集成电路制造工艺及设备
极大规模集成电路制造装备及成套工艺
极大规模集成电路制造装备及成套工艺一、引言随着信息技术的飞速发展和智能电子设备的不断普及，集成电路技术得到了迅猛地发展，而在集成电路产业链上，制造环节又是整个链条中最具挑战性的一环。
极大规模集成电路（Very Large Scale Integration, VLSI）制造装备及成套工艺的研究、开发和生产，对于推动我国集成电路产业的快速发展具有重要的战略意义。
二、 VLSIXXX设备VLSIXXX是一家专业从事极大规模集成电路生产设备的研制和制造的企业。
VLSIXXX设备具有以下特点：1. 可靠性高VLSIXXX设备采用了特殊的材料和工艺，使其设备具有较高的可靠性，大大提高了生产效率和降低了成本。
2. 稳定性好VLSIXXX设备在设计的时候，考虑了工艺的稳定性，使其在使用过程中，操作简单，稳定性好，提高了用户使用的体验。
3. 精度高VLSIXXX设备在使用的过程中，有高精度的加工工艺，能够满足不同厂商的需求。
同时，VLSIXXX设备还可以适用于不同的工艺过程，具有较高的应用价值。
三、成套工艺要完成一整套VLSI芯片的制造需要一系列工艺流程。
工艺流程包括：晶片设计、掩模设计、晶片制造、测试、封装等各环节。
常用的成套工艺包括：1. 晶片设计晶片设计指设计芯片电路的各个组成部分，如处理器、存储器、控制器等。
晶片设计分为前端设计和后端设计两个阶段，其中前端设计是模拟层面的设计，后端设计是物理层面的设计。
2. 掩模制作掩模是晶圆制造过程中的重要环节，也是晶圆上图形的信息传输通道。
掩膜制造工序主要分为电子束曝光和接触式曝光两个工艺流程，其中每个流程都包含了测量、校正、检查等环节。
3. 晶圆制造晶圆制造包括切割、磨制、清洗等工序。
晶圆工艺流程中最核心的是光刻技术。
光刻技术是利用光学原理，在硅片表面进行图形转移的高精度工艺。
4. 接线与封装接线与封装是电路设计的最后阶段，主要工艺包括接线、填充树脂、封装、表面覆铜、焊接等多个环节。
集成电路制造工艺流程
集成电路制造工艺流程集成电路是指将几个或者几十个电子器件（例如晶体管、电阻器、电容器等）以薄膜结构整合在一块小小的硅晶片上，并连接成电子功能电路。
其制造工艺流程是一个复杂而精密的过程，下面将对其进行详细介绍。
首先，整个工艺流程可以分为前端工艺和后端工艺两个主要阶段。
前端工艺是指IC芯片中最基本的晶体管、电阻器等器件的制作，而后端工艺则是将这些器件通过金属线材和电介质材料连接起来，形成电子功能电路。
在前端工艺阶段，首先需要准备好硅晶片。
硅晶片通过切割和抛光等工艺进行精细处理，形成平整的硅表面。
然后，通过光刻工艺将掩模上的图形投射到硅表面，形成各种不同的器件结构。
接下来，通过注入掺杂剂和热退火工艺来调节硅晶片的电特性，从而形成晶体管等元器件。
在后端工艺阶段，首先需要在硅晶片上进行电路层间绝缘处理，即通过沉积电介质材料形成绝缘层，以防止电气短路。
接下来，通过刻蚀和蚀刻等工艺将电介质材料开口，并注入金属线材，形成连接器件的导线结构。
随后，通过电镀工艺给金属线材镀上一层保护层，以保护导线不受外界环境的影响。
除了这些基本的工艺步骤外，集成电路制造还需要进行许多附加工艺，如薄膜制备、掩膜、清洗等。
其中，薄膜制备是指通过物理蒸发、溅射等工艺在硅表面形成一层非常薄的材料，用于改变器件的表面特性。
掩膜则是通过光刻工艺在硅表面形成一层光刻胶，以便进行后续的刻蚀工艺。
清洗则是在集成电路制造过程中，通过溶液等方法将硅表面的杂质去除，以保证器件的电特性。
在整个制造工艺的过程中，需要严格控制各个工艺步骤的条件和参数，以确保最终制得的集成电路具有良好的性能和稳定性。
诸如工艺参数、工艺流程等的微小变化都可能影响到整个工艺的成功与否。
综上所述，集成电路的制造工艺流程是一个复杂而精密的过程，涉及到多个工艺步骤和参数的控制。
通过前端工艺和后端工艺的协同作用，可以将晶体管、电阻器等元器件整合在一片硅晶片上，并形成电子功能电路。
这些制备出的集成电路，被广泛应用于计算机、通信、嵌入式等各个领域，推动了现代科技的发展。
集成电路制造的工艺和技术
