集成電路制造工藝原理集成電路制造工藝原理模板

《集成電路制造工藝原理》課程教學(xué)教案山東大學(xué)信息科學(xué)和工程學(xué)院電子科學(xué)和技術(shù)教研室(微電)張新課程總體介紹：課程性質(zhì)及開課時間：本課程為電子科學(xué)和技術(shù)專業(yè)（微電子技術(shù)方向和光電子技術(shù)方向）專業(yè)選修課。本課程是半導(dǎo)體集成電路、晶體管原理和設(shè)計和光集成電路等課程前修課程。本課程開課時間暫定在第五學(xué)期。參考教材：《半導(dǎo)體器件工藝原理》國防工業(yè)出版社華中工學(xué)院、西北電訊工程學(xué)院合編《半導(dǎo)體器件工藝原理》（上、下冊）國防工業(yè)出版社成全部電訊工程學(xué)院編著《半導(dǎo)體器件工藝原理》上?？萍汲霭嫔纭栋雽?dǎo)體器件制造工藝》上?？萍汲霭嫔纭都呻娐分圃旒夹g(shù)-原理和實踐》電子工業(yè)出版社《超大規(guī)模集成電路技術(shù)基礎(chǔ)》電子工業(yè)出版社《超大規(guī)模集成電路工藝原理-硅和砷化鎵》電子工業(yè)出版社現(xiàn)在實際教學(xué)課時數(shù)：課內(nèi)課時54課時教學(xué)內(nèi)容介紹：本課程關(guān)鍵介紹了以硅外延平面工藝為基礎(chǔ)，和微電子技術(shù)相關(guān)器件（硅器件）、集成電路（硅集成電路）制造工藝原理和技術(shù)；介紹了和光電子技術(shù)相關(guān)器件（發(fā)光器件和激光器件）、集成電路（光集成電路）制造工藝原理，關(guān)鍵介紹了最經(jīng)典化合物半導(dǎo)體砷化鎵材料和和光器件和光集成電路制造相關(guān)工藝原理和技術(shù)。教學(xué)課時安排：(按54課時)課程介紹及緒論2課時第一章襯底材料及襯底制備6課時第二章外延工藝8課時第三章氧化工藝7課時第四章?lián)诫s工藝12課時第五章光刻工藝3課時第六章制版工藝3課時第七章隔離工藝3課時第八章表面鈍化工藝5課時第九章表面內(nèi)電極和互連3課時第十章器件組裝2課時課程教案:課程介紹及序論（2課時）內(nèi)容：課程介紹：1教學(xué)內(nèi)容1.1和微電子技術(shù)相關(guān)器件、集成電路制造工藝原理1.2和光電子技術(shù)相關(guān)器件、集成電路制造1.3參考教材教學(xué)課時安排學(xué)習(xí)要求序論：課程內(nèi)容：半導(dǎo)體技術(shù)概況1.1半導(dǎo)體器件制造技術(shù)1.1.1半導(dǎo)體器件制造工藝設(shè)計1.1.2工藝制造1.1.3工藝分析1.1.4質(zhì)量控制1.2半導(dǎo)體器件制造關(guān)鍵問題1.2.1工藝改革和新工藝應(yīng)用1.2.2環(huán)境條件改革和工藝條件優(yōu)化1.2.3重視情報和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)立即調(diào)整1.2.4工業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)典硅外延平面器件管芯制造工藝步驟及討論2.1常規(guī)npn外延平面管管芯制造工藝步驟2.2經(jīng)典pn隔離集成電路管芯制造工藝步驟2.3兩工藝步驟討論2.3.1相關(guān)說明2.3.2兩工藝步驟區(qū)分及原因課程關(guān)鍵：介紹了和電子科學(xué)和技術(shù)中兩個專業(yè)方向（微電子技術(shù)方向和光電子技術(shù)方向）相關(guān)制造業(yè)，指明該制造業(yè)是社會基礎(chǔ)工業(yè)、是現(xiàn)代化基礎(chǔ)工業(yè)，是國家遠(yuǎn)景計劃中置于首位發(fā)展工業(yè)。介紹了和微電子技術(shù)方向相關(guān)分離器件（硅器件）、集成電路（硅集成電路）制造工藝原理內(nèi)容，指明微電子技術(shù)從某種意義上是指大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路制造技術(shù)。因為集成電路制造技術(shù)是由分離器件制造技術(shù)發(fā)展起來，則從制造工藝上看，兩種工藝步驟中絕大多數(shù)制造工藝是相通，但集成電路制造技術(shù)中包含了分離器件制造所沒有特殊工藝。介紹了和光電子技術(shù)方向相關(guān)分離器件、集成電路制造工藝原理內(nèi)容。指明這些器件（發(fā)光器件和激光器件）和集成電路（光集成電路）多是由化合物半導(dǎo)體為基礎(chǔ)材料，最常見和最經(jīng)典是砷化鎵材料，本課程簡單介紹了砷化鎵材料及其制造器件時相關(guān)工藝技術(shù)和原理。在課程介紹中，指出了集成電路制造工藝原理內(nèi)容是伴隨半導(dǎo)體器件制造工藝技術(shù)發(fā)展而發(fā)展、是伴隨電子行業(yè)對半導(dǎo)體器件性能不停提升要求（小型化、微型化、集成化、和高頻特征、功率特征、放大特征提升）而不停充實。綜觀其發(fā)展歷程，由四十年代末合金工藝原理到五十年代初合金擴散工藝原理，又因為硅平面工藝出現(xiàn)而發(fā)展為硅平面工藝原理、繼而發(fā)展為硅外延平面工藝原理，硅外延平面工藝是集成電路制造基礎(chǔ)工藝；在制造分離器件和集成電路時，為提升器件和集成電路可靠性、穩(wěn)定性，引入了若干有實效保護器件表面工藝，則加入了表面鈍化工藝原理內(nèi)容；在制造集成電路時，為實現(xiàn)集成電路中各元器件間電性隔離，引入了隔離墻制造，則又加入了隔離工藝原理內(nèi)容。所以，集成電路工藝原理=硅外延平面工藝原理+表面鈍化工藝原理+隔離工藝原理，而大規(guī)模至甚大規(guī)模集成電路制造工藝，只不過是在摻雜技術(shù)、光刻技術(shù)（制版技術(shù)）、電極制造技術(shù)方面進行了技術(shù)改善而已。介紹了半導(dǎo)體技術(shù)概況，指出半導(dǎo)體技術(shù)是由工藝設(shè)計、工藝制造、工藝分析和質(zhì)量控制四部分組成。工藝設(shè)計包含工藝參數(shù)設(shè)計、工藝步驟設(shè)計和工藝條件設(shè)計三部分內(nèi)容，其設(shè)計過程是：由器件電學(xué)參數(shù)（分離器件電學(xué)參數(shù)和集成電路功效參數(shù)）參考工藝水平進行結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計；然后進行理論驗算（結(jié)構(gòu)參數(shù)能否達(dá)成器件電學(xué)參數(shù)要求）；驗算合格，依據(jù)工藝原理和原有工藝數(shù)據(jù)進行工藝設(shè)計。工藝制造包含工藝程序?qū)嵤?、工藝設(shè)備、工藝改革三部分內(nèi)容。工藝分析包含原始材料分析、外延片質(zhì)量分析、各工序片子參數(shù)分析和工藝條件分析等四部分內(nèi)容，工藝分析目標(biāo)是為了工藝改善。質(zhì)量控制包含分離器件和集成電路失效機理研究、可靠性分析和工藝參數(shù)控制自動化三部分內(nèi)容。在介紹、討論、分析基礎(chǔ)上，指明了半導(dǎo)體器件制造中要注意多個關(guān)鍵問題。介紹了以經(jīng)典硅外延平面工藝為基礎(chǔ)常規(guī)npn外延平面管管芯制造工藝步驟和經(jīng)典pn隔離集成電路管芯制造工藝步驟，并分析了兩種工藝共同處和不一樣處。課程難點：半導(dǎo)體器件制造工藝設(shè)計所包含三部分內(nèi)容中工藝參數(shù)設(shè)計所包含具體內(nèi)容；工藝步驟設(shè)計包含具體內(nèi)容；工藝條件設(shè)計包含具體內(nèi)內(nèi)容。工藝制造包含具體內(nèi)容，工藝線步驟和各工序操作步驟區(qū)分。半導(dǎo)體器件制造工藝分析所包含四部分內(nèi)容，進行原始材料分析、外延片質(zhì)量分析、各工序片子參數(shù)分析、工藝條件分析意義何在；怎樣對應(yīng)器件不合格性能參數(shù)，經(jīng)過上述四項分析進行工藝改善，從而得到合格性能參數(shù)。半導(dǎo)體器件制造質(zhì)量控制須做哪些工作，為何說經(jīng)過質(zhì)量控制，器件生產(chǎn)廠家可提升經(jīng)濟效益、可提升本身產(chǎn)品競爭能力、可提升產(chǎn)品信譽度。什么是工藝改革和新工藝應(yīng)用？什么是環(huán)境條件改革和工藝條件優(yōu)化？為何要重視情報和立即調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)？什么是工業(yè)化大生產(chǎn)？這些問題為何會成為半導(dǎo)體器件制造中關(guān)鍵問題？為何說半導(dǎo)體器件制造有冗長工藝步驟？十幾步分離器件制造工藝步驟和二十幾步集成電路制造工藝步驟有什么區(qū)分？集成電路制造比分離器件制造多出了隔離制作和埋層制作，各自有哪幾步工藝組成？各起到什么作用？