半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體工藝氧化

1、半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體工藝氧化第1頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二室內(nèi)環(huán)境：要求很?chē)?yán)，恒溫、恒濕、氣流第2頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二名稱(chēng)集成度（數(shù)字MOS集成電路）小規(guī)模集成電路（SSI）109第3頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二環(huán)境級(jí)別最大顆粒尺寸（m）甚大規(guī)模集成電路生產(chǎn)車(chē)間10.1超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)車(chē)間100.3封裝區(qū)域1000100000.5住房100 000室外500 000第4頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二第5頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二硅熱氧化第6頁(yè)，共

2、18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二目的1、列出硅器件中，二氧化硅膜層的基本用途。2、描述熱氧化的機(jī)制。3、列出熱氧化反應(yīng)中的氧化劑及用途。4、解釋氧化條件及基底條件對(duì)氧化的影響。第7頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二二氧化硅層的用途1、表面鈍化2、摻雜阻擋層3、表面絕緣體4、器件絕緣體第8頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二O2O2O2100nm Tox=(Bt)1/2 拋物線(xiàn)階段熱氧化的機(jī)制受限反應(yīng)，受限擴(kuò)散反應(yīng)Si (S) + O2 (V) SiO2 (S)第9頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二第10頁(yè)，共18

3、頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二Dry Oxidation Si (S) + O2 (V) SiO2 (S)Wet Oxidation（stream Oxidation） Si (S) + H2 O (V) SiO2 (S) + H2 (V)氧化率的影響900-1200oC900-1200oC1、氧化源：干氧 濕氧(發(fā)泡、干法) Cl參入氧化干氧氧化優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)致密、均勻性和重復(fù)性好、與光 刻膠黏附好且應(yīng)力小。缺點(diǎn)：生長(zhǎng)溫度高、生長(zhǎng)速度慢。第11頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二氧化率的影響2、高壓氧化在實(shí)際的工藝過(guò)程中增加氧化劑分壓來(lái)提高氧化速率，或者降低氧

4、化溫度而保持同樣的氧化速率都是經(jīng)常采用方法。優(yōu)點(diǎn)：有利于降低材料中的位錯(cuò)缺陷。缺點(diǎn)：在利用高壓氧化時(shí)要注意安全問(wèn)題和高壓系統(tǒng)帶來(lái)的污染問(wèn)題。常壓 低摻雜n型摻雜物：P、As、Sbp型摻雜物：B5、多晶硅 與單晶硅相比氧化率更快氧化率的影響實(shí)際工藝中由于各個(gè)部分材料不同，造成氧化層厚度不均勻，出現(xiàn)臺(tái)階。第14頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二第15頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二氧化質(zhì)量評(píng)估 氧化后要對(duì)氧化質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，因?yàn)橛行z測(cè)是破壞性的，所以在把一批晶園送入爐管的同時(shí)，在不同位置放置一定數(shù)量的專(zhuān)門(mén)用來(lái)測(cè)試的樣片。 一般情況下主要包括表面檢測(cè)和厚度檢測(cè)表面檢測(cè) 通常在高亮的紫外線(xiàn)下對(duì)每片晶園進(jìn)行檢測(cè)，包括表面顆粒、不規(guī)則度、污點(diǎn)都會(huì)在紫外線(xiàn)下顯現(xiàn)。厚度檢測(cè) 對(duì)厚度的檢測(cè)非常重要，因?yàn)椴煌钠骷蛘卟煌康囊螅热?，MOS柵極氧化層的厚度要求就很?chē)?yán)格。檢測(cè)的技術(shù)包括：顏色比較、邊沿記數(shù)、干涉、橢偏儀及電子掃描顯微鏡等。第16頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二熱氧化爐第17頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)43分，星期二作業(yè)：隨著集成電路集成度提高，氧化層的厚度也不斷減小，甚至到達(dá)了二氧化硅層厚度