集成電路工藝講義

1、集成電路工藝講義 第1頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四余誤差函數(shù)分布圖：第2頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四擴散開始時，表面放入一定量的雜質(zhì)源，而在以后的擴散過程中不再有雜質(zhì)加入，這種擴散就是有限源的擴散。有限源擴散時的初始條件圖：第3頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四在有限源擴散情況下，表面濃度與擴散深度成反比，擴散愈深，則表面濃度愈低。第4頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四擴散結(jié)深第5頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四決定擴散結(jié)深的因素共有4個： 1、襯底雜質(zhì)濃度NE 2、表面

2、雜質(zhì)濃度Ns3、擴散時間t4、擴散溫度T第6頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四擴散層的方塊電阻第7頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四對擴散結(jié)深影響最大的因素是擴散溫度和擴散時間，特別是擴散溫度。因此，在擴散過程中爐溫的控制很關(guān)緊要，通常要求爐溫的偏差小于等于1。第8頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四擴散溫度與擴散時間的選擇預沉積的溫度T不可過低第9頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四主要擴散方法一、液態(tài)源擴散 二、固態(tài)源擴散 箱法擴散：在高溫下，雜質(zhì)氧化物源的蒸氣將充滿整個箱內(nèi)空間，并與硅在表面起作用。三、固

3、固擴散 低溫淀積摻雜氧化層第10頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四高濃度淺擴散中的反?，F(xiàn)象高濃度磷擴散的反常濃度分布圖：第11頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四結(jié)深和方塊電阻的測量第12頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四四探針法測量電阻率第13頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四離子注入設(shè)備第14頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四注入離子的濃度分布注入離子濃度的下降表格：N/Nmax0.5 10-110-210-310-410-510-610-71.2233.74.34.85.35.7第

4、15頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四二氧化硅網(wǎng)絡(luò)每一個硅原子的周圍有四個氧原子，構(gòu)成所謂硅氧正四面體；而兩個相鄰的SiO4四面體之間則依靠公用一個頂角氧而聯(lián)系起來，這種把兩個SiO4四面體聯(lián)系起來的氧原子稱為橋鍵氧。整個SiO2玻璃就是由這種SiO4四面體依靠橋鍵氧相連而混亂排列所構(gòu)成的，是三維的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。顯然， SiO2玻璃的這種結(jié)構(gòu)是較疏松的。在正常情況下，其中氧原子與硅原子數(shù)目之比為2：1。第16頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四HCl的氧化過程，實質(zhì)上就是在熱生長SiO2膜的同時，往SiO2中摻入一定數(shù)量的氧離子的過程。氧離子較多的填補

5、了界面附近的氧空位，形成SiCl負電中心，因此降低了固定正電荷密度和界面態(tài)密度（可使固定正電荷密度降低約一個數(shù)量級）。第17頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四雜質(zhì)在SiO2中的擴散系數(shù)雜質(zhì)在SiO2層中的擴散系數(shù)D與溫度T之間的關(guān)系，和在硅中的類似，也有指數(shù)關(guān)系：第18頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四掩蔽雜質(zhì)擴散所需要的最小的SiO2層厚度X0是N（x）比表面濃度Ns降低3個數(shù)量級時的SiO2厚度即x0是當（N（x）/Ns)=10-3時的x值,第19頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四高溫氧化（或稱為熱氧化）就是把硅襯底片置于1

6、000以上的高溫下，并通入氧化性氣氛（如氧氣、水汽），使襯底本身表面的一層硅氧化成SiO2。這是就地取材的一種好方法。這兩種SiO2表面經(jīng)過干氧氧化后，都可轉(zhuǎn)化為與光刻膠粘附很好的硅氧烷。第20頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四氧化層表面出現(xiàn)斑點氧化層針孔界面態(tài)第21頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四在生產(chǎn)實踐中，測量SiO2層厚度的方法，目前用的最多的是光干涉法。第22頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四光刻示意圖：第23頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四第24頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35

7、分，星期四側(cè)向腐蝕示意圖：第25頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四光刻膠的厚度光刻膠濃度投影曝光第26頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四金屬半導體接觸第27頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四低勢壘接觸例如AuSi（p型）PtSi（p型）第28頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四高復合接觸以上討論說明，簡單的金屬半導體接觸不是歐姆接觸，必須要采取半導體高摻雜或在接觸面附近出摻入大量強復合中心等措施，才能成為良好的歐姆接觸，為了提高器件的穩(wěn)定性、可靠性，對金屬電極系統(tǒng)還必須從其他方面作更深入的研究。第29頁，共3

8、6頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四電遷移第30頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四偏壓溫度試驗測定可動正離子（BT試驗）第31頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四低溫鈍化（LTP）技術(shù)在低溫SiO2上淀積一層磷鋁混合物第32頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四磷硅玻璃（P2O5. SiO2)鈍化第33頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四版圖的長度單位圖形層定義 任何層的圖形都可用同層文字注釋，一個圖形層與一塊掩模對應。圖形邊框和填充的顏色、線型與線條粗細、填充花案等，均為非本質(zhì)的屬性常用的數(shù)據(jù)格式有：Calma GDS格式，CIF格式，EDIF格式第34頁，共36頁，2022年，5月20日，1點35分，星期四但需先行約