課程設(shè)計微電子器件與工藝課程設(shè)計報告

1、目 錄1.設(shè)計任務(wù)及目標.12.課程設(shè)計的基本內(nèi)容.12.1 pnp雙極型晶體管的設(shè)計.12.2 設(shè)計的主要內(nèi)容.13.晶體管工藝參數(shù)設(shè)計.23.1 晶體管的縱向結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計.23.1.1 集電區(qū)雜質(zhì)濃度的確定.23.1.2 基區(qū)及發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度.33.1.3 各區(qū)少子遷移率及擴散系數(shù)的確定.33.1.4 各區(qū)少子擴散長度的計算.43.1.5 集電區(qū)厚度的選擇.43.1.6 基區(qū)寬度的計算.43.1.7 擴散結(jié)深.6 3.1.8 表面雜質(zhì)濃度.73.2晶體管的橫向設(shè)計.83.3工藝參數(shù)的計算.83.3.1 基區(qū)磷預(yù)擴時間 .83.3.2基區(qū)磷再擴散時間計算.83.3.3 發(fā)射區(qū)硼預(yù)擴時間計算.

2、93.3.4 發(fā)射區(qū)硼再擴散時間計算.93.3.5 基區(qū)磷擴散需要的氧化層厚度.103.3.6 發(fā)射區(qū)硼擴散需要的氧化層厚度113.3.7 氧化時間的計算11 3.3.8設(shè)計參數(shù)總結(jié).124晶體管制造工藝流程.134.1硅片及清洗.154.2氧化工藝.164.3光刻工藝.174.3.1光刻原理.174.3.2具體工藝流程.184.3.3硼的擴散.194.3.4磷的擴散.205 版圖.206總結(jié).237參考文獻.2323微電子器件與工藝課程設(shè)計報告pnp雙極型晶體管的設(shè)計1、課程設(shè)計目的與任務(wù)微電子器件與工藝課程設(shè)計是繼微電子器件物理、微電子器件工藝和半導(dǎo)體物理理論課之后開出的有關(guān)微電子器件和工

3、藝知識的綜合應(yīng)用的課程，使我們系統(tǒng)的掌握半導(dǎo)體器件，集成電路，半導(dǎo)體材料及工藝的有關(guān)知識的必不可少的重要環(huán)節(jié)。目的是使我們在熟悉晶體管基本理論和制造工藝的基礎(chǔ)上，掌握晶體管的設(shè)計方法。要求我們根據(jù)給定的晶體管電學(xué)參數(shù)的設(shè)計指標，完成晶體管的縱向結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計晶體管的圖形結(jié)構(gòu)設(shè)計材料參數(shù)的選取和設(shè)計制定實施工藝方案晶體管各參數(shù)的檢測方法等設(shè)計過程的訓(xùn)練，為從事微電子器件設(shè)計、集成電路設(shè)計打下必要的基礎(chǔ)。 2、課程設(shè)計的基本內(nèi)容2.1 pnp雙極型晶體管的設(shè)計設(shè)計一個均勻摻雜的pnp型雙極晶體管，使t=300k時，=120。vceo=15v,vcbo=80v.晶體管工作于小注入條件下，最大集電極電流

4、為ic=5ma。設(shè)計時應(yīng)盡量減小基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)的影響。2.2 設(shè)計的主要內(nèi)容：（1）了解晶體管設(shè)計的一般步驟和設(shè)計原則。（2）根據(jù)設(shè)計指標選取材料，確定材料參數(shù)，如發(fā)射區(qū)摻雜濃度ne,，基區(qū)摻雜濃度nb，集電區(qū)摻雜濃度nc，根據(jù)各區(qū)的摻雜濃度確定少子的擴散系數(shù)，遷移率，擴散長度和壽命等。（3）根據(jù)主要參數(shù)的設(shè)計指標確定器件的縱向結(jié)構(gòu)參數(shù)，如集電區(qū)厚度wc，基區(qū)寬度wb，發(fā)射極寬度we和擴散結(jié)深xjc，發(fā)射結(jié)結(jié)深等。（4）根據(jù)結(jié)深確定氧化層的厚度，氧化溫度和氧化時間；雜質(zhì)預(yù)擴散和再擴散的擴散溫度和擴散時間。（5）根據(jù)設(shè)計指標確定器件的圖形結(jié)構(gòu)，設(shè)計器件的圖形尺寸，繪制出基區(qū)、發(fā)射區(qū)和金屬接觸孔