基礎(chǔ)概念：1半導(dǎo)體器件-由半導(dǎo)體材料制成分離器件和半導(dǎo)體集成電路。2半導(dǎo)體分離器件-多種晶體三極管；多種晶體二極管；多種晶體可控硅。3半導(dǎo)體集成電路-以半導(dǎo)體（硅）單晶為基片，以外延平面工藝為基礎(chǔ)工藝，將組成電路各元器件制作于同一基片上，布線連接組成功效電路。4晶體三極管電學(xué)參數(shù)-指放大倍數(shù)、結(jié)擊穿電壓、管子工作電壓、工作頻率、工作功率、噪聲系數(shù)等。5晶體三極管結(jié)構(gòu)參數(shù)-包含所用材料、電性區(qū)各層結(jié)構(gòu)參數(shù)、器件芯片尺寸、外延層結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝片厚度等。6硅平面工藝-指由熱氧化工藝、光刻工藝和擴散工藝為基礎(chǔ)工藝組成近平面加工工藝。7硅外延平面工藝-外延工藝+硅平面工藝組成器件制造工藝?；A(chǔ)要求：要求學(xué)生了解本課程性質(zhì)，知道學(xué)好集成電路制造工藝原理對學(xué)習(xí)專業(yè)課關(guān)鍵性。掌握半導(dǎo)體器件制造技術(shù)中所包含四部分內(nèi)容。了解工藝設(shè)計所包含三部分內(nèi)容中工藝參數(shù)設(shè)計所包含具體內(nèi)容；工藝步驟設(shè)計包含具體內(nèi)容；工藝條件設(shè)計包含具體內(nèi)內(nèi)容。了解工藝制造包含具體內(nèi)容，知道工藝線步驟和各工序操作步驟區(qū)分是什么。了解半導(dǎo)體器件制造工藝分析所包含四個分析內(nèi)容，知道進行原始材料分析、外延片質(zhì)量分析、各工序片子參數(shù)分析、工藝條件分析指導(dǎo)意義；能夠?qū)?yīng)器件不合格性能參數(shù)，經(jīng)過上述四項分析進行工藝改善，從而得到合格性能參數(shù)。知道半導(dǎo)體器件制造質(zhì)量控制須做哪些工作，能清楚知道經(jīng)過質(zhì)量控制，器件生產(chǎn)廠家可提升經(jīng)濟效益、可提升本身產(chǎn)品競爭能力、可提升產(chǎn)品信譽度原因。知道什么是工藝改革和新工藝應(yīng)用？什么是環(huán)境條件改革和工藝條件優(yōu)化？為何要重視情報和立即調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)？什么是工業(yè)化大生產(chǎn)？清楚這些問題為何會成為半導(dǎo)體器件制造中關(guān)鍵問題？了解半導(dǎo)體器件制造有冗長工藝步驟，分離器件制造工藝最少有十幾步工藝步驟，集成電路制造工藝最少有二十幾步制造工藝步驟。知道集成電路制造比分離器件制造多出了隔離制作和埋層制作兩大部分，知道制作隔離區(qū)目標(biāo)何在？制作埋層區(qū)目標(biāo)何在？清楚隔離制作有哪幾步工藝組成？知道隔離氧化、隔離光刻和隔離擴散工藝各自達(dá)成什目標(biāo)；清楚埋層制作有哪幾步工藝組成？知道埋層氧化、埋層光刻和埋層擴散工藝各自達(dá)成什目標(biāo)。緒論作業(yè)：思索題：2個第一章襯底材料及襯底制備(6課時)§1.1襯底半導(dǎo)體材料3課時課程內(nèi)容：1常見半導(dǎo)體材料及其特點常見半導(dǎo)體材料1.1.1元素半導(dǎo)體材料1.1.2化合物半導(dǎo)體材料硅材料特點1.2.1價格低、純度高1.2.2制成器件能工作在較高溫度下1.2.3電阻率選擇范圍寬1.2.4其特有硅外延平面工藝砷化鎵材料特點1.3.1載流子低場遷移率高1.3.2禁帶寬度更大1.3.3能帶結(jié)構(gòu)更靠近躍遷型2硅、砷化鎵晶體結(jié)構(gòu)及單晶硅體2.1硅晶體結(jié)構(gòu)及特點2.1.1硅金剛石型晶胞結(jié)構(gòu)2.1.2硅原子沿〈111〉向排列規(guī)律2.2砷化鎵晶體結(jié)構(gòu)及特點2.2.1砷化鎵閃鋅礦型晶胞結(jié)構(gòu)2.2.2砷化鎵〈111〉向六棱柱晶胞2.2.3砷化鎵〈111〉向特點2.3硅、砷化鎵晶體制備方法2.3.1硅單晶體制備方法2.3.2砷化鎵晶體制備方法2.4單晶硅體2.4.1單晶硅體呈圓柱狀2.4.2單晶硅體上含有生長晶棱3硅襯底材料選擇3.1硅襯底材料結(jié)構(gòu)參數(shù)3.1.1結(jié)晶質(zhì)量3.1.2生長晶向3.1.3缺點密度3.2硅襯底材料物理參數(shù)3.2.1電阻率3.2.2少數(shù)載流子壽命3.2.3雜質(zhì)（載流子）賠償度3.3硅襯底材料電性參數(shù)3.4其它要注意問題3.4.1電阻率不均勻性問題3.4.2重金屬雜質(zhì)和氧、碳含量問題課程關(guān)鍵:本節(jié)關(guān)鍵介紹了半導(dǎo)體器件（半導(dǎo)體分離器件和半導(dǎo)體集成電路）制造中常見半導(dǎo)體材料。在硅、鍺元素半導(dǎo)體材料中，普遍應(yīng)用是硅半導(dǎo)體材料；在銻化銦、磷化鎵、磷化銦、砷化鎵等化合物半導(dǎo)體材料中，最常應(yīng)用是砷化鎵半導(dǎo)體材料。分別介紹了硅半導(dǎo)體材料和砷化鎵半導(dǎo)體材料各自特點，對應(yīng)應(yīng)用場所。討論了硅半導(dǎo)體材料和砷化鎵半導(dǎo)體材料晶體結(jié)構(gòu)，從中可知，即使硅晶體含有金剛石型晶胞結(jié)構(gòu)，而砷化鎵晶體含有閃鋅礦型晶胞結(jié)構(gòu)，但從晶胞組成和一些性質(zhì)有相同地方，但應(yīng)注意其性質(zhì)上根本區(qū)分。由硅原子沿〈111〉向排列規(guī)律可知，在一個硅晶體六棱柱晶胞中有七個相互平行{111}面；而七個面組成六個面間有兩種面間距，其中一個表現(xiàn)面間距大特點，另一個表現(xiàn)面間距小特點；每一個{111}晶面含有相同原子面密度；原子平面間是靠共價鍵連接，而六個面間有兩種面間共價鍵密度，在三個面間每個原子均為三鍵連接-表現(xiàn)面間價鍵密度大特點，在另三個面間每個原子均為單鍵連接-表現(xiàn)面間價鍵密度小特點。從結(jié)構(gòu)中可知，面間價鍵密度小面間同時面間距大，而面間價鍵密度大面間同時面間距小，由此引入兩個結(jié)論：面間價鍵密度小而同時面間距大面間，極易被分割，稱為硅晶體解理面；面間價鍵密度大同時面間距小面間，面間作用力極強，則被看作是不可分割雙層原子面，即當(dāng)一個面看待。砷化鎵晶體中原子沿〈111〉向排列規(guī)律和硅晶體相同，只不過砷面和鎵面交替排列（四個砷面夾著三個鎵面或四個鎵面夾著三個砷面）而已。還討論了硅晶體和砷化鎵晶體制備，硅單晶體通常采取直拉法或懸浮區(qū)熔法進行生長；砷化鎵晶體通常采取梯度凝固生長法或液封式直拉法制備。本節(jié)還對半導(dǎo)體器件制造最常見單晶硅體進行了討論，可知單晶硅體呈圓柱狀，但在單晶硅體上存在和單晶生長晶向相關(guān)生長晶棱；因為和硅原子沿生長晶向排列相關(guān)，沿不一樣晶向生長單晶硅體上晶棱數(shù)目不一樣，晶棱對稱程度也不一樣。最終討論了硅單晶質(zhì)量參數(shù)（硅襯底材料選擇），這對了解硅單晶材料性能并進而在器件生產(chǎn)中正確選擇硅襯底材料是至關(guān)關(guān)鍵。課程難點：硅單晶晶體結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)分析；砷化鎵晶體晶體結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)分析。硅單晶兩種制備工藝及其工藝分析、工藝過程討論；砷化鎵晶體兩種制備工藝及其工藝分析、工藝過程討論。硅單晶體外部特征，造成硅單晶體外部特征和硅單晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)（原子排列規(guī)律）對應(yīng)關(guān)系分析討論。硅單晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)要求；物理參數(shù)要求和電性參數(shù)要求?；A(chǔ)概念：1元素半導(dǎo)體材料-完全由一個元素組成，含有半導(dǎo)體性質(zhì)材料。2化合物半導(dǎo)體材料-由兩種或兩種以上元素組成，含有半導(dǎo)體性質(zhì)材料。3面間共價鍵密度-在相鄰原子面間任取一平行平面，單位面積共價鍵露頭數(shù)。4少子壽命-少數(shù)載流子壽命，它反應(yīng)了少數(shù)載流子保持其電性時間長短，記為τ。它和單晶體中缺點和重金屬雜質(zhì)多少相關(guān)。5賠償度-載流子賠償度（雜質(zhì)賠償度），記為M。因為半導(dǎo)體中雜質(zhì)全部電離，則其反應(yīng)了半導(dǎo)體材料中反型雜質(zhì)多少?；A(chǔ)要求：了解用于半導(dǎo)體器件制造半導(dǎo)體材料類型，了解元素半導(dǎo)體材料類型及組成，了解化合物半導(dǎo)體材料類型及組成。