1、微机电系统课程复习提纲1. 什么叫微机电系统？该学科的特点是什么？写出微机电系统在美国、日本和欧洲的英文术语。2. 给出微机电系统常用材料，并说明硅及其合金材料的特点。3. 尺寸微小是微机电系统的基本特征，简述微尺寸效应给 MEMS 带来的五种影响因素。4. 微尺寸效应对于微机械系统信号检测的影响是什么？并写出从设计上考虑需要遵循的原则。5. 说明微机电系统的制造与集成电路制造技术的联系与区别，并写出微机电系统的专用制造方法。6. 硅材料分单晶硅、多晶硅和非晶硅，写出单晶硅和多晶硅的区别和联系；并写出硅单晶在晶面上原子密度、扩散速度以及腐蚀速度的大小关系。7. 分别阐述应用于 MEMS 制造的
2、体微细加工技术中湿法和干法加工技术的原理和特点。8. 在集成电路制造中经常使用掺杂技术，掺杂的目的是什么？主要采用哪两种技术？并说明其工作原理。9. 为什么外延生长技术在硅单晶薄膜制造中很重要？并说明汽相外延的定义，写出四氯化硅氢还原法和硅烷热分解法外延的化学反应式。10. 写出光刻工艺中曝光、显影和后烘的目的。11. 说明光刻工艺的基本原理，并阐述在光刻工艺中使用的负/正性光刻胶的区别。12. 左图是一差分对电路图，右图是某一版图设计师设计的版图，你觉得合适吗？如果不能满足工艺的要求，请说明不对的原因，并给出解决办法。答：“栅极掩蔽”的效应: 这个效应是在源/漏区注入过程中由多晶硅栅极造成的
3、。因为注入物（或者说硅大晶片）有 7的倾斜以防止沟道效应的产生，这样一来，在源区或漏区的一条窄带会有少量的注入，对注入区热处理后，在源极和漏极边上的扩散会产生微小的不对称。 （10 分）图(b)中把两个晶体管按不同方向放置，将会影响器件间的匹配。因为在光刻和硅片制造流程中的许多工序都表现出沿不同方向的行为特征。图 (c)和 (d)提供了两种可以接受的解决方案。13. 在版图设计中，大多数其他的尺寸都由“设计规则” 设定。也就是说，尽管工艺流程的每一步都存在着各种偏差，但这一套规则保证了合格晶体管的制作和互连。大多数设计规则都归入以下四种类型之一。（1）最小宽度；（2）最小间距；（3）最小覆盖；
4、（4）最小延展。请说明含意，并画出示意图。答：（1）最小宽度A 在一条狭窄的多晶硅线上宽度的剧烈变化 掩模版上所限定的图形的宽度（及长度）都度必须大于一个最小尺寸，这个最小尺寸是由光刻技术和加工工艺水平决定的。比如，如果一个多晶硅矩形过于狭窄，由于工艺中的公差，它就会中断，至少会形成极大的局部阻抗（图 a） 。一般说来，层越厚，它允许的最小宽度就越大。这就表明随着工艺尺度度的减小，层的最小厚度将与之成比例地减小。层的最小厚度并非由版图设计者控制。典型的现代 CMOS 技术通常涉及 150 个以上版图设计规则。 （5 分）（2）最小间距在同一块掩膜上或有些情况下在不同掩膜上形成的各种几何图形间必
5、须有最小间隔加以分割。例如：图 (a)表示的那样，如果两条多晶硅线彼此之间靠得太近的话，就有可能短路。图(b)中表示的情况，一条多晶硅线在一个晶体管的源/ 漏区附近通过。这就需要一个最小的间距来保证环绕晶体管的注入区不会和多晶硅线重迭。（3）最小覆盖包围接触孔的多晶硅线和金属线的最小覆盖原则围绕着晶体管的 n 阱和 p+注入区必须留有足够的间距，以保证在有容差时器件也能被这些图形所包含。这些都是最小覆盖规则的实例。图描述了一个例子，图中一个多晶硅接触孔把一条多晶硅线和金属引线 1 连接起来。为了确保接触孔保持在多晶硅线和金属引线 1 重叠的方块区域中，相应图形须包容接触孔并留有足够的空余。（4）最小延展某些图形必须延展超越其它图形边沿一个最小值。比如象图中所表示的那样，多晶硅栅极必须延展超越有源区边沿一个最小量，才能保证晶体管在边缘附近仍能正常工作。