5、的光刻版圖。 （6）根據(jù)現(xiàn)有工藝條件，制定詳細的工藝實施方案。3晶體管工藝參數(shù)設(shè)計3.1 晶體管的縱向結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計雙極晶體管是由發(fā)射結(jié)和集電結(jié)兩個pn結(jié)組成的，晶體管的縱向結(jié)構(gòu)就是指在垂直于兩個pn結(jié)面上的結(jié)構(gòu)。因此，縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)有兩個：首先是選取縱向尺寸，即決定襯底厚度、集電區(qū)厚度、 基區(qū)厚度、 擴散結(jié)深和等；其次是確定縱向雜質(zhì)濃度和雜質(zhì)分布，即確定集電區(qū)雜質(zhì)濃度、 襯底雜質(zhì)濃度、 表面濃度,以及基區(qū)雜質(zhì)濃度分布等，并將上述參數(shù)轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)中的工藝控制參數(shù)。3.1.1 集電區(qū)雜質(zhì)濃度的確定根據(jù)擊穿電壓與濃度的關(guān)系圖來讀出bvcbo=80v時的nc，如圖1圖1 擊穿電壓與雜質(zhì)濃度的關(guān)系從圖

6、1中可以讀出，當bvcbo=80v時，集電區(qū)雜質(zhì)濃度nc=51015cm-3，對應(yīng)的電阻率為1.2*cm,所以選用（111）晶向的p型硅。3.1.2 基區(qū)及發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度一般的晶體管各區(qū)的濃度要滿足nenbnc，故（1）基區(qū)雜質(zhì)濃度取nb51016cm3 。（2）發(fā)射雜質(zhì)濃度取ne51018cm3 。3.1.3 各區(qū)少子遷移率及擴散系數(shù)的確定（1）少子遷移率少子的遷移率可以通過遷移率與雜質(zhì)濃度的關(guān)系圖查出來。此關(guān)系圖如下圖2所示。圖2 遷移率與雜質(zhì)濃度的關(guān)系圖通過圖2可以查出在300k時，集電區(qū)、基區(qū)和發(fā)射區(qū)各自的少子的遷移率如下。c區(qū)： uc= 1298cm 2/v.s；b區(qū)： ub =37

7、8 cm 2 /v.s；e區(qū)： ue=130 cm 2/v.s；（2）各區(qū)少子擴散系數(shù)的計算根據(jù)愛因斯坦關(guān)系式可以求出各區(qū)少子的擴散系數(shù)c區(qū)：；b區(qū)：；e區(qū)：；3.1.4 各區(qū)少子擴散長度的計算由，其中少子壽命 ，； 3.1.5 集電區(qū)厚度的選擇（1）集電區(qū)厚度的最小值集電區(qū)厚度的最小值由擊穿電壓決定。通常為了滿足擊穿電壓的要求，集電區(qū)厚度wc必須大于擊穿電壓時的耗盡層寬度，即 (是集電區(qū)臨界擊穿時的耗盡層寬度）。對于高壓器件，在擊穿電壓附近，集電結(jié)可用突變結(jié)耗盡層近似，因而（2）集電區(qū)厚度的最大值的最大值受串聯(lián)電阻的限制。增大集電區(qū)厚度會使串聯(lián)電阻增加，飽和壓降增大，因此的最大值受串聯(lián)電阻限

