表格 1 中给定的值计算光刻胶 Az －1450 的 4 个波长的 CMTF 。假定 NA ＝0.4，S ＝0.5 。应用MTF/S 空间频率图，求出表格 2 中的其他参数。 波长（