擴(kuò)散課工藝培訓(xùn)培訓(xùn)內(nèi)容 word2

擴(kuò)散課工藝培訓(xùn)培訓(xùn)內(nèi)容擴(kuò)散部設(shè)備介紹氧化工藝介介紹擴(kuò)散工藝介介紹合金工藝介介紹氧化層電荷荷介紹LPCVDD工藝介介紹擴(kuò)散部設(shè)備備介紹臥式爐管立式爐管爐管工藝和和應(yīng)用((加)氧化工藝--1氧化膜的作作用選擇擴(kuò)散和和選擇注注入。阻擋住不需需擴(kuò)散或或注入的的區(qū)域，使使離子不不能進(jìn)入入。氧化工藝--2氧化膜的作作用緩沖介質(zhì)層層二次氧化等等，緩沖沖氮化硅硅應(yīng)力或或減少注注入損傷傷氧化工藝--3氧化膜的作作用器件結(jié)構(gòu)的的一部分分：如柵柵（Gaate）氧氧化層，非非常關(guān)鍵鍵的項(xiàng)目目，質(zhì)量量要求非非常高；；電容極極板之間間的介質(zhì)質(zhì)，對(duì)電電容的大大小有較較大影響響氧化工藝--4氧化膜的作作用隔離介質(zhì)：：工藝中中常用的的場(chǎng)氧化化就是生生長(zhǎng)較厚厚的二氧氧化硅膜膜，達(dá)到到器件隔隔離的目目的。氧化工藝--5氧化方法干氧氧化SSI+OO2===SIIO2結(jié)構(gòu)致密，均均勻性、重重復(fù)性好好，掩蔽蔽能力強(qiáng)強(qiáng)，對(duì)光光刻膠的的粘附性性較好，但但生長(zhǎng)速速率較慢慢，一般般用于高高質(zhì)量的的氧化，如如柵氧化化等；厚厚層氧化化時(shí)用作作起始和和終止氧氧化；薄薄層緩沖沖氧化也也使用此此法。水汽氧化22H2O+SSI===SSIO22+2HH2生長(zhǎng)速率快快，但結(jié)結(jié)構(gòu)疏松松，掩蔽蔽能力差差，氧化化層有較較多缺陷陷。對(duì)光光刻膠的的粘附性性較差。氧化工藝--6氧化方法濕氧氧化（反反應(yīng)氣體體：O2+HH2O）HH2O+SSI===SSIO22+2HH2SSI+OO2===SIIO2生長(zhǎng)速率介介于干氧氧氧化和和水汽氧氧化之間間；HH2O的由HH2和O2的反反應(yīng)得到到；并通通過(guò)H22和O2的流流量比例例來(lái)調(diào)節(jié)氧化速速率，但但比例不不可超過(guò)過(guò)1.888以保保安全；；對(duì)雜質(zhì)掩蔽能力力以及均均勻性均均能滿(mǎn)足足工藝要要求；多多使用在在厚層氧化中中。HCL氧氧化（氧氧化氣體體中摻入入HCLL）加入HCLL后，氧氧化速率率有了提提高，并并且氧化化層的質(zhì)質(zhì)量也大大有改善善。目前前柵氧化化基本采采用O22+HCCL方法法。氧化工藝--7影響氧化速速率的因因素硅片晶向氧化速率((1100)>PPOLYY>(1111))>(1100))摻雜雜質(zhì)濃濃度雜質(zhì)增強(qiáng)氧氧化，氧氧化速率率發(fā)生較較大變化化如NN+退火火氧化（N+DRIVE1）：襯底氧化厚厚度：7750AAN++摻雜區(qū)區(qū)氧化厚厚度：114500A氧化工藝--8熱氧化過(guò)程程中的硅硅片表面面位置的的變化生長(zhǎng)1umm的SiOO2，要消消耗掉00.466um的的Si。但但不同熱熱氧化生生長(zhǎng)的SSiO密密度不同，aa值會(huì)略略有差異異。