8、制?？紤]到實際情況最終確定。3.1.6 基區(qū)寬度的計算（1）基區(qū)寬度的最大值對于低頻管，與基區(qū)寬度有關(guān)的主要電學(xué)參數(shù)是b，因此低頻器件的基區(qū)寬度最大值由b確定。當發(fā)射效率g1時，電流放大系數(shù)，因此基區(qū)寬度的最大值可按下式估計： 為了使器件進入大電流狀態(tài)時，電流放大系數(shù)仍能滿足要求，因而設(shè)計過程中取l=4。將數(shù)據(jù)代入上式中得：所以基區(qū)寬度的最大值為5.7um。（2）基區(qū)寬度的最小值為了保證器件正常工作，在正常工作電壓下基區(qū)絕對不能穿通。因此，對于高耐壓器件，基區(qū)寬度的最小值由基區(qū)穿通電壓決定。對于均勻基區(qū)晶體管，當集電結(jié)電壓接近雪崩擊穿時，基區(qū)一側(cè)的耗盡層寬度為 所以基區(qū)寬度的取值范圍為：0.4

9、36umwbxj時，發(fā)射結(jié)變?yōu)樾D(zhuǎn)橢圓面旋轉(zhuǎn)橢圓面，如圖3所示。發(fā)射結(jié)集電結(jié)兩個旋轉(zhuǎn)橢圓面之間的基區(qū)體積大于平面結(jié)之間的基區(qū)體積，因而基區(qū)積累電荷增多，基區(qū)渡越時間增長。按照旋轉(zhuǎn)橢圓的關(guān)系，可以解出當se與xj接近時，有效特征頻率為 式中 ，因此，愈大，有效特征頻率愈低。圖3也明顯表明，越大，則基區(qū)積累電荷比平面結(jié)時增加越多。由于基區(qū)積累電荷增加，基區(qū)渡越時間增長，有效特征頻率就下降，因此，通常選取， 則：xjewb4um， 則：xjc2wb8um 圖 3 發(fā)射極條寬對結(jié)面形狀的影響3.1.8 表面雜質(zhì)濃度結(jié)構(gòu)尺寸選定的情況下，發(fā)射區(qū)和基區(qū)表面雜志濃度及其雜志分布的情況主要影響晶體管的發(fā)射效率

10、和基區(qū)電阻。減小基區(qū)電阻要求提高基區(qū)平均雜質(zhì)濃度和表面濃度。同時，提高基區(qū)平均雜質(zhì)濃度，也有利于減小基區(qū)寬變效應(yīng)和基區(qū)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。提高發(fā)射效率則要求減小，增大發(fā)射區(qū)和基區(qū)濃度差別。為了保證在大電流下，晶體管仍具有較高的發(fā)射效率，要求發(fā)射區(qū)和基區(qū)表面濃度相差兩個數(shù)量級以上，即。在這個晶體管設(shè)計中取=1019 cm-3左右，則=1021 cm-3。3.2晶體管的橫向設(shè)計無特別要求，取有效的，。在這個pnp雙極晶體管的設(shè)計中，襯底選取p型硅襯底，晶向為（111）晶向。3.3工藝參數(shù)的計算3.3.1 基區(qū)磷預(yù)擴時間 首先先列出表1，是計算擴散系數(shù)時所需要用到的數(shù)據(jù)，如下表一所示。雜質(zhì)元素bpd0/（

11、cm2/s）0.763.85e/ev3.463.66表1：硼、磷元素在硅中的d0與激活能e注：適用溫度范圍（oc）為:8001350 基區(qū)磷的預(yù)擴溫度為1000 ，即1273k。擴散系數(shù)： 通過單位表面積擴散到硅片內(nèi)部的雜質(zhì)數(shù)量： 根據(jù)公式可解得在特定溫度下擴散的時間：3.3.2基區(qū)磷再擴散時間計算 基區(qū)磷的預(yù)擴溫度為1300 ，即1573k。硅襯底中原有雜質(zhì)的濃度：磷在硅中的擴散系數(shù)為：由于預(yù)擴散的結(jié)深很淺，可將它忽略，故再擴散結(jié)深：（2）又所以代入（2）式可得 化簡得解得基區(qū)磷主擴時間為：t=7166s=2h3.3.3 發(fā)射區(qū)硼預(yù)擴時間計算發(fā)射區(qū)硼預(yù)擴散溫度為1000，即1273k硼在硅中

