半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體工藝氧化

半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體工藝氧化第1頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)環(huán)境：要求很嚴(yán)，恒溫、恒濕、氣流第2頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月名稱集成度（數(shù)字MOS集成電路）小規(guī)模集成電路（SSI）<100中規(guī)模集成電路（MSI）102~103大規(guī)模集成電路（LSI）103~105超大規(guī)模集成電路（VLSI）105~107甚大規(guī)模集成電路（ULSI）107~109巨大規(guī)模集成電路>109第3頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境級別最大顆粒尺寸（m）甚大規(guī)模集成電路生產(chǎn)車間10.1超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)車間100.3封裝區(qū)域1000~100000.5住房100000室外>500000第4頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月硅——熱氧化第6頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月目的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氧化的影響。第7頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月二氧化硅層的用途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，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月O2O2O2<100nmTox=(B/A)t線性階段OriginalSi>100nmTox=(Bt)1/2

拋物線階段熱氧化的機(jī)制受限反應(yīng)，受限擴(kuò)散反應(yīng)Si(S)+O2(V)—>SiO2(S)第9頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月DryOxidationSi(S)+O2(V)

—>SiO2(S)WetOxidation（streamOxidation）

Si(S)+H2O(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)：生長溫度高、生長速度慢。第11頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月氧化率的影響2、高壓氧化在實(shí)際的工藝過程中增加氧化劑分壓來提高氧化速率，或者降低氧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)要注意安全問題和高壓系統(tǒng)帶來的污染問題。常壓<高壓第12頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月氧化率的影響3、晶向因?yàn)椴煌蚱湓用芏炔煌栽谙嗤臏囟取⒀趸瘹鈮旱葪l件下，原子密度大的晶面，氧化生長速率要大，而且在低溫時(shí)的線性階段更為明顯。第13頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月4、摻雜物氧化率：高摻雜>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)臺階。第14頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月氧化質(zhì)量評估

氧化后要對氧化質(zhì)量進(jìn)行評估，因?yàn)橛行z測是破壞性的，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)量的專門用來測試的樣片。一般情況下主要包括表面檢測和厚度檢測表面檢測

通常在高亮的紫外線下對每片晶園進(jìn)行檢測，包括表面顆粒、不規(guī)則度、污點(diǎn)都會在紫外線下顯現(xiàn)。厚度檢測

對厚度的檢測非常重要，因?yàn)椴煌钠骷蛘卟煌康囊?，比如，MOS柵極氧化層的厚度要求就很嚴(yán)格。檢測的技術(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，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月熱氧化爐/AMuseum/ic/index_04_06_03_02.html第17頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)：隨著集成電路集