氧化工藝--9氯化物的影影響加入氯化物物后，氧氧化速率率明顯加加快，這這可能是是HCLL和O2生成成水汽的的原因；；但同時(shí)時(shí)氧化質(zhì)質(zhì)量有了了很大提提高壓力影響壓力增大，氧氧化速率率增大；；溫度溫度升高，氧氧化速率率增大；；排風(fēng)&氣體排風(fēng)和氣體體很重要要，會(huì)影影響到厚厚度和均均勻性；；氧化工藝--10氧化質(zhì)量控控制拉恒溫區(qū)控控制溫度度定期拉恒溫溫區(qū)以得得到好的的溫度控控制HCL吹吹掃爐管管CL--有使堿堿性金屬屬離子（如如Na++）鈍化化的功能能，使金金屬離子子喪失活活動(dòng)能力力，定期期清洗爐爐管可以以大幅度度地減少少離子濃濃度，使使?fàn)t管潔潔凈BT測(cè)量量BTT項(xiàng)目可可以使我我們即及及時(shí)掌握握爐管的的狀態(tài)，防防止?fàn)t管管受到粘粘污,使大批批園片受受損;氧化工藝--11氧化質(zhì)量控控制片內(nèi)均勻性性：保證硅硅片中每每個(gè)芯片片的重復(fù)復(fù)性良好好片間均勻性性保證每個(gè)硅硅片的重重復(fù)性良良好定期清洗爐爐管清洗爐管，可可以避免免金屬離離子,堿離子子的粘污污，減少少顆粒，保保證氧化化層質(zhì)量量，尤其其是柵氧氧化，清清洗頻率率更高,,1次/周擴(kuò)散工藝--1擴(kuò)散推阱，退火火推阱：CMMOS工工藝的必必有一步步，在一一種襯底底上制造造出另一一種襯底底,以制造造N、P管,需要在在較高的的溫度下下進(jìn)行，以以縮短工工藝時(shí)間間。退火：可以以激活雜雜質(zhì)，減減少缺陷陷。它的的時(shí)間和和溫度關(guān)關(guān)系到結(jié)結(jié)深和雜雜質(zhì)濃度度磷摻雜多晶摻雜：：使多晶晶具有金金屬特質(zhì)質(zhì)導(dǎo)電；；N+淀淀積：形形成源漏漏結(jié)；擴(kuò)散工藝--2推阱工藝主主要參數(shù)數(shù)結(jié)深比較關(guān)鍵，必必須保證證正確的的溫度和和時(shí)間，膜厚主要為光刻刻對(duì)位提提供方便便,同時(shí)影影響園片片的表面面濃度如過(guò)厚或過(guò)過(guò)薄均會(huì)會(huì)影響NN或P管的開(kāi)開(kāi)啟電壓壓表面濃度注入一定后后,表面濃濃度主要要受制于于推阱程程序的工工藝過(guò)程程,如氧化化和推結(jié)結(jié)的前后后順序均均會(huì)對(duì)表表面濃度度產(chǎn)生影影響擴(kuò)散工藝--3影響推阱的的工藝參參數(shù)溫度：易變因素，對(duì)對(duì)工藝的的影響最最大。時(shí)間：一般不易偏偏差，取取決于時(shí)時(shí)鐘的精精確度。程序的設(shè)置置：不同的程序序，如先先氧化后后推阱和和先推阱阱后氧化化所得出出的表面面濃度不不同。擴(kuò)散工藝--4影響推阱的的工藝參參數(shù)–排風(fēng)&&氣體排風(fēng)：對(duì)爐爐管的片片間均勻勻性，尤尤其是爐爐口有較較大的影影響。氣體：氣體體流量的的改變會(huì)會(huì)影響膜膜厚，從從而使表表面濃度度產(chǎn)生變變化，直直接影響響器件的的電參數(shù)數(shù)。擴(kuò)散工藝--5阱工藝控制制拉恒溫區(qū)控控制溫度度：定期拉恒溫溫區(qū)以得得到好的的溫度控控制。BT測(cè)量量BT項(xiàng)項(xiàng)目可以以使我們們即及時(shí)時(shí)掌握爐爐管的狀狀態(tài)，防防止?fàn)t管管受到粘粘污。擴(kuò)散工藝--6阱工藝控制制電阻均勻性性電阻比膜厚厚對(duì)于溫溫度的變變化更加加敏感，利利用它監(jiān)監(jiān)控溫度度的變化化，但易易受制備備工藝的的影響膜厚均勻性性監(jiān)控氣體，溫溫度等的的變化，保保證片內(nèi)內(nèi)和片間間的均勻勻性定期清洗爐爐管清洗爐管，可可以避免免金屬離離子的粘粘污，減減少顆粒粒，保證證氧化層層質(zhì)量。擴(kuò)散工藝--7阱工藝控制制HCL吹吹掃爐管管CCL-有有使堿性性金屬離離子（如如Na++）鈍化化的功能能，使金金屬離子子喪失活活動(dòng)能力力，定期期清洗爐爐管可以以大幅度度地減少少離子濃濃度，使使?fàn)t管潔潔凈HCCL吹吹掃爐管管。