12、的擴散系數(shù)為：發(fā)射區(qū)進行擴散時的總的雜質(zhì)數(shù)量：發(fā)射區(qū)表面雜質(zhì)濃度：根據(jù)公式可解得在特定溫度下擴散的時間：3.3.4 發(fā)射區(qū)硼再擴散時間計算發(fā)射區(qū)硼再擴散溫度為1200，即1473k在1473k時，硼在硅中的擴散系數(shù)為：由于預(yù)擴散的結(jié)深很淺，可將它忽略，故再擴散結(jié)深： 化簡上式可得：解得發(fā)射區(qū)硼再擴散時間：t=6571s=1.83h3.3.5 基區(qū)磷擴散需要的氧化層厚度雜質(zhì)元素磷（p）1.75硼（b）3.50表2：二氧化硅中磷和硼的與氧化層厚度的最小值由發(fā)射區(qū)主擴溫度為1000，預(yù)擴時間為209s,磷元素在硅中的do與激活能e 為了便于后續(xù)的氧化時間的計算及濕法干法的分配，最終取基區(qū)磷擴散需要的

13、氧化層厚度為。3.3.6 發(fā)射區(qū)硼擴散需要的氧化層厚度氧化層厚度的最小值由發(fā)射區(qū)主擴溫度為1100，預(yù)擴時間為1233s 由于最小氧化層厚度小于，考慮到生產(chǎn)的實際情況，最終取發(fā)射區(qū)硼擴散需要的氧化層厚度為。3.3.7 氧化時間的計算a()b()b/a()干氧0.094.56濕氧(95水汽)0.110表3 1100的干氧和濕氧的氧化速率常數(shù)a()b()b/a()干氧0.041.62濕氧(95水汽)0.050表4 1200的干氧和濕氧的氧化速率常數(shù)（1）基區(qū)氧化時間的計算以上已經(jīng)計算出基區(qū)磷擴散需要的氧化層厚度為。根據(jù)合適的氧化時間，將分配：先干氧500，然后濕氧5000，最后再干氧500干氧氧化

14、：解得t=11min濕氧氧化：解得t=36min（2）發(fā)射區(qū)氧化時間計算以上已經(jīng)計算出發(fā)射區(qū)硼擴散需要的氧化層厚度為。根據(jù)合適的氧化時間，將分配：先干氧1000，然后濕氧5000，最后再干氧1000干氧氧化：解得t=17min濕氧氧化：解得t=22.9min3.3.8設(shè)計參數(shù)總結(jié)整個pnp雙極晶體管設(shè)計的相關(guān)參數(shù)通過表5總結(jié)如下。參數(shù)發(fā)射區(qū)（e）基區(qū)（b）集電區(qū)（c）材料參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)面積ae=30um2ab=100um2ac=500um2擴散溫度和時間(s)預(yù)擴散t=10000c3.5mint=10000c20.5min再擴散t=12000c1.83ht=13000c2h氧化層厚度氧化時間干氧

15、氧化11min濕氧氧化36min干氧氧化11min干氧氧化34min濕氧氧化22.9min干氧氧化34min表5 pnp設(shè)計參數(shù)4晶體管制造工藝流程a.硅片選用和清洗電阻率為1.2*cm,（111）晶向的p型硅。 b.氧化基區(qū)厚度7000，干氧氧化34min濕氧氧化22.9min干氧氧化34minc.光刻基區(qū)涂膠，前烘，使用接觸式曝光機曝光，顯影，堅膜，顯影檢驗，刻蝕，去膠d.基區(qū)擴散（p）預(yù)擴散：1000，20.5分鐘主擴散：1300，2小時e.去氧化層由于hf可以在室溫下與二氧化硅反應(yīng)而不會與硅反應(yīng)，所以使用hf去氧化層f.氧化發(fā)射區(qū)厚度6000干氧氧化11min濕干氧氧化11min氧氧化