知道半導(dǎo)體器件制造中最常見硅半導(dǎo)體材料特點，知道半導(dǎo)體光學(xué)器件制造中最常見砷化鎵半導(dǎo)體材料特點。清楚硅半導(dǎo)體晶體和砷化鎵半導(dǎo)體晶體晶體結(jié)構(gòu)，和它們結(jié)構(gòu)特點；知道它們在結(jié)構(gòu)上相同處和不一樣處；知道由硅半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)分析引入兩個結(jié)論，并清楚它們對半導(dǎo)體器件制造指導(dǎo)意義。了解硅半導(dǎo)體單晶體是怎樣制備，清楚其不一樣制備工藝；知道砷化鎵半導(dǎo)體晶體是怎樣制備，及其了解多種制備工藝。清楚知道硅半導(dǎo)體單晶體外部特征，知道這些外部特征和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間親密聯(lián)絡(luò)。知道怎樣進行硅襯底材料選擇，知道在硅單晶質(zhì)量參數(shù)中結(jié)構(gòu)參數(shù)包含哪部分、物理參數(shù)包含哪部分、電性參數(shù)是指什么；對高要求和高性能集成電路制造，還應(yīng)注意哪些材料質(zhì)量參數(shù)?！?.2硅單晶定向2課時課程內(nèi)容：1定向方法1.1依據(jù)晶體生長各向異性定向1.2依據(jù)晶體解理各向異性定向1.3依據(jù)晶體腐蝕各向異性定向1.4光圖定向1.5x光衍射定向2光圖定向方法和原理2.1顯示晶面解理坑2.2晶面解理坑結(jié)構(gòu)和分布2.3光向和晶向2.4光圖定向儀2.5光圖定向3.光圖定向器件生產(chǎn)中應(yīng)用3.1定向切割3.2定向劃片及定位面制造課程關(guān)鍵：本節(jié)介紹了常規(guī)集成電路制造中硅單晶體定向。粗略可依據(jù)晶體生長各向異性定向、依據(jù)晶體解理各向異性定向、依據(jù)晶體腐蝕各向異性定向；較正確可進行光圖定向；更正確可進行x光衍射定向。本節(jié)關(guān)鍵介紹了常規(guī)集成電路制造中最常見光圖定向，依據(jù)光圖定向三個必備條件，進行了顯示晶面解理坑討論；晶面解理坑結(jié)構(gòu)和分布討論；平行光照射晶面解理坑后，得到反射光象和晶體晶向關(guān)系討論；討論了常見光圖定向儀；并對光圖定向設(shè)備要求和光圖定向步驟進行了討論。最終，討論了光圖定向在常規(guī)集成電路制造中兩種常見應(yīng)用，定向切割是在一定生長晶向硅單晶棒上切出所需晶面硅單晶片；而定位面制造是為了適應(yīng)器件生產(chǎn)中定向劃片，指出定向劃片能夠取得大量完整管芯，定位面為定向劃片提供了劃片參考平面。課程難點：為何可依據(jù)晶體生長各向異性、晶體解理各向異性、晶體腐蝕各向異性進行定向，和晶體結(jié)構(gòu)關(guān)系怎樣。在光圖定向中，顯示晶面解理坑采取了電化學(xué)腐蝕，腐蝕前為何要進行金剛砂研磨？在電化學(xué)腐蝕液中，晶格畸變區(qū)和晶格完整區(qū)各含有不一樣性質(zhì)，進行了什么不一樣化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)機理是什么。當(dāng)在低指數(shù)晶面晶片上制備晶面解理坑時，取得是以平行該低指數(shù)晶面面為底、以{111}面為側(cè)面圍成平底錐坑，這類結(jié)構(gòu)形成機理及和晶體結(jié)構(gòu)關(guān)系。光圖定向中光象和晶向之間一一對應(yīng)關(guān)系?？紤]定位面劃片時就能降低管芯碎裂理論依據(jù)?；A(chǔ)概念：1光圖定向-用平行光照射單晶體上晶面解理坑，依據(jù)反射光象判定、調(diào)正晶向方法。2晶面解理坑-以低指數(shù)晶面圍成、和晶面（晶向）有一定對應(yīng)關(guān)系晶面腐蝕坑。其側(cè)面為解理面。3晶格畸變區(qū)-指晶格有損傷或不完整區(qū)域，該區(qū)域存在較大晶格內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)能大。4晶格完整區(qū)-指晶格結(jié)構(gòu)完整或完美區(qū)域，該區(qū)域晶格內(nèi)應(yīng)力低，內(nèi)能小。5反射光象-用平行光照射晶面解理坑，晶面解理坑某組平面對光反射而得到光圖（光象）。6定向切割-光圖定向+垂直切割。7定向劃片-按要求沿解理向進行劃片方法?；A(chǔ)要求：了解硅單晶體定向目標(biāo)、可采取方法、定向原理。知道多個粗略定向方法理論依據(jù)，較正確定向方法間比較。清楚光圖定向方法和原理，能經(jīng)過適宜方法得到晶面解理坑、能經(jīng)過一定手段得到反射光象、能由反射光象和晶體晶向關(guān)系分析判定晶向、當(dāng)晶向有偏離時能經(jīng)過調(diào)整光圖調(diào)正晶向。知道光圖定向是怎樣在半導(dǎo)體器件制造中得到應(yīng)用，知道光圖定向在定向切割中所起作用、知道光圖定向怎樣參與定位面制作和定位面是怎樣在定向劃片中起到作用?！?.3硅襯底制備工藝介紹1課時課程內(nèi)容：1硅單晶切割1.1工藝作用1.2切割原理1.3切割設(shè)備1.4切割方法1.5切割要求1.5.1硅片厚度1.5.2硅片兩面平行度1.5.3硅片厚度公差1.6注意事項2研磨工藝2.1研磨作用2.2研磨方法2.2.1單面研磨2.2.2雙面研磨2.3研磨要求2.4影響研磨原因2.4.1磨料影響2.4.2磨盤壓力影響3拋光工藝3.1拋光作用3.2拋光要求3.3拋光方法3.3.1機械拋光工藝3.3.1.1方法及原理3.3.1.2優(yōu)缺點3.3.1.3適用范圍3.3.2化學(xué)拋光工藝3.3.2.1原理3.3.2.2方法3.3.2.3優(yōu)缺點3.3.2.4適用范圍3.3.3化學(xué)機械拋光工藝3.3.3.1方法及原理3.3.3.2化學(xué)機械拋光種類3.3.3.3拋光過程分析課程關(guān)鍵：本節(jié)簡單介紹了襯底制備中切片、磨片和拋光三個工藝基礎(chǔ)情況。相關(guān)硅單晶體切割，討論了該工藝四個作用：即決定了所切出硅單晶片晶向、晶片厚度、晶片平行度和晶片翹度；討論了切割原理：實際上是利用了刀片上金剛砂刀刃對硅單晶棒進行脆性磨削，因為切割刀片高速旋轉(zhuǎn)和緩慢進刀，而使硅單晶棒變成了一片一片硅單晶片；介紹了兩種切割設(shè)備，一個是多用于硅單晶片切割內(nèi)圓切割機，另一個是用于定位面切割外圓切割機；最終還給出了硅單晶體切割要求和注意事項。相關(guān)硅單晶片研磨，討論了該工藝四個作用：即去除切片造成刀痕、調(diào)整硅單晶片厚度、提升硅單晶片平行度和改善硅單晶片平整度；討論了硅單晶片研磨方法，依據(jù)設(shè)備不一樣分為硅單晶片單面研磨和硅單晶片雙面研磨，其研磨機理是相同；討論了影響硅單晶片研磨原因，研磨質(zhì)量關(guān)鍵取決于磨料質(zhì)量和磨盤壓力大小。相關(guān)硅單晶片拋光，討論了該工藝作用，關(guān)鍵是去除磨片造成和磨料粒度相當(dāng)損傷層，以取得高潔凈、無損傷、平整光滑硅單晶片鏡面表面；討論了拋光工藝三種拋光方法，即機械拋光、化學(xué)拋光和化學(xué)機械拋光方法。機械拋光是采取更細(xì)磨料在蓋有拋光布磨盤上進行細(xì)磨，因為其工藝過程中無化學(xué)反應(yīng)，則該工藝適適用于化合物半導(dǎo)體晶片表面拋光；化學(xué)拋光是利用化學(xué)腐蝕方法對晶片表面進行拋光，它對待研磨片平整度要求較高，化學(xué)拋光可分為液相拋光和氣相拋光兩種拋光方法，因為該拋光工藝拋光速度快、效率高，則該工藝更適適用于高硬度襯底表面拋光（如藍(lán)寶石、尖晶石等）；化學(xué)機械拋光是硅單晶片拋光常見工藝，該工藝綜合了機械拋光、化學(xué)拋光兩種方法各自優(yōu)點，從方法上看，是采取了機械拋光設(shè)備而加入了化學(xué)拋光劑，化機拋光種類可分為酸性拋光液拋光和堿性拋光液拋光兩種，酸性拋光液拋光有鉻離子拋光和銅離子拋光兩種方法，堿性拋光液拋光為二氧化硅拋光、也分為膠體二氧化硅拋光和懸浮二氧化硅拋光兩種方法。課程難點：硅單晶切割方法和原理；硅單晶切割要求和注意事項。硅單晶片研磨方法和原理；硅單晶片單面研磨方法和雙面研磨方法區(qū)分；注意磨料質(zhì)量和磨盤壓力是怎樣影響研磨質(zhì)量。硅單晶片三種拋光方法各自拋光原理和拋光工藝；三種拋光方法各自應(yīng)用特點和應(yīng)用范圍?；A(chǔ)概念：1晶片平行度-指某晶片厚度不均勻情況。2晶片厚度公差-晶片和晶片之間厚度差異。3晶片單面研磨-晶片單面研磨指將晶片用石蠟粘在壓塊上，在磨盤上加壓對空面進行研磨方法。4晶片雙面研磨–指將晶片置于行星托片中，在上、下磨盤中加壓進行雙面研磨方法。5機械拋光-采取極細(xì)磨料、在蓋有細(xì)密拋光布拋光盤上對襯底表面進行細(xì)磨工藝過程。6化學(xué)拋光-利用化學(xué)腐蝕方法對襯底表面進行去損傷層處理過程。7化學(xué)機械拋光-采取機械拋光設(shè)備、加入化學(xué)拋光劑對襯底表面損傷層進行處理過程?