擴(kuò)散工藝--8磷擴(kuò)散原理理POCL3344POCCL3+3OO2=====2P22O5+6CCL22P2OO5+55Si=====55SiOO2+44PPBr334PPBr33+5OO2=====2P22O5+6BBr22P2O55+55Si=====55SiOO2+44P擴(kuò)散工藝--9磷擴(kuò)散工藝藝主要參參數(shù)結(jié)深：電阻：現(xiàn)行的主要要控制參參數(shù)；表面濃度：：這些參數(shù)都都和摻雜雜時(shí)間、摻摻雜溫度度、磷源源流量等等有密切切的關(guān)系系；擴(kuò)散工藝--10影響磷擴(kuò)散散的因素素爐管溫度和和源溫爐管溫度會(huì)會(huì)影響雜雜質(zhì)擴(kuò)散散的固溶溶度，硅硅中雜質(zhì)質(zhì)的溶解解量變化化，從而而影響摻摻雜電阻阻；PBBr3和和POCCL3都都是揮發(fā)發(fā)性較強(qiáng)強(qiáng)的物質(zhì)質(zhì)，溫度度的變化化會(huì)影響響源氣的的揮發(fā)量量，使摻摻雜雜質(zhì)質(zhì)的總量量發(fā)生變變化,因此必必須保證證其相對(duì)對(duì)穩(wěn)定；；程序的編制制磷源流量設(shè)設(shè)置的大大小決定定了時(shí)間間的長(zhǎng)短短，使推推結(jié)的時(shí)時(shí)間變化化，從而而影響了了表面濃濃度和電電阻；擴(kuò)散工藝--11?影響磷擴(kuò)擴(kuò)散的因因素–時(shí)間一般不易偏偏差，取取決于時(shí)時(shí)鐘的精精確度；–氣體和排排風(fēng)排風(fēng)：排風(fēng)風(fēng)不暢，會(huì)會(huì)使摻雜雜氣體不不能及時(shí)時(shí)排出，集集中在爐爐管之內(nèi)內(nèi)，使摻摻雜電阻阻變化；；氣體：N22和POCCL3氣氣體流量量的比例例對(duì)摻雜雜的大小小，均勻勻性有較較明顯的的影響；；擴(kuò)散工藝--12?磷擴(kuò)散工工藝控制制–拉恒溫區(qū)區(qū)控制溫溫度定期拉恒溫溫區(qū)以得得到好的的溫度控控制；–電阻均勻勻性電阻均勻性性可以反反應(yīng)出溫溫度或氣氣體的變變化以及及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)工藝和和設(shè)備發(fā)發(fā)生的問(wèn)問(wèn)題，在在進(jìn)行換換源、換換爐管等等備件的的更換時(shí)時(shí)，需及及時(shí)進(jìn)行行該QCC的驗(yàn)證證工作，以以確定爐爐管正常常；擴(kuò)散工藝--13?磷擴(kuò)散工工藝控制制–清洗爐管管及更換換內(nèi)襯管管由于在工藝藝過(guò)程中中會(huì)有偏偏磷酸生生成，在在爐口溫溫度較低低處會(huì)凝凝結(jié)成液液體，并并堆積起起來(lái)，會(huì)會(huì)腐蝕爐爐管甚至至流出爐爐管后腐腐蝕機(jī)器器設(shè)備，因因此須及及時(shí)清洗洗更換爐爐管和內(nèi)內(nèi)襯管。合金工藝--1合金的概念念淀積到硅片片表面的的金屬層層經(jīng)光刻刻形成一一定的互互連圖形形之后，還還必須進(jìn)進(jìn)行一次次熱處理理，稱(chēng)為為“合金化化”。合金的目的的是使接接觸孔中中的鋁與與硅之間間形成低低電阻歐歐姆接觸觸，并增增加鋁與與二氧化化硅之間間的附著著力。合金工藝--2鋁柵合金：：硅在鋁膜中中的溶解解和擴(kuò)散散過(guò)程受受鋁晶粒粒尺寸、孔孔邊緣氧氧化層應(yīng)應(yīng)力、孔孔上殘余余的SiiO2的影響響，引起起鋁膜對(duì)對(duì)硅的不不均勻溶溶解。溶溶解入硅硅的鋁膜膜，我們們稱(chēng)之為為‘鋁釘’。合金工藝--3硅柵合金用TiN層層來(lái)阻擋擋鋁膜向向硅中的的滲透，在在TiNN與硅的的結(jié)合處處，預(yù)先先形成TTiSii化合物物來(lái)加強(qiáng)強(qiáng)粘附性性熱氧化層上上的電荷荷-1熱氧化層上上的電荷荷-21.