16、36ming.發(fā)射區(qū)光刻涂膠，前烘，曝光，顯影，堅膜，顯影檢驗，刻蝕，去膠h.發(fā)射區(qū)擴散(b)預(yù)擴散：1000，3.5min主擴散：1200，1.83hi.去氧化膜使用hf去除氧化膜j.涂光刻膠使用加速旋轉(zhuǎn)托盤，轉(zhuǎn)速提升得越快，越均勻k.光刻引線孔l.鍍金屬引線孔m.去光刻膠最后進行性能檢測4.1硅片及清洗在晶體管和集成電路生產(chǎn)中，幾乎每道工藝有化學(xué)清洗的問題.化學(xué)清洗的好壞對器件性能有嚴重的影響，處理不當，可使全部硅片報廢，無法做出管芯，或使制造出來的器件性能低劣，穩(wěn)定性和可靠性很差。化學(xué)清洗是指清除吸附在半導(dǎo)體，金屬材料以及生產(chǎn)用具表面上的各種有害雜質(zhì)或油污的工藝。清洗方法是利用各種化學(xué)試

17、劑與吸附在被清洗物體表面上的雜質(zhì)及油污發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和溶解作用，或伴以超聲，加熱，抽真空等物理措施，使雜質(zhì)從被清洗物體的表面脫附，然后用大量的高純熱，冷去離子水沖洗，從而獲得潔凈的物體表面?；瘜W(xué)清洗主要包括三個方面的清洗。一是硅片表面的清洗；二是生產(chǎn)過程中使用的金屬材料的清洗；三是生產(chǎn)用的工具，器皿的清洗。硅片清洗的一般程序：吸附在硅片表面的雜質(zhì)大體上可分為分子型，離子型和原子型三種，分子型雜質(zhì)粒子與硅片表面之間的吸附較弱，清除這些雜質(zhì)粒子比較容易.它們多屬油脂類雜質(zhì)，具有疏水性的特點，這種雜質(zhì)的存在，對于清除離子型和原子型雜質(zhì)具有掩蔽作用，因此在對硅片清洗時首先要把它們清除，離子型和原子型吸附

18、的雜質(zhì)屬于化學(xué)吸附雜質(zhì)，其吸附力都較強，因此在化學(xué)清洗時，一般都采用酸，堿溶液或堿性雙氧水先清除離子型吸附雜質(zhì)，然后用王水或酸性雙氧水再來清除殘存的離子型雜質(zhì)用原子型雜質(zhì)，最后用高純?nèi)ルx子水將硅片沖洗干凈，再加溫烘干就可得到潔凈表面的硅片。工藝程序：去分子-去離子-去原子-去離子水沖洗、烘干。硅片清洗液是指能夠除去硅片表面沾污物的化學(xué)試劑或幾種化學(xué)試劑配制的混合液。常用硅片清洗液如表6所示：表6：清洗液名稱配方使用條件作用號洗液nh4oh:h2o2:h2o=1:1:51:2:780510min去油脂去光刻膠殘膜去金屬離子去金屬原子號洗液hcl:h2o2:h2o=1:1:61:2:880510m

19、in去金屬離子去金屬原子號洗液h2so4:h2o2=3:1120101015min去油去臘去金屬離子去金屬原子4.2氧化工藝 （一）氧化原理二氧化硅能夠緊緊地依附在硅襯底表面，具有極穩(wěn)定的化學(xué)性和電絕緣性，因此，二氧化硅可以用來作為器件的保護層和鈍化層，以及電性能的隔離、絕緣材料和電容器的介質(zhì)膜。二氧化硅的另一個重要性質(zhì)，對某些雜質(zhì)（如硼、磷、砷等）起到掩蔽作用，從而可以選擇擴散；正是利用這一性質(zhì)，并結(jié)合光刻和擴散工藝，才發(fā)展起來平面工藝和超大規(guī)模集成電路。根據(jù)迪爾和格羅夫模型，熱氧化過程須經(jīng)歷如下過程：（1）氧化劑從氣體內(nèi)部以擴散形式穿過滯流層運動到sio2-氣體界面，其流密度用f1表示，流

