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(yù)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(fù)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(dāng)（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(dǎo)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(fù)合接觸以上討論說明，簡單的金屬半導(dǎo)體接觸不是歐姆接觸，必須要采取半導(dǎo)體高摻雜或在接觸面附近出摻入大量強復(fù)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(yīng)。圖形邊框和填充的顏色、線型與線條粗細(xì)、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