；A(chǔ)要求：熟知半導(dǎo)體集成電路制造對襯底片要求，了解襯底制備工藝是怎樣一步步達(dá)成以上要求。清楚知道晶片切割工藝方法和原理，了解晶片切割工藝過程，知道晶片切割工藝要求和注意事項。清楚知道晶片研磨工藝方法和工藝原理，熟悉兩種研磨方法，知道研磨工藝達(dá)成目標(biāo)和要求，能分析影響研磨質(zhì)量多種原因。清楚知道晶片拋光多種工藝方法和工藝原理，能依據(jù)不一樣待拋光襯底實際情況選擇適宜拋光方法，適宜拋光方法。第一章襯底材料及襯底制備作業(yè)思索題3題+習(xí)題3題第二章：外延工藝原理（8課時）§2.1外延技術(shù)概述1.5課時課程內(nèi)容：1外延分類1.1由外延材料名稱不一樣分類1.2由外延層材料和襯底材料相同否分類1.2.1同質(zhì)外延1.2.2異質(zhì)外延1.3由器件作在外延層上還是襯底上分類1.3.1正外延1.3.2負(fù)外延（反外延）1.4由外延生長狀態(tài)分類1.4.1液相外延1.4.2氣相外延1.4.3分子束外延1.5由外延生長機構(gòu)分類1.5.1直接外延1.5.2間接外延2外延技術(shù)介紹2.1定義2.1.1外延技術(shù)2.1.2外延層2.2外延新技術(shù)2.2.1低溫外延2.2.2變溫外延2.2.3分步外延2.2.4分子束外延3集成電路制造中常見外延工藝3.1硅外延工藝3.1.1經(jīng)典外延裝置3.1.2硅外延可進行化學(xué)反應(yīng)3.2砷化鎵外延工藝3.2.1氣相外延工藝3.2.2液相外延工藝課程關(guān)鍵：本節(jié)介紹了什么是外延？外延技術(shù)處理了哪些器件制造中難題。介紹了外延技術(shù)分類，由外延材料不一樣可分為硅外延、砷化鎵外延等等；由外延層和襯底材料相同否可分為同質(zhì)外延和異質(zhì)外延；由在外延層上還是在襯底上制造器件可分為正外延和負(fù)外延（反外延）；由外延生長環(huán)境狀態(tài)可分為液相外延、氣相外延和分子束外延；由外延過程中生長機構(gòu)可分為直接外延和間接外延。對外延技術(shù)做了簡單介紹，給出了外延技術(shù)和外延層定義；介紹了低溫外延、變溫外延、分步外延和分子束外延多個較新外延技術(shù)。對在集成電路制造中常見外延工藝做了概述。對硅外延工藝，介紹了其經(jīng)典外延裝置，包含了臥式外延反應(yīng)器裝置、立式外延反應(yīng)器裝置和桶式外延反應(yīng)器裝置；以氫氣還原四氯化硅經(jīng)典臥式外延反應(yīng)器裝置為例進行了設(shè)備介紹，該設(shè)備包含了氣體控制裝置（氣體純化裝置、硅化物源〈純硅化物源和含雜硅化物源〉、控制管道及裝置等）、高（射）頻加熱裝置（高〈射〉頻感應(yīng)信號爐、可通冷卻水銅感應(yīng)線圈、靠產(chǎn)生渦流加熱石墨基座）、測溫裝置及石英管組成反應(yīng)器；對硅外延可進行化學(xué)反應(yīng)進行了討論，包含氫氣還原法中四氯化硅氫氣還原法、三氯氫硅氫氣還原法和熱分解法中二氯氫硅熱分解法、硅烷熱分解法。對砷化鎵外延工藝，關(guān)鍵介紹了三類外延方法中常見氣相外延工藝和液相外延工藝，在氣相外延工藝中，討論了鹵化物外延工藝和氫化物外延工藝；在液相外延工藝中，介紹了液相外延應(yīng)注意多個問題、介紹了液相外延生長系統(tǒng)（水平生長系統(tǒng)和垂直生長系統(tǒng)），因為水平生長系統(tǒng)較為常見，所以關(guān)鍵介紹了多種水平液相生長系統(tǒng)。課程難點：外延定義、外延技術(shù)定義、外延層定義。在外延分類中，按外延材料不一樣分類時所包含種類及其定義；按器件制作層次不一樣分類時所包含種類及其定義；按外延外延層和襯底材料相同或不一樣分類時所包含種類及其定義；按外延生長環(huán)境狀態(tài)不一樣分類時所包含種類及其定義；按外延生長機構(gòu)不一樣分類時所包含種類及其定義。外延技術(shù)處理了半導(dǎo)體集成電路制造中哪些難題？是怎樣處理。對于半導(dǎo)體集成電路制造中常見外延技術(shù)，相關(guān)硅外延技術(shù)經(jīng)典生長裝置、裝置中關(guān)鍵組成部分、外延中區(qū)分兩類方法（氫氣還原方法、熱分解方法）可進行化學(xué)反應(yīng)；相關(guān)砷化鎵外延技術(shù)兩種外延類型、氣相外延工藝中兩種外延方法（鹵化物外延工藝、氫化物外延工藝）各自工藝過程和化學(xué)反應(yīng)情況、液相外延工藝中應(yīng)注意問題和多個實際外延系統(tǒng)外延原理?；A(chǔ)概念：1外延-在一定條件下，經(jīng)過一定方法取得所需原子，并使這些原子有規(guī)則地排列在襯底上；在排列時控制相關(guān)工藝條件，使排列結(jié)果形成含有一定導(dǎo)電類型、一定電阻率、一定厚度。晶格完美新單晶層過程。2硅外延-生長硅外延層外延生長過程。3砷化鎵外延-生長砷化鎵外延層外延生長過程。4同質(zhì)外延-生長外延層材料和襯底材料結(jié)構(gòu)相同外延生長過程。5異質(zhì)外延-生長外延層材料和襯底材料結(jié)構(gòu)不一樣外延生長過程。6正外延-在（外延/襯底）結(jié)構(gòu)上制造器件時器件制造在外延層上前期外延生長過程。7負(fù)外延（反外延）-在（外延/襯底）結(jié)構(gòu)上制造器件時器件制造在襯底上前期外延生長過程。8液相外延-襯底片待生長面浸入外延生長液體環(huán)境中生長外延層外延生長過程。9氣相外延-在含有外延生長所需原子化合物氣相環(huán)境中，經(jīng)過一定方法獲取外延生長所需原子，使其按要求要求排列而生成外延層外延生長過程。10分子束外延-在高真空中，外延生長所需原子（無中間化學(xué)反應(yīng)過程）由源直接轉(zhuǎn)移到待生長表面上，按要求要求排列生成外延層外延生長過程。11直接外延-整個外延層生長中無中間化學(xué)反應(yīng)過程外延生長過程。12間接外延-外延所需原子由含其基元化合物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)得到，然后淀積、加接形成外延層外延生長過程。13外延層-由原始襯底表面起始，沿其結(jié)晶軸向（垂直于襯底表面方向）平行向外延伸所生成新單晶層。14外延技術(shù)-生長外延層技術(shù)?；A(chǔ)要求：了解外延技術(shù)處理了半導(dǎo)體分離器件和集成電路制造中存在哪些難題？為何說外延技術(shù)處理了器件參數(shù)對材料要求矛盾、是什么矛盾、怎樣處理？為何說外延技術(shù)提供了集成電路隔離一個方法、什么方法？為何說外延技術(shù)為發(fā)光器件、光學(xué)器件異質(zhì)結(jié)形成提供了路徑？要求知道外延技術(shù)是怎樣分類、多種分類中外延是怎樣定義？要求能大致了解較新外延技術(shù)。要求清楚知道在集成電路制造中常見硅外延工藝經(jīng)典外延裝置和外延過程中全部可能化學(xué)反應(yīng)；要求清楚知道在集成電路制造中常見于砷化鎵外延工藝中液相外延注意事項及液相外延反應(yīng)系統(tǒng)、氣相外延兩種外延工藝及其外延過程中全部化學(xué)反應(yīng)?！?.2四氯化硅氫氣還原法外延原理4.5課時課程內(nèi)容：§2.2.1四氯化硅氫氣還原法外延生長過程1化學(xué)原理四氯化硅氫氣還原機理1.1.1為吸熱反應(yīng)1.1.2伴有有害副反應(yīng)1.1.3整個反應(yīng)過程分兩步進行1.2反應(yīng)步驟分析1.2.1四氯化硅質(zhì)量轉(zhuǎn)移到生長層表面1.2.2四氯化硅在生長層表面被吸附1.2.3在生長層表面上四氯化硅和氫氣反應(yīng)1.2.4副產(chǎn)物排除1.2.5硅原子在生長層表面加接2{111}面硅外延生長結(jié)晶學(xué)原理2.1晶核形成2.1.1結(jié)晶學(xué)核化理論2.1.2共價鍵理論2.2結(jié)晶體形成2.2.1晶核沿六個[110]向和六個[112]向擴展2.2.2（111）面上結(jié)晶體是六棱形2.2.3（111）面上六棱形結(jié)晶體是非對稱2.3生長面平坦擴展§2.2.2外延系統(tǒng)及外延生長速率外延系統(tǒng)形態(tài)1.1外延系統(tǒng)流體形態(tài)1.1.1流體連續(xù)性1.1.2流體粘滯性1.2流體兩種流動形態(tài)1.2.1流體紊流態(tài)1.2.2流體層流態(tài)1.3流體形態(tài)判據(jù)及外延系統(tǒng)中流體流形1.3.1平板雷諾數(shù)1.3.2流體流形判定1.3.3外延系統(tǒng)中流體形態(tài)2外延系統(tǒng)中附面層概念2.1速度附面層2.1.1實際外延系統(tǒng)近似2.1.2速度附面層定義2.1.3速度附面層厚度表示式2.2質(zhì)量附面層2.2.1質(zhì)量附面層定義2.2.2質(zhì)量附面厚度表示式3外延生長速率3.1外延生長模型建立3.2外延生長速率3.2.1外延生長速率表示式3.2.2兩種極限條件下外延生長速率4影響外延生長速率諸原因4.1和溫度關(guān)系4.1.1化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)和溫度關(guān)系4.1.2氣相質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)和溫度關(guān)系4.1.3實際外延溫度選擇4.2和反應(yīng)劑濃度關(guān)系4.3和氣體流量關(guān)系4.4和襯底片位置量關(guān)系5改善外延生長前后不均勻工藝方法5.1合適增大混合氣體流量5.2使基座相對氣流傾斜一小角度課程關(guān)鍵：本節(jié)以四氯化硅氫氣還原法外延生長作為關(guān)鍵，討論了在{111}面上進行硅外延全部化學(xué)反應(yīng)機理和結(jié)晶生長原理。