可動(dòng)動(dòng)離子電電荷：SiO2中中的可動(dòng)動(dòng)離子主主要由帶帶正電的的堿金屬屬離子如如Li++，Na++和K+，也也可能是是H+?？煽蓜?dòng)電荷荷使硅表表面趨于于N型，而而且在高高溫偏壓壓下產(chǎn)生生漂移，嚴(yán)嚴(yán)重影響響MOSS器件的的可靠性性。2.氧化化物陷阱阱電荷：：被SiO22陷住的的電子或或空穴，叫叫陷阱電電荷。由由輻射或或結(jié)構(gòu)陷陷阱引起起。3000℃以上退退火可以以消除陷陷阱電荷荷。熱氧化層上上的電荷荷-33.固定定氧化物物電荷：：位于Si--SiOO2界面處處25AA以?xún)?nèi)。一一般認(rèn)為為由過(guò)剩剩硅或過(guò)過(guò)剩氧引引起的，密密度大約約在10010-110122CM-22范圍內(nèi)內(nèi)。氧化化退火對(duì)對(duì)它有影影響。4.界面面陷阱電電荷：界面陷阱可可以是正正電，負(fù)負(fù)電，中中性。這這由本身身類(lèi)型和和費(fèi)米能能相對(duì)位位置決定定。影響響MOSS器件的的閾值電電壓、跨跨導(dǎo)、隧隧道電流流等許多多重要參參數(shù)。LP-CVVD工工藝-11CVD技技術(shù)是微微電子工工業(yè)中最最基本、最最重要的的成膜手手段之一一。按照照生長(zhǎng)機(jī)機(jī)理的不不同，可可以分為為若干種種類(lèi)。本本文僅介介紹了LLPCVVD工藝藝。LPCVDD工藝藝簡(jiǎn)介--2LPCVDD工藝藝簡(jiǎn)介L(zhǎng)PCVDD（LowwPrresssureeChhemiicallVaaporrDeepossitiion）低壓氣氣相淀積積，是在在27--2700Pa的的反應(yīng)壓壓力下進(jìn)進(jìn)行的化化學(xué)氣相相淀積。裝片——進(jìn)進(jìn)舟———對(duì)反應(yīng)應(yīng)室抽真真空———檢查設(shè)設(shè)備是否否正?！銷(xiāo)N2吹掃并并升溫———再抽抽真空———保持持壓力穩(wěn)穩(wěn)定后開(kāi)開(kāi)始淀積積——關(guān)閉閉所有工工藝氣體體，重新新抽真空空——回沖沖N2到常壓壓——出爐爐。LPCVDD工藝藝簡(jiǎn)介--3LPSii3N44LPSSi3NN4在工工藝中主主要作為為氧化或或注入的的掩蔽膜膜，淀積Si33N4時(shí)時(shí)通常使使用的氣氣體是：：NH33+DCCS（SSiH22Cl22）這兩兩種氣體體的反應(yīng)應(yīng)生成的的Si33N4質(zhì)質(zhì)量高，副產(chǎn)物少，膜膜厚均勻勻性極佳佳，而且且是氣體體源便于于精確控制流量，是是目前國(guó)國(guó)內(nèi)外普普遍采用用的方法法。100NH33+3DDCS==Si33N4+6HH2+66NH44CL溫度：7880℃。壓力：3755mt。在爐管的尾尾部有一一冷卻機(jī)機(jī)構(gòu)，稱(chēng)稱(chēng)為“冷阱”。用以以淀積副副產(chǎn)物NNH4CCL，防防止其凝凝集在真真空管道道里，堵堵塞真空空管道。DCS的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,容易控制淀積速率。LPCVDD工藝藝簡(jiǎn)介--3顆粒產(chǎn)生的的可能原原因：連續(xù)作業(yè)，導(dǎo)導(dǎo)致?tīng)t管管，陪片片上氮化化硅生長(zhǎng)長(zhǎng)太厚而而脫落成成為顆粒粒源。SIC槳，舟舟與舟之之間的摩摩擦，碰碰撞產(chǎn)生生的顆粒粒。