集成电路制造的工艺和技术集成电路制造技术是现代电子工业的支柱之一。
它是以硅晶片为载体，采用多种制造工艺和技术，将成千上万个微小元件组装在一起形成各种功能电路。
该技术的成功应用不仅促进了电子工业的高速发展，而且推动了人类社会的快速进步。
1. 集成电路制造的概述集成电路制造是指将各种微小的电子器件集成在一起，形成具有特定功能的芯片。
它是应用了材料科学、半导体物理学、化学制造技术等多种科学技术而形成的复杂工艺。
集成电路生产具有以下优势：1）能够提高产品的可靠性和一致性，减少制造成本；2）大大降低产品的功耗和尺寸，提高了产品的性能；3）大量减少电子设备的重量和体积，提高了设备的移动性和维护性。
2. 集成电路制造的工艺集成电路制造的工艺包括晶体生长、晶片加工、电路设计与刻蚀、金属线路布图等工序。
其中，晶体生长是最关键的步骤之一。
通常采用化学气相沉积(CVD)、液相化学淀积(LPCVD)、分子束外延(MBE)等方法实现晶体生长。
然后，需要对晶片进行本底处理、光刻、腐蚀、离子注入等工艺，完成芯片的制造。
3. 集成电路制造的技术在集成电路制造过程中，还需要采用多种技术，来保障芯片的可靠性和性能。
其中，最重要的技术包括以下几种：1）光刻技术：采用光刻胶和紫外线等手段，实现对芯片的具体电路设计的精细定义。
2）腐蚀技术：利用湿腐蚀或干蚀刻等方法，将芯片上无关部分刻蚀掉，形成固定的电路连接。
3）化学氧化法：将硅片放入氢气和氧气的匀浆中，在硅片表面形成了一层极薄的氧化硅膜，可提高硅片的质量和保护它的其他部分。
4. 集成电路制造的发展随着科技的飞速发展，集成电路制造技术也在以惊人的速度向前发展。
迄今为止，集成电路制造工艺已发展到了微米级别。
但是，研究者们正在努力寻找新的材料，通过新的生长方式、新的工艺等方式来发展这一技术，以满足人们日益增长的需求。
总之，随着集成电路制造技术的不断发展，人们的电子设备将会继续向更小、更加灵活、更加方便的方向发展。
集成电路制造工艺流程
集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程是指将芯片设计图纸转化为实际芯片的过程，它是整个集成电路生产的核心环节。
在这个过程中，需要经历多道工艺步骤，包括晶圆制备、光刻、薄膜沉积、离子注入、蚀刻、金属化等多个工艺步骤。
本文将从晶圆制备开始，逐步介绍集成电路制造工艺流程的各个环节。
首先是晶圆制备。
晶圆制备是集成电路制造的第一步，也是最基础的一步。
它的主要目的是在硅片上生长出高纯度的单晶硅层，以便后续的工艺步骤。
晶圆制备包括晶片生长、切割、抛光等工艺步骤。
其中，晶片生长是最为关键的一步，它决定了晶圆的质量和性能。
接下来是光刻工艺。
光刻工艺是将芯片设计图案转移到硅片表面的关键步骤。
在这一步骤中，首先需要将光刻胶涂覆在硅片表面，然后使用光刻机将设计图案投射到光刻胶上，最后进行显影和固化，形成光刻图案。
光刻工艺的精度和稳定性对芯片的性能有着直接的影响。
紧接着是薄膜沉积和离子注入。
薄膜沉积是指在硅片表面沉积一层薄膜，以实现对芯片特定区域的控制。
而离子注入则是将特定的离子注入到硅片中，改变硅片的导电性能。
这两个工艺步骤在集成电路制造中起着至关重要的作用，它们直接影响着芯片的性能和功能。
然后是蚀刻工艺。
蚀刻工艺是将不需要的材料从硅片上去除的过程，通过化学或物理方法将多余的材料蚀刻掉，从而形成芯片上的线路和结构。
蚀刻工艺的精度和稳定性对芯片的性能有着重要的影响，同时也是整个制造工艺中比较复杂的一步。
最后是金属化。
金属化是将金属沉积在硅片表面，形成芯片上的导线和连接器，以实现芯片内部和外部的连接。
金属化工艺的质量和稳定性对芯片的可靠性和稳定性有着直接的影响，它是集成电路制造中不可或缺的一步。
综上所述，集成电路制造工艺流程是一个复杂而精密的过程，它需要经历多道工艺步骤，每一步都对芯片的性能和功能有着直接的影响。
只有严格控制每一个工艺步骤，才能生产出高质量、高性能的集成电路产品。
希望本文能够对集成电路制造工艺流程有所了解，并对相关领域的从业人员有所帮助。
集成电路制造研究报告
集成电路制造研究报告随着信息技术的飞速发展，集成电路作为信息产业的核心，越来越成为人们关注的焦点。