依據(jù)分析可知：整個外延過程實際上是外延生長化學(xué)反應(yīng)過程和外延生長結(jié)晶過程連續(xù)地、不停地、反復(fù)進行綜合過程。本節(jié)討論了外延生長化學(xué)反應(yīng)原理。由化學(xué)反應(yīng)方程式分析可知：四氯化硅氫氣還原反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)，只有當(dāng)外延生長溫度大于一千度時，才有顯著化學(xué)反應(yīng)速率，才不影響外延生長進行；四氯化硅氫氣還原反應(yīng)伴有若干副反應(yīng)，這些副反應(yīng)是指反應(yīng)劑四氯化硅和反應(yīng)副產(chǎn)物氯化氫對生長層（襯底）腐蝕反應(yīng)，副反應(yīng)存在和加強顯然會影響和嚴(yán)重影響外延生長速率，本節(jié)介紹了這些影響、并對保正外延向正方向進行提出了調(diào)控方法；由對化學(xué)反應(yīng)模式分析可知：外延生長化學(xué)反應(yīng)過程是由兩步完成，其基于化學(xué)反應(yīng)分子碰撞理論。本節(jié)對化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)步驟進行了分析，它包含了反應(yīng)劑四氯化硅由氣相向生長層表面質(zhì)量轉(zhuǎn)移、反應(yīng)劑四氯化硅在生長層表面被吸附、在生長層表面反應(yīng)劑四氯化硅和還原劑氫氣反應(yīng)、反應(yīng)生成副產(chǎn)物排出和反應(yīng)生成高能、游離態(tài)硅原子淀積、加接等若干過程，而高能、游離態(tài)硅原子怎樣淀積、加接是外延生長結(jié)晶學(xué)原理。本節(jié)介紹了外延生長結(jié)晶學(xué)過程和結(jié)晶學(xué)原理，其結(jié)晶學(xué)過程是由化學(xué)反應(yīng)取得高能、游離態(tài)硅原子→淀積于襯底表面上→在表面上移動期望按襯底晶格加接→首先形成若干分立（含有原子〈雙層原子面-不可分割〉厚度）晶核→隨其它硅原子在晶核上加接、晶核擴大→形成若干分立（非對稱六棱形）結(jié)晶體→隨其它硅原子在結(jié)晶體上加接、結(jié)晶體擴大→若干分立結(jié)晶體連成一片→形成一層（含有原子厚度）新單晶層→再在新單晶層形成若干分立（含有原子厚度）晶核→再晶核擴大→…→形成一定厚度外延新單晶層；基于上述外延生長結(jié)晶學(xué)過程本節(jié)就為何首先形成晶核、形成晶核為何是分立、形成晶核理論、怎樣由晶核形成結(jié)晶體、結(jié)晶體形成受到結(jié)晶學(xué)上限制、為何在{111}面上結(jié)晶體是非對稱六棱形等等結(jié)晶學(xué)問題和原理進行了討論。本節(jié)還對外延系統(tǒng)及外延生長速率進行了介紹和討論。相關(guān)外延生長系統(tǒng)，對經(jīng)典臥式外延生長反應(yīng)器系統(tǒng)進行了形態(tài)討論，指出外延生長反應(yīng)系統(tǒng)是一個流體系統(tǒng)、介紹了流體兩個性質(zhì)、給出了流體兩種流動形態(tài)、流體形態(tài)判據(jù)和判定、和對實際外延系統(tǒng)中流體形態(tài)進行了討論，在本部分討論中包含了部分流體力學(xué)內(nèi)容。為了愈加好討論外延生長速率，本節(jié)還給出了附面層概念，因為流體粘滯性而造成外延基座上方流體流速存在變速區(qū)域，由此引入了速度附面層概念，同時給出了速度附面層厚度表示式；因為速度附面層存在，造成外延基座上方極小區(qū)域內(nèi)存在反應(yīng)劑濃度改變，由此引入了質(zhì)量附面層概念，同時給出了質(zhì)量附面層厚度表示式。在外延生長速率討論中，建立了外延生長模型、由模型討論得到了外延生長速率表示式、對外延生長速率表示式進行了極限分析；討論了影響外延生長速率溫度原因、反應(yīng)劑濃度原因、混合氣體流量原因、和在外延生長系統(tǒng)中，襯底片位置量改變外延生長速率影響；為了改善外延生長前后不均勻現(xiàn)象，本節(jié)給出了兩個工藝方法。課程難點：首先要對外延生長過程有一個整體概念。在{111}面上進行四氯化硅氫氣還原外延生長化學(xué)反應(yīng)原理，其反應(yīng)過程、反應(yīng)中狀態(tài)、反應(yīng)中步驟、化學(xué)反應(yīng)正反應(yīng)和副反應(yīng)（包含逆反應(yīng)）。四氯化硅氫氣還原外延生長結(jié)晶學(xué)原理，其外延生長結(jié)晶過程、結(jié)晶學(xué)成核理論（結(jié)晶學(xué)理論和共價鍵理論）、晶核擴展理論、結(jié)晶體形成、結(jié)晶體擴展理論、和外延層厚度長成和平坦擴展理論。實際臥式外延反應(yīng)系統(tǒng)分析，為流體系統(tǒng)、含有流體兩個特征、流體兩種流動形態(tài)、流體流形判據(jù)和判定、實際外延系統(tǒng)流體流形。外延生長系統(tǒng)中兩個附面層定義、表示式及對外延生長指導(dǎo)意義。外延模型建立、了解和分析；外延模型對推導(dǎo)外延生長速率指導(dǎo)意義；應(yīng)用外延生長速率簡化表示式極限條件分析；影響外延生長速率多種原因討論及分析。基礎(chǔ)概念：1外延生長過程-外延化學(xué)反應(yīng)過程和外延結(jié)晶過程連續(xù)、不停、反復(fù)進行全過程。2歧化特征-指一個物質(zhì)在同一個反應(yīng)中既起氧化劑作用又起還原劑作用性質(zhì)。3歧化反應(yīng)-符合歧化特征化學(xué)反應(yīng)。4表面吸附-指固體表面對氣相物質(zhì)吸引、固定。5流體粘滯性-當(dāng)流體饒流固體表面時，因為分子（原子）間作用力（吸引力），使原來等速流進流體在固體表面上方出現(xiàn)非等速流進現(xiàn)象，稱為粘滯現(xiàn)象；流體這種性質(zhì)稱為粘滯性。6流體連續(xù)性-指流體是由無數(shù)連續(xù)運動微團組成，在自然界無間斷點性質(zhì)。7流體紊流態(tài)-指流體中連續(xù)運動微團運動處于雜亂無章狀態(tài)，也稱湍流態(tài)。8流體層流態(tài)-指流體中連續(xù)運動微團運動有序，形成相互互不干擾流線（流層）狀態(tài)。9速度附面層-因為流體粘滯作用，而使外延平板基座上方流體流速分布受到干擾區(qū)域。因為該區(qū)域中流體流速滯慢于層外，也稱為滯流層。10質(zhì)量附面層-外延平板基座上方、速度附面層內(nèi)，反應(yīng)劑濃度（質(zhì)量）有較大改變區(qū)域。11反應(yīng)劑氣相質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)-單位時間內(nèi)，由氣相抵達(dá)單位面積表面反應(yīng)劑粒子數(shù)。12自摻雜效應(yīng)——指在外延過程中，氣氛對襯底表面腐蝕而使主氣流中雜質(zhì)濃度起改變，從而造成前、后硅片摻雜濃度不一樣現(xiàn)象。基礎(chǔ)要求：熟知外延生長過程定義，知道外延生長過程是由外延化學(xué)反應(yīng)過程和外延結(jié)晶過程連續(xù)、不停、反復(fù)進行組成。知道在{111}面上進行四氯化硅氫氣還原外延生長化學(xué)反應(yīng)原理，其反應(yīng)過程、反應(yīng)中狀態(tài)、反應(yīng)中步驟、化學(xué)反應(yīng)正反應(yīng)和副反應(yīng)（包含逆反應(yīng)）；知道化學(xué)反應(yīng)副反應(yīng)（包含逆反應(yīng)）對外延生長不利影響，和是怎樣影響；清楚為何該外延生長化學(xué)反應(yīng)不能一步進行，而兩步進行可能性更大；清楚最可能第二步反應(yīng)是歧化反應(yīng)，歧化反應(yīng)是怎樣定義；清楚知道外延生長化學(xué)反應(yīng)步驟，知道每一步具體內(nèi)容；清楚副產(chǎn)物不能立即排出系統(tǒng)對外延帶來得弊端。