20、密度定義為單位時間通過單位面積的粒子數(shù)。（2）氧化劑以擴散方式穿過sio2層（忽略漂移的影響），到過sio2-si界面，其流密度用f2表示。（3）氧化劑在si表面與si反應(yīng)生成sio2，流密度用f3表示。（4）反應(yīng)的副產(chǎn)物離開界面。氧化的致密性和氧化層厚度與氧化氣氛（氧氣、水氣）、溫度和氣壓有密切關(guān)系。應(yīng)用于集成電路掩蔽的熱氧化工藝一般采用干氧濕氧干氧工藝制備。（二）基區(qū)氧化的工藝步驟1、開氧化爐，并將溫度設(shè)定到750850，開氧氣流量2升/分鐘。2、打開凈化臺，將清洗好的硅片裝入石英舟，然后，將石英舟推到恒溫區(qū)。并開始升溫。3、達到氧化溫度1100后，調(diào)整氧氣流量3升/分鐘，并開始計時，干氧

21、時間20分鐘。4、在開始干氧同時，將濕氧水壺加熱到9598。干氧完成后，開濕氧流量計，立即進入濕氧化。同時關(guān)閉干氧流量計。濕氧時間25分鐘。5、濕氧完成，開干氧流量計，調(diào)整氧氣流量3升/分鐘，并開始計時，干氧時間20分鐘。6、干氧完成后，開氮氣流量計，調(diào)整氮氣流量3升/分鐘，并開始降溫，降溫時間30分鐘。7、將石英舟拉出，并在凈化臺內(nèi)將硅片取出，同時，檢測氧化層面狀況和厚度。8、關(guān)氧化爐，關(guān)氣體。4.3光刻工藝4.3.1光刻原理光刻工藝是加工制造集成電路微圖形結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵工藝技術(shù)，起源于印刷技術(shù)中的照相制版，是在一個平面（硅片）上，加工形成微圖形。光刻工藝包括涂膠、曝光、顯影、腐蝕等工序。集成電

22、路對光刻的基本要求有如下幾個方面：1、高分辨率：一個由10萬元件組成的集成電路，其圖形最小條寬約為3m，而由500萬元件組成的集成電路，其圖形最小條寬1m，因此，集成度提高則要求條寬越細，也就要求光刻技術(shù)的圖形分辨率越高。條寬是光刻水平的標志，代表集成電路發(fā)展水平。2、高靈敏度：靈敏度是指光刻機的感光速度，集成電路要求產(chǎn)量要大，因此，曝光時間應(yīng)短，這就要求光刻膠的靈敏度要高。3、低缺陷：如果一個集成電路芯片上出現(xiàn)一個缺陷，則整個芯片將失效，集成電路制造過程包含幾十道工序，其中光刻工序就有10多次，因此，要求光刻工藝缺陷盡是少，否則，就無法制造集成電路。4、精密的套刻對準：集成電路的圖形結(jié)構(gòu)需要

23、多次光刻完成，每次曝光都需要相互套準，因此集成電路對光刻套準要求非常高，其誤差允許為最小條寬的10%左右。集成電路所用的光刻膠有正膠和負膠兩種：正性光刻膠通常由堿溶性酚醛樹脂、光敏阻溶劑及溶劑等組成，光敏劑可使光刻膠在顯影液中溶解度減小，但曝光將使光敏阻溶劑分解，使光刻膠溶解度大增加而被顯掉，未曝光部分由于溶解度小而留下，負性光刻膠和正性光刻膠相反，負性光刻膠在曝光前能溶于顯影液，曝光后，由于光化反應(yīng)交鏈成難溶大分子而留下，未曝光部分溶于顯影液而顯掉。由此完成圖形復(fù)制?？稍谝r底表面得到與光刻掩膜版遮光圖案相反的保護膠層。本課程設(shè)計采用正光刻膠，正光刻膠通常由堿溶性酚醛樹脂、光敏阻溶劑及溶劑等組