副產(chǎn)物NHH4CLL未汽化化被抽走走而是凝凝固在真真空系統(tǒng)統(tǒng)溫度較較低處腐蝕性氣體體DCSS與硅表表面直接接接觸或或反應(yīng)不不充分；；非氣態(tài)的DDCS進(jìn)進(jìn)入爐管管；冷阱內(nèi)，主主閥盤(pán)路路內(nèi)的反反應(yīng)生成成物回灌灌到爐管管內(nèi)；水蒸氣與HHCL接接觸腐蝕蝕真空管管道引起起的沾污污；LPCVDD工藝藝簡(jiǎn)介--4LPPPOLYYLPPOOLY主主要作為為MOSS管的柵柵極、電電阻條、電電容器的的極板等等。LPPOOLY的的均勻性性較好，生生產(chǎn)量大大，成本本低，含含氧量低低，表面面不易起起霧，是是一種目目前國(guó)際際上通用用的制作作多晶硅硅的方法法。SiiH4==Si+2HH2LPCVVD熱解解硅烷淀淀積多晶晶硅的過(guò)過(guò)度溫度度是6000C。低低于此溫溫度，淀淀積出的的是非晶晶硅，只只有高于于此溫度度才能生生長(zhǎng)出多多晶硅。而而高于7700CC后，硅硅烷沿氣氣流方向向的耗盡盡嚴(yán)重。多晶硅的晶晶粒尺寸寸主要取取決于淀淀積溫度度，6000C下下淀積的的多晶硅硅顆粒極極細(xì)；淀淀積溫度度為6225-7750CC時(shí)，晶晶粒結(jié)構(gòu)構(gòu)明顯并并且隨溫溫度的升升高略有有增大SiH4流流量：多多晶硅的的淀積速速率隨SSiH44流量的的增加而而增加。當(dāng)SSiH44濃度過(guò)過(guò)高時(shí)，容容易出現(xiàn)現(xiàn)氣相成成核，這這就限制制了硅烷烷濃度和和淀積速速率的提提高。目目前我們們淀積多多晶硅所所使用的的是1000%的的SiHH4。LPCVDD工藝藝簡(jiǎn)介--5LPTEOOS是通通過(guò)低壓壓熱解正正硅酸乙乙酯生成成的，淀淀積溫度度在6550℃—7500℃，反應(yīng)應(yīng)壓力控控制在4400PPa（3T）以以下，而而在實(shí)際際的工藝藝中，一一般會(huì)控控制在667Paa（5000mT）以以下。目前經(jīng)常采采用LPPTEOOS的淀淀積溫度度為7000℃，反應(yīng)應(yīng)壓力為為2100mT。全全反應(yīng)為為：Sii(OCC2H4)5?SiOO2+4C22H4+22H2OLPCVDD工藝藝簡(jiǎn)介--5LPTEOOS的應(yīng)應(yīng)用：4000AA和20000A的的LPTTEOSS形成sppaceer結(jié)構(gòu)構(gòu)，如下下圖所示示：400A的的LPTTEOSS形成兩兩層多晶晶硅間的的電容；；影響LPTTEOSS淀積的的幾種因因素：1.溫度的的影響：：A.隨隨著溫度度的增加加，淀積積速率明明顯增加加；B.一一定的溫溫度范圍圍會(huì)對(duì)片片內(nèi)均勻勻性有較較大的影影響。趨趨勢(shì)圖如如下所示示影響LPTTEOSS淀積的的幾種因因素：TEOS流流量的影影響：在其他條件件不變時(shí)時(shí)，增大大TEOOS的流流量生長(zhǎng)長(zhǎng)速率變變大。反應(yīng)壓力的的影響：：淀積速率隨隨反應(yīng)壓壓力的增增大而增增大。趨趨勢(shì)圖如如下LPCVDD工藝藝-6LPCVDD工藝藝控制拉恒溫區(qū)控控制溫度度：定期拉拉恒溫區(qū)區(qū)以得到到好的溫溫度控制制，保證證爐管內(nèi)內(nèi)各處的的生長(zhǎng)速速率趨向向平衡?；旧弦灰粋€(gè)月拉拉一次恒恒溫，每每次清洗洗爐管后后再拉一一次。顆粒檢查：TEENCOOR664200監(jiān)控顆顆粒，規(guī)規(guī)范是（顆顆粒數(shù)〈〈3000個(gè)/00.5uum以上上〉。淀積速率：淀積積速率從從膜厚與與沉積時(shí)時(shí)間計(jì)算算得出，這這個(gè)數(shù)值值可以直直接反映映爐管內(nèi)內(nèi)壓力，溫溫度或氣氣體比例例的變化化。在工工藝保持持不變的的條件下下，LPP的淀積積速率不不會(huì)有太太大的變變化。臥臥式爐目目前的淀淀積速率率是LPPSINN300A/MMIN；LPPTEOOS550A//MINN；LPPP