知道四氯化硅氫氣還原外延生長結(jié)晶學(xué)原理，了解其外延生長結(jié)晶過程，是怎樣由化學(xué)反應(yīng)得到高能、游離態(tài)硅原子經(jīng)過加接而形成一層外延層完美表面，而一定厚度外延層是怎樣取得；知道結(jié)晶學(xué)成核理論，從結(jié)晶學(xué)理論是怎樣依據(jù)原子團半徑來決定成核條件、從共價鍵理論又是怎樣表明單原子直接加接和雙原子同時加接不能形成穩(wěn)定晶核，而形成穩(wěn)定晶核最少需要三個或三個以上原子同時加接；清楚晶核擴展理論，知道為何在晶核上單原子直接加接和雙原子同時加接均能形成穩(wěn)定加接，而使晶核得到擴展；知道結(jié)晶體形成、結(jié)晶體擴展理論，清楚為何因為原子在晶核上加接、沿六個[110]向和六個[112]向擴展結(jié)果是形成六棱結(jié)晶體，而且該六棱結(jié)晶體還是非對稱；知道外延層平坦擴展理論和厚度長成理論，即知道為何不會在沒長平外延層表面上形成新晶核，知道外延生長結(jié)晶過程反復(fù)不停進行即可取得所要求厚度外延層。知道外延生長動力學(xué)原理，即由此進行外延系統(tǒng)分析和外延模型建立、分析，從而得到外延生長速率表示式。相關(guān)外延系統(tǒng)分析，知道為何實際外延生長系統(tǒng)是一個流體系統(tǒng)，流體含有粘滯性和連續(xù)性具體含義及對外延過程指導(dǎo)意義；知道流體可能存在兩種流動形態(tài)，清楚哪一個流動形態(tài)是外延工藝所期望，而實際外延系統(tǒng)中流動形態(tài)是怎樣；相關(guān)外延系統(tǒng)中附面層概念，知道為何要引入速度附面層概念，速度附面層是怎樣定義，速度附面層厚度表示式；知道為何要引入質(zhì)量附面層概念，質(zhì)量附面層是怎樣定義，為何說是質(zhì)量附面層是因為速度附面層存在而出現(xiàn)，質(zhì)量附面層厚度表示式，為何說是質(zhì)量附面層厚度是速度附面層厚度函數(shù)。相關(guān)外延模型建立、分析和外延生長速率，能夠依據(jù)實際外延生長系統(tǒng)建立可用外延生長模型，其中有可分析外延層次關(guān)系，能夠經(jīng)過分析討論得到外延生長速率表示式；清楚在什么極限條件下可采取不一樣簡化外延生長速率表示式；知道影響外延生長速率多種工藝原因，和它們是怎樣對外延生長速率造成影響；對外延生長前后不均勻性，能夠采取合適工藝方法克服之?！?.3外延輔助工藝1課時課程內(nèi)容：1氯化氫拋光工藝拋光目標(biāo)氯化氫拋光工藝1.2.1氯化氫拋光方法1.2.2氯化氫拋光步驟1.3腐蝕反應(yīng)和腐蝕速率1.3.1腐蝕反應(yīng)1.3.2相關(guān)腐蝕速率1.4討論1.4.1腐蝕速率和氯化氫氣體分壓相關(guān)1.4.2腐蝕速率和溫度關(guān)系不顯著1.4.3在一定溫度下，應(yīng)用氯化氫氣體分壓有最大值限制1.4.4相關(guān)其它拋光工藝2外延摻雜工藝2.1摻雜工藝原理2.1.1外延摻雜是和外延同時進行2.1.2摻雜動力學(xué)原理2.2外延層中摻雜濃度2.3摻雜方法2.3.1液相摻雜2.3.2氣相摻雜課程關(guān)鍵：本節(jié)介紹了外延輔助工藝，包含外延生長前對襯底表面常見氯化氫拋光工藝和為了確保外延層所要求電性能而進行外延摻雜工藝。相關(guān)氯化氫拋光工藝，關(guān)鍵介紹了對襯底表面進行拋光處理必需性和拋光達(dá)成目標(biāo)；關(guān)鍵討論了工藝，其中包含了氯化氫拋光方法和氯化氫拋光工藝步驟；對氯化氫拋光腐蝕反應(yīng)和腐蝕速率進行了較具體分析；最終，對氯化氫拋光腐蝕速率和多種原因關(guān)系進行了討論；還強調(diào)指出氯化氫拋光工藝是一個氣相化學(xué)拋光，除了氯化氫氣氛外，其它如溴化氫、碘化氫、三氯乙烯、六氟化硫及溴氣等也能夠作為拋光氣氛-這就形成了其它拋光工藝。相關(guān)外延摻雜工藝，首先介紹了半導(dǎo)體集成電路制造對外延層電性要求；介紹了外延摻雜原理；關(guān)鍵討論了外延層中摻雜濃度，討論中，首先建立了摻雜模型，依據(jù)對模型分析，得到了和反應(yīng)劑氣體分壓和摻雜劑氣體分壓相關(guān)摻雜濃度表示式；介紹了液相摻雜和氣相摻雜兩種摻雜方法，并指出了它們各自控制摻雜手段。課程難點：氯化氫拋光工藝中，經(jīng)過拋光是怎樣能夠達(dá)成高潔凈、無損傷、新鮮待生長表面；氯化氫拋光步驟中各步工藝控制條件；化學(xué)氣相拋光溫度控制特點；拋光腐蝕速率表示式用外延生長速率表示式表示時，式中各因子含義發(fā)生了什么改變；腐蝕速率在低蝕率和高蝕率時極限分析及在中等蝕率時表示式分析；實際工藝中，氯化氫氣體分壓選擇。在外延摻雜工藝中，注意 其摻雜原理和通常合金摻雜和擴散摻雜有不一樣處，雜質(zhì)是在外延過程中加入到外延層晶格點陣上；因為摻雜和外延同時進行，則摻雜動力學(xué)原理和外延動力學(xué)原理極其相同，只不過雜質(zhì)在加入到外延層晶格點陣上后，有一個離化事實；外延摻雜模型建立和分析，注意單位時間內(nèi)，因為摻雜而造成摻雜劑粒子流密度消耗既和外延層中摻雜濃度相關(guān)、又和外延生長速率相關(guān)；相關(guān)液相摻雜和氣相摻雜兩種摻雜方法對比、各自對摻雜濃度工藝控制等?；A(chǔ)要求：了解由拋光工藝和外延摻雜工藝組成外延輔助工藝。對氯化氫拋光工藝，要求清楚知道采取拋光工藝目標(biāo)；氯化氫拋光工藝工藝方法，掌握氯化氫拋光工藝步驟，知道氯化氫拋光工藝和外延工藝是在一個反應(yīng)系統(tǒng)中、而且氯化氫拋光工藝和外延生長工藝可連續(xù)不間斷進行；了解氯化氫拋光是化學(xué)氣相拋光，掌握其腐蝕反應(yīng)控制條件；應(yīng)知道氯化氫拋光工藝中化學(xué)反應(yīng)實際上是外延生長反應(yīng)逆反應(yīng)，所以，拋光腐蝕速率表示式可用外延生長速率表示式描述，但應(yīng)清楚同一個式子表示意思是完全不一樣；了解在低蝕率和高蝕率時極限條件下，拋光腐蝕速率和氯化氫氣體分壓不一樣關(guān)系；應(yīng)掌握實際氯化氫拋光工藝氯化氫氣體分壓選擇。對于外延摻雜工藝，應(yīng)知道半導(dǎo)體集成電路制造對外延層電性要求，即含有正確導(dǎo)電類型、含有正確電阻率；知道怎樣選擇外延摻雜摻雜劑；清楚外延摻雜原理，從動力學(xué)原理能分析摻雜和外延相同處和不一樣處；能建立起外延摻雜模型，并對該模型進行正確分析討論，從而得到外延摻雜濃度表示式；能清楚知道液相摻雜和氣相摻雜兩種摻雜方法各自特點，當(dāng)使用它們摻雜時，各自對摻雜濃度工藝控制?！?.4外延層質(zhì)量參數(shù)及檢測介紹0.5課時課程內(nèi)容：1外延層質(zhì)量參數(shù)1.1外延層電阻率ρepi1.2外延層雜質(zhì)濃度分布1.3外延層厚度1.4少數(shù)載流子壽命1.5外延層中缺點1.5.1表面缺點1.5.2體內(nèi)缺點2外延層質(zhì)量參數(shù)檢驗2.1ρepi檢驗2.1.1三探針法測ρepi-對（外延層/襯底）導(dǎo)電類型相同者2.1.2四探針法測ρepi-對（外延層/襯底）導(dǎo)電類型相異者2.2用電容-電壓法測外延層中雜質(zhì)濃度分布2.3外延層厚度檢驗2.3.1可用方法2.3.2用層錯法測量外延層厚度2.4外延層中缺點檢驗2.4.1采取顯微觀察法檢驗表面缺點2.4.2采取先化學(xué)腐蝕、后顯微觀察法檢驗體內(nèi)缺點課程關(guān)鍵：本節(jié)簡單介紹了外延層質(zhì)量參數(shù)及外延層質(zhì)量參數(shù)檢驗。相關(guān)外延層質(zhì)量參數(shù)介紹了外延層電阻率、外延層中雜質(zhì)濃度分布、外延層厚度、外延層中少數(shù)載流子壽命、外延層中缺點五類；相關(guān)外延層質(zhì)量參數(shù)檢驗，給出了除少數(shù)載流子壽命檢驗之外四類、八種檢測方法。課程難點：注意外延層電阻率ρepi和和外延層中摻入雜質(zhì)總量關(guān)系，在何條件下可認(rèn)為和雜質(zhì)濃度相關(guān)；注意外延層中雜質(zhì)濃度分布，和理想時其分布應(yīng)為常量分布，而實際上在兩個界面周圍應(yīng)為改變分布特點；注意外延層厚度，和厚度選擇決定于制造不一樣晶體管和集成電路外延層厚度要求；注意外延層中少數(shù)載流子壽命，和它和外延層中非需要雜質(zhì)含量關(guān)系；注意外延層中缺點、和缺點類型，尤其是體內(nèi)缺點（結(jié)構(gòu)缺點）位錯和層錯特點。相關(guān)各類質(zhì)量參數(shù)測量方法，和它們專一性和對應(yīng)性。基礎(chǔ)要求：要求熟知外延層質(zhì)量參數(shù)，包含外延層電阻率ρepi，和和外延層中摻入雜質(zhì)總量關(guān)系，在認(rèn)為外延層中摻雜濃度恒定條件下，可認(rèn)為和摻入雜質(zhì)濃度相關(guān)；要求了解外延層中雜質(zhì)濃度分布，知道通常把界面看作是理想界面時，認(rèn)為外延層中雜質(zhì)濃度分布為恒定值，而實際上在界面周圍因為存在雜質(zhì)流入或流出，使界面周圍雜質(zhì)濃度分布不為恒定值；要求知道在選擇外延層厚度時，怎樣考慮不一樣晶體管制造和不一樣集成電路制造對這一參數(shù)要求；了解外延層中少數(shù)載流子壽命，和它和外延層中非需要雜質(zhì)含量關(guān)系；熟知外延層中缺點類型，知道外延層表面缺點種類、知道外延層體內(nèi)缺點種類，知道外延層體內(nèi)缺點位錯和層錯各自生長或生成環(huán)境。