24、成，光敏劑可使光刻膠在顯影液中溶解度減小，但曝光將使光敏阻溶劑分解，使光刻膠溶解度大大增加而被顯掉，未曝光部分由于溶解度小而留下。其4.3.2具體工藝流程如下1 準備：開前烘，堅膜烘箱，前烘溫度設(shè)定95-110，堅膜溫度為135-145。涂膠前15分鐘開啟圖膠凈化臺，調(diào)整轉(zhuǎn)速，以滿足實驗要求。光刻前30分鐘，開啟光刻機汞燈。開啟腐蝕恒溫槽，溫度設(shè)定40清洗膠瓶和吸管，并倒好光刻膠。清洗掩膜版，并在凈化臺下吹干2 涂膠：光刻工藝實驗采用旋轉(zhuǎn)涂膠法，涂膠前設(shè)定好予勻轉(zhuǎn)速和時間。將氧化完成或擴散完成的硅片放在涂膠頭上，滴上光刻膠進行涂膠，要求膠面均勻、無缺陷、無未涂區(qū)域。3 前烘：溫度在95將涂好光

25、刻膠的硅片放入前烘烘箱，并計時，前烘完成后將硅片取出。4 對準：將掩膜版上在光刻機上，并進行圖形套準。5 曝光：將套準后的硅片頂緊，檢查套準誤差、檢查曝光時間，確認無誤后，在進行曝光。6 顯影：本實驗采用浸泡顯影，25時，分別在1#顯影液，2#顯影液顯3-5分鐘，然后在定影液定影3-5分鐘，之后在甩干機中甩干，在顯微鏡下檢查是否合格，否則，返工。7 堅膜：在顯影檢查合格后將硅片放入堅膜烘箱進行堅膜，設(shè)定堅膜時間，堅膜溫度為140。8 腐蝕：將堅膜好的硅片準備腐蝕，首先確認氧化層厚度，計算腐蝕時間。然后進行腐蝕，溫度是40左右，用氫氟酸進行腐蝕，腐蝕后沖水10分鐘，甩干后在顯微鏡下檢查是否腐蝕干

26、凈，若未腐蝕干凈繼續(xù)腐蝕。9 去膠：硅片腐蝕完成后，在3#液中將光刻膠去掉，并沖洗干凈，工藝結(jié)束。4.3.3 硼的擴散（一）原理擴散是微觀粒子的一種極為普遍的熱運動形式，各種分離器件和集成電路制造中的固態(tài)擴散工藝簡稱擴散，硼擴散工藝是將一定數(shù)量的硼雜質(zhì)摻入到硅片晶體中，以改變硅片原來的電學(xué)性質(zhì)。硼擴散是屬于替位式擴散，采用預(yù)擴散和再擴散兩種擴散法：（1）預(yù)擴散磷雜質(zhì)濃度分布方程為：，d1為預(yù)擴散溫度的擴散系數(shù)。 （2）再擴散（主擴散）：硼再擴散為有即源面擴散，雜質(zhì)濃度分布方程為：，其中q為擴散入硅片雜質(zhì)的總量，d2為主擴散（再分布）溫度的擴散系數(shù)，雜質(zhì)分布為高斯分布。（二）工藝步驟：1、準備：開擴散爐，并將溫度設(shè)定倒750-850，開氮氣流量3升/分鐘。本實驗采用液態(tài)源擴散，源溫用低溫恒溫槽保持在5以內(nèi)。2、硅片清洗：清洗硅片（見清洗工藝）將清洗好的硅片甩干。3、將清洗干凈、甩干的硅片涂上硼源。4、從石英管中取出石英舟，將硅片裝上石英舟上，并將石英舟推到恒溫區(qū)，調(diào)節(jié)溫控器，使溫度達到預(yù)擴散溫度1120，并開始計時。5、預(yù)擴完成后，拉出石英舟，取出硅片，漂去硼硅玻璃，沖洗干凈后，檢測r0值。6、將預(yù)擴