要求熟知外延層質(zhì)量參數(shù)檢測，要求會使用合適方法去檢驗多種外延層質(zhì)量參數(shù)?！?.5相關(guān)外延層層錯0.5課時課程內(nèi)容：1外延層層錯外延層層錯形成模式外延層層錯結(jié)構(gòu)外延層層錯腐蝕形貌1.3.1外延層層錯是面缺點1.3.2腐蝕時在缺點處表現(xiàn)優(yōu)先腐蝕1.4幾點說明1.4.1層錯腐蝕形貌并非一定是完整圖形1.4.2層錯腐蝕形貌圖形可能大小不一1.4.3不一樣器件制造對層錯密度要求2外延層層錯產(chǎn)生原因及對器件性能影響2.1外延層層錯產(chǎn)生原因2.1.1襯底表面質(zhì)量2.1.2外延用氣體純度2.1.3外延工藝條件控制2.1.4外延系統(tǒng)清潔度2.2外延層層錯對器件制造及參數(shù)影響2.2.1雜質(zhì)沿層錯有增強擴散作用2.2.2層錯處易吸附雜質(zhì)2.2.3外延層層錯影響器件制造穩(wěn)定性和工藝質(zhì)量穩(wěn)定性課程關(guān)鍵：本節(jié)介紹了〈111〉向硅外延過程中形成外延層層錯，指出其形成模式為硅原子按層排列次序發(fā)生錯亂而造成缺點；對所討論外延層層錯結(jié)構(gòu)，指出是以{111}面圍成四面體結(jié)構(gòu)；因為外延層層錯是面缺點，其晶格鍵失配僅發(fā)生在所圍成三個面上（四面體內(nèi)是完美結(jié)構(gòu)、四面體外也是完美結(jié)構(gòu)），而化學(xué)腐蝕時在缺點處造成優(yōu)先腐蝕，則對所討論外延層層錯表面腐蝕形貌為三條槽溝圍城正三角形；對外延層層錯表面腐蝕形貌作了兩點說明，其一是因為外延生長時生長速率可能不均勻，而造成一些層錯面被淹沒，則腐蝕后外延層層錯表面圖形形貌可能有不完整，其二是外延層層錯不一定全部起始于襯底表面，則腐蝕后外延層層錯表面圖形可能大小不一，但起始于襯底表面外延層層錯表面圖形最大（如上一節(jié)介紹，利用該圖形進行外延層厚度測量）；給出了分離器件制造和集成電路制造對層錯密度要求。本節(jié)介紹了外延層層錯產(chǎn)生原因及外延層層錯存在對器件性能影響，指出通常能產(chǎn)生一個錯排原子原因全部是外延層層錯產(chǎn)生原因，諸如襯底表面質(zhì)量不合格、外延用氣體純度不合格、外延時工藝條件控制出現(xiàn)失當(dāng)和外延系統(tǒng)清潔度達(dá)不到器件生產(chǎn)要求等，全部將造成外延層層錯產(chǎn)生；對于外延層層錯存在對器件性能影響，指出因為雜質(zhì)沿層錯有增強擴散作用，對外延層層錯穿過結(jié)情況，將造成結(jié)伏安特征曲線變軟、造成淺結(jié)器件集電區(qū)和發(fā)射區(qū)穿通，指出因為層錯處易吸附雜質(zhì)作用而造成電阻率局部降落，還指出因為外延層層錯存在隨機性，將造成影響器件制造穩(wěn)定性和工藝質(zhì)量穩(wěn)定性。課程難點：〈111〉向硅外延過程中形成外延層層錯，其形成模式和硅原子按層排列次序發(fā)生錯亂關(guān)系；所討論外延層層錯結(jié)構(gòu)和以{111}面圍成四面體結(jié)構(gòu)有怎樣對應(yīng)關(guān)系；外延層層錯表面形貌和化學(xué)腐蝕時在外延層層錯面缺點處造成優(yōu)先腐蝕對應(yīng)關(guān)系；為何外延生長時生長速率不均勻，可造成一些層錯面被淹沒，而使外延層層錯表面圖形形貌出現(xiàn)不完整圖形形貌，這些不完整外延層層錯圖形形貌也是層錯；為何外延層層錯不一定全部起始于襯底表面可造成腐蝕后外延層層錯表面圖形出現(xiàn)大小不一情況，怎樣了解起始于襯底表面外延層層錯表面圖形最大這一事實；為何分離器件制造和集成電路制造對層錯密度要求不一樣。相關(guān)外延層層錯產(chǎn)生原因及外延層層錯存在對器件性能影響。指為何通常能產(chǎn)生一個錯排原子原因全部是外延層層錯產(chǎn)生原因，在器件生產(chǎn)工藝中全部有哪些原因；外延層層錯存在怎樣對器件性能造成影響，器件性能和雜質(zhì)沿層錯有增強擴散作用和層錯處易吸附雜質(zhì)作用有什么關(guān)系；為何說因為外延層層錯存在將影響器件制造穩(wěn)定性和工藝質(zhì)量穩(wěn)定性。基礎(chǔ)要求：要求了解〈111〉向硅外延過程中形成外延層層錯，清楚其形成模式為硅原子按層排列次序發(fā)生錯亂時而造成缺點；對所討論外延層層錯結(jié)構(gòu)，清楚知道是以{111}面圍成四面體結(jié)構(gòu)；了解外延層層錯是面缺點，其晶格鍵失配僅發(fā)生在所圍成三個面上（四面體內(nèi)是完美結(jié)構(gòu)、四面體外也是完美結(jié)構(gòu)），而化學(xué)腐蝕時在缺點處造成優(yōu)先腐蝕，則知道對所討論外延層層錯表面形貌為三條槽溝圍城正三角形；了解對外延層層錯表面腐蝕形貌作兩點說明，知道因為外延生長時生長速率可能不均勻，而造成一些層錯面被淹沒，則腐蝕后外延層層錯表面圖形形貌可能有不完整，還知道外延層層錯不一定全部起始于襯底表面，則腐蝕后外延層層錯表面圖形可能大小不一，但起始于襯底表面外延層層錯表面圖形最大，會利用該圖形進行外延層厚度測定；清楚知道分離器件制造和集成電路制造對層錯密度要求有什么不一樣，而為何集成電路制造對層錯密度要求更高。清楚外延層層錯產(chǎn)生原因及外延層層錯存在對器件性能影響。知道通常能產(chǎn)生一個錯排原子原因全部是外延層層錯產(chǎn)生原因，能夠列舉造成外延層層錯產(chǎn)生全部原因，比如襯底表面質(zhì)量不合格、外延用氣體純度不合格、外延時工藝條件控制出現(xiàn)失當(dāng)和外延系統(tǒng)清潔度達(dá)不到器件生產(chǎn)要求等引發(fā)外延層層錯產(chǎn)生；知道外延層層錯存在對器件性能影響，了解外延層層錯在工藝制造中可能產(chǎn)生影響原因，諸如雜質(zhì)沿層錯有增強擴散作用，這對外延層層錯穿過結(jié)情況，將造成結(jié)伏安特征曲線變軟、造成淺結(jié)器件集電區(qū)和發(fā)射區(qū)穿通；了解因為層錯處易吸附雜質(zhì)作用而造成電阻率局部降落原因；還必需知道因為外延層層錯存在隨機性，將造成影響器件制造穩(wěn)定性和工藝質(zhì)量穩(wěn)定性事實和原因。第二章外延工藝原理作業(yè)：思索題5個，習(xí)題5個第三章：氧化工藝（7課時）§3.1二氧化硅膜結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)3課時課程內(nèi)容：§3.1.1二氧化硅膜結(jié)構(gòu)1二氧化硅膜基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元2基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元連接形式3二氧化硅結(jié)構(gòu)形式分類3.1結(jié)晶形二氧化硅3.2無定形二氧化硅§3.1.2無定形二氧化硅結(jié)構(gòu)及特征1無定形二氧化硅結(jié)構(gòu)1.1結(jié)構(gòu)松散、存在不均勻不規(guī)則結(jié)構(gòu)空隙1.2無定形二氧化硅中存在大量非橋聯(lián)氧原子2無定形二氧化硅特征2.1無定形二氧化硅密度小2.2無定形二氧化硅無固定熔點2.3無定形二氧化硅網(wǎng)絡(luò)結(jié)合強度弱2.4無定形二氧化硅中極易引入雜質(zhì)2.4.1本征無定形二氧化硅2.4.2非本征無定形二氧化硅3雜質(zhì)在二氧化硅中作用3.1兩類雜質(zhì)定義3.1.1網(wǎng)絡(luò)形成劑3.1.2網(wǎng)絡(luò)改變劑3.2網(wǎng)絡(luò)改變劑在二氧化硅中作用3.2.1使非橋聯(lián)氧原子數(shù)目增加3.2.2影響器件電性能可靠性及穩(wěn)定性3.3網(wǎng)絡(luò)形成劑在二氧化硅中作用3.3.1網(wǎng)絡(luò)形成劑硼在二氧化硅中作用3.3.2網(wǎng)絡(luò)形成劑磷在二氧化硅中作用§3.1.3二氧化硅膜性質(zhì)1二氧化硅膜物理性質(zhì)1.1為無色透明固體1.2熱膨脹系數(shù)小1.3軟化溫度為1500度1.4電阻率隨制備方法不一樣而異1.5介電強度大1.6折射率為1.461.7密度為(2.0-2.3)g/立方厘米1.8雜質(zhì)擴散系數(shù)隨雜質(zhì)不一樣而不一樣、隨溫度改變而改變2雜質(zhì)在二氧化硅中擴散2.1在雜質(zhì)進入?yún)^(qū)域形成玻璃相2.2混合玻璃相作用3二氧化硅膜化學(xué)性質(zhì)3.1化學(xué)穩(wěn)定性好3.2氫氟酸對二氧化硅有腐蝕反應(yīng)3.3二氧化硅有不良反應(yīng)4二氧化硅-硅界面特征4.1二氧化硅生成時對界面雜質(zhì)再分布影響4.1.1雜質(zhì)在界面分凝效應(yīng)4.1.2分凝效應(yīng)描述4.1.3分凝效應(yīng)在工藝中應(yīng)用4.2二氧化硅生成后對p型硅表面反型效應(yīng)4.2.1實際器件中出現(xiàn)反型結(jié)構(gòu)4.2.2器件結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)p型硅表面反型條件4.2.3器件表面反型對器件性能影響4.2.4控制反型溝道形成方法課程關(guān)鍵：本節(jié)前強調(diào)了氧化過程是制備二氧化硅膜過程；氧化工藝是制備二氧化硅膜工藝；從工藝看，有熱生長氧化工藝、低溫淀積氧化工藝和其它氧化工藝；不一樣氧化工藝方法所制備二氧化硅膜質(zhì)量不一樣，而二氧化硅膜質(zhì)量將影響其掩蔽擴散能力、將影響器件可靠性和穩(wěn)定性、將影響器件電性能、將對器件制造工藝有影響。為清楚二氧化硅膜質(zhì)量，本節(jié)介紹了二氧化硅膜結(jié)構(gòu)及二氧化硅膜物理性質(zhì)、二氧化硅膜化學(xué)性質(zhì)、二氧化硅膜掩蔽雜質(zhì)擴散性質(zhì)、二氧化硅-硅界面性質(zhì)。相關(guān)二氧化硅膜結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵介紹了二氧化硅膜基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元；由二氧化硅膜基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元間連接組成二氧化硅網(wǎng)絡(luò)，其中因為基礎(chǔ)單元連接不一樣，二氧化硅網(wǎng)絡(luò)又分為結(jié)晶形二氧化硅和無定形二氧化硅。對用于半導(dǎo)體器件制造中無定形二氧化硅進行了分析和特征分析，其中，對于無定形二氧化硅結(jié)構(gòu)指出：該二氧化硅結(jié)構(gòu)松散、存在不均勻不規(guī)則結(jié)構(gòu)空隙、且存在大量非橋聯(lián)氧原子；對于無定形二氧化硅特征分析指出：無定形二氧化硅密度小、無定形二氧化硅無固定熔點、無定形二氧化硅網(wǎng)絡(luò)結(jié)合強度弱和在無定形二氧化硅中極易引入雜質(zhì)；由含雜和不含雜，把無定形二氧化硅又分為本征無定形二氧化硅（不含雜無定形二氧化硅）和非本征無定形二氧化硅（含雜無定形二氧化硅）兩種。對于非本征無定形二氧化硅，首先指明雜質(zhì)是以雜質(zhì)氧化物形式進入二氧化硅中，雜質(zhì)在二氧化硅中全部是電離，然后依據(jù)雜質(zhì)在二氧化硅中位置不一樣定義了兩類雜質(zhì)并討論了它們作用。對于兩類雜質(zhì)定義指出：雜質(zhì)離子在二氧化硅中能替換硅離子位置稱為網(wǎng)絡(luò)形成劑，雜質(zhì)離子在二氧化硅中僅占據(jù)網(wǎng)絡(luò)空隙稱為網(wǎng)絡(luò)改變劑。對于兩類雜質(zhì)在二氧化硅中作用指出：網(wǎng)絡(luò)改變劑多為金屬離子，它們在二氧化硅中作用是使網(wǎng)絡(luò)中非橋聯(lián)氧原子數(shù)目增加、網(wǎng)絡(luò)強度變?nèi)?、金屬離子可動性使得器件電性能不可靠和不穩(wěn)定；網(wǎng)絡(luò)形成劑多為三、五族摻雜雜質(zhì)，它們在二氧化硅中作用恰恰相反，即三族雜質(zhì)（硼）在二氧化硅中替換硅離子位置后，使非橋聯(lián)氧原子數(shù)目降低、網(wǎng)絡(luò)強度變強、同時引入了負(fù)電離中心，而五族雜質(zhì)（磷）在二氧化硅中替換硅離子位置后，使非橋聯(lián)氧原子數(shù)目增加、網(wǎng)絡(luò)強度變?nèi)酢⑼瑫r引入了正電離中心。本節(jié)還介紹了二氧化硅膜性質(zhì)。在物理性質(zhì)介紹中給出了二氧化硅膜外部形態(tài)、熱膨脹性質(zhì)、軟化溫度、電阻率和制備工藝關(guān)系、介電強度情況、折射率、密度及雜質(zhì)在二氧化硅中擴散系數(shù)等八條性質(zhì)；在化學(xué)性質(zhì)介紹中，討論了二氧化硅膜化學(xué)穩(wěn)定性質(zhì)（不和絕大部分酸、堿起反應(yīng)）、二氧化硅膜可加工性質(zhì)（僅氫氟酸能很好腐蝕二氧化硅）和二氧化硅膜和金屬電極不良反應(yīng)（在較高溫度下）。為了清楚二氧化硅掩蔽擴散作用，討論了雜質(zhì)在二氧化硅中行為，指出：在有雜質(zhì)氧化物進入二氧化硅區(qū)域中形成混合玻璃相、因為混合玻璃相和二氧化硅邊界極其清楚-認(rèn)為是混合玻璃相限制了雜質(zhì)在二氧化硅中運動速度（有屏蔽雜質(zhì)能力）。結(jié)合實際工藝中問題討論了二氧化硅-硅界面特征，其中包含雜質(zhì)在二氧化硅-硅界面分凝效應(yīng)和二氧化硅中電荷引發(fā)p型硅表面反型效應(yīng)。相關(guān)雜質(zhì)在二氧化硅-硅界面分凝效應(yīng)，首先給出了分凝效應(yīng)定義，進而討論了怎樣描述分凝效應(yīng)，最終對分凝效應(yīng)在器件制造中應(yīng)用作了介紹；相關(guān)二氧化硅中電荷引發(fā)p型硅表面反型效應(yīng)，首先指出在二氧化硅-硅界面二氧化硅中存在大量正電荷，這肯定對p型硅表面含有減弱、耗盡和反型作用，然后討論了實際器件中可能出現(xiàn)反型結(jié)構(gòu)（包含npn和pnp兩種結(jié)構(gòu)），進而給出了p型硅表面反型條件（不滿足條件不反型），討論了器件p型硅表面反型對性能帶來影響，提出了控制使p型硅表面不反型多個工藝方法。課程難點：二氧化硅膜質(zhì)量對哪些器件制造工藝及器件電性能有影響，和二氧化硅膜制備工藝有什么關(guān)系。二氧化硅膜質(zhì)量是怎樣和二氧化硅膜結(jié)構(gòu)、二氧化硅膜性質(zhì)親密相關(guān)。從二氧化硅膜結(jié)構(gòu)看，二氧化硅基礎(chǔ)單元基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)單元之間是怎樣連接、連接組合狀態(tài)怎樣不一樣使二氧硅分為結(jié)晶形二氧化硅和無定形二氧化硅。從器件制造中所用無定形二氧化硅膜結(jié)構(gòu)看，其含有特點；這些特點使無定形二氧化硅含有了一些特征，而這些特征怎樣使無定形二氧化硅分為本征無定形二氧化硅和非本征無定形二氧化硅。非本征無定形二氧化硅定義，雜質(zhì)在二氧化硅中作用、、網(wǎng)絡(luò)改變劑定義、網(wǎng)絡(luò)改變劑在二氧化硅中作用、不一樣網(wǎng)絡(luò)形成劑在二氧化硅中不一樣作用。二氧化硅膜性質(zhì)中，其物理性質(zhì)包含內(nèi)容，和掩蔽擴散相關(guān)雜質(zhì)在二氧化硅中擴散系數(shù)性質(zhì)；二氧化硅能掩蔽雜質(zhì)擴散實質(zhì)是什么，雜質(zhì)進入二氧化硅區(qū)域形成混合玻璃相、混合玻璃相作用、能掩蔽某種雜質(zhì)擴散最小膜厚度求取公式；其化學(xué)性質(zhì)包含內(nèi)容，二氧化硅化學(xué)穩(wěn)定性和工藝可操作性怎樣對器件制造工藝有好處；其二氧化硅-硅界面界面效應(yīng)，分凝效應(yīng)定義、分凝效應(yīng)描述、分凝效應(yīng)工藝應(yīng)用和二氧化硅中電荷引發(fā)p型硅表面反型效應(yīng)原因、理論分析、實際器件中出現(xiàn)反型結(jié)構(gòu)、能造成p型硅表面反型條件、p型硅表面反型對器件性能造成影響和控制表面反型溝道多種工藝方法。基礎(chǔ)概念：1氧化-在襯底（硅片）表面制備一層二氧化硅膜過程（熱生長、反應(yīng)淀積、陽極氧化等等）。2氧化工藝-能夠在襯底（硅片）表面制備一層二氧化硅膜工藝方法。3結(jié)晶形二氧化硅-由硅氧四面體基礎(chǔ)單元整齊、規(guī)則、周期性、反復(fù)延伸排列而成二氧化硅。4無定形二氧化硅-由硅氧四面體基礎(chǔ)單元無序排列而成二氧化硅。5橋聯(lián)氧原子-屬于兩個硅氧四面體（硅原子）全部氧原子。6非橋聯(lián)氧原子-僅屬于一個硅氧四面體（硅原子）全部氧原子。7本征無定形二氧化硅-無雜質(zhì)引入無定形二氧化硅。8非本征無定形二氧化硅-有雜質(zhì)引入無定形二氧化硅。9網(wǎng)絡(luò)形成劑-其雜質(zhì)離子在二氧化硅網(wǎng)絡(luò)中能替換硅離子位置而形成玻璃結(jié)構(gòu)雜質(zhì)類。10網(wǎng)絡(luò)改變劑-其雜質(zhì)離子在二氧化硅網(wǎng)絡(luò)中僅占據(jù)網(wǎng)絡(luò)空隙（孔洞）雜質(zhì)類。11硼硅玻璃-有摻雜劑三氧化二硼摻入二氧化硅區(qū)域中混合玻璃結(jié)構(gòu)。12磷硅玻璃-有摻雜劑五氧化二磷摻入二氧化硅區(qū)域中混合玻璃結(jié)構(gòu)。13分凝效應(yīng)-因為雜質(zhì)在硅和二氧化硅中溶解度不一樣、擴散系數(shù)不相同原因，而使得在二氧化硅生長過程中影響了二氧化硅-硅界面兩側(cè)雜質(zhì)