集成电路制造技术是集成电路产业的基础，也是制约集成电路产业发展的瓶颈之一。
本文将从制造工艺、设备、材料等多个方面，对集成电路制造技术进行研究和探讨。
一、制造工艺集成电路制造工艺是指将芯片设计图纸转化为物理芯片的过程。
目前，常用的制造工艺主要有三种：NMOS工艺、CMOS工艺和BiCMOS 工艺。
其中，CMOS工艺是目前最主流的工艺，具有低功耗、高速度、高可靠性等优点。
CMOS工艺主要分为两大类：前端工艺和后端工艺。
前端工艺包括晶圆制备、光刻、蚀刻等步骤，是制造工艺的核心。
后端工艺包括金属化、封装、测试等步骤，是芯片制造的最后阶段。
二、设备集成电路制造设备是指用于制造芯片的各种设备。
目前，主流的制造设备主要有光刻机、蚀刻机、离子注入机等。
其中，光刻机是制造芯片的核心设备之一，其主要作用是将芯片设计图案转移到硅片上。
光刻机的发展经历了传统接触式光刻、非接触式光刻、深紫外光刻等多个阶段。
目前，深紫外光刻已成为主流技术，其分辨率已经达到了10纳米级别。
三、材料集成电路制造材料是指用于制造芯片的各种材料。
目前，主流的制造材料主要有硅、光刻胶、蚀刻液等。
其中，硅是芯片制造的核心材料之一，其纯度要求非常高，一般要达到99.9999%以上。
随着芯片制造工艺的不断进步，新型材料的应用也越来越广泛。
例如，高介电常数材料可以提高芯片的速度和密度，低介电常数材料可以降低芯片的功耗和噪声。
四、发展趋势随着芯片制造工艺的不断进步，芯片的制造成本越来越低，性能也越来越强。
未来，集成电路制造技术将继续向以下方向发展：1.纳米级制造技术。
随着芯片尺寸的不断缩小，制造工艺需要不断升级，以满足更高的分辨率要求。
2.三维芯片制造技术。
三维芯片可以提高芯片的性能和密度，是未来芯片制造的重要方向之一。
3.新型材料的应用。
新型材料可以提高芯片的性能和可靠性，是未来芯片制造的重要发展方向之一。
微电子09集成电路制造工艺
集成电路制造技术的发展推动了电子技术的进步， 促进了信息产业的发展。
集成电路制造的流程
材料准备
选择合适的衬底材料，并进行清 洗和加工。
图形制备
将电路设计转换为实际的生产图 形，并进行光刻和刻蚀。
薄膜制备
在衬底上沉积所需的薄膜材料， 如金属、介质等。
互连
将电路元件和互连线连接起来， 形成完整的电路系统。
集成电路制造是将电子元器件和电路设计转变为实际可用的集成 电路的过程，包括材料准备、图形制备、薄膜制备、掺杂、刻蚀 、互连等多个环节。
集成电路制造的重要性
提高性能
集成电路制造技术能够将更多的电子元器件集成到 更小的空间内，从而提高电子产品的性能。
降低成本
集成电路制造技术能够实现大规模生产，降低单个 元器件的成本，从而降低整个电子产品的成本。
80%
导体材料
如金、银、铜等，用于制造集成 电路中的导线和连接器。
微电子设备
刻蚀设备
用于在半导体材料上刻蚀出电 路和元件的轮廓。
镀膜设备
用于在半导体材料上沉积金属 或化合物，形成电路和元件的 导线和介质层。
检测设备
用于检测集成电路的质量和性 能，如电子显微镜、X射线检 测仪等。
微电子材料与设备的发展趋势
新材料的研发和应用
随着集成电路技术的发展，对材料的 要求越来越高，需要不断研发新的材 料来满足集成电路的性能和可靠性要 求。
高精度设备的研发和应用
智能制造技术的应用
将人工智能、大数据等技术与微电子 制造相结合，实现智能化制造，提高 生产效率和产品质量。
为了制造更小、更复杂的集成电路， 需要研发更高精度的设备来提高制造 效率和产品质量。
集成电路生产工艺流程(一)
集成电路生产工艺流程(一)集成电路生产工艺概述集成电路生产工艺是指将所有电子元件集成在单一芯片上的生产过程。
它被广泛应用于电子设备制造业，如计算机、手机、电视等。
制造流程1.设计–集成电路设计师设计电路–使用EDA软件进行仿真与验证2.掩膜制造–制造掩膜–通过光刻技术将图案转移到硅片上3.投影光刻–使用掩膜将图案投影在硅片上–制造电路的输送4.融合–在高温下将掩膜和硅片融合–形成晶体管5.化学处理–使用化学液体进行蚀刻–将不需要的硅层去除6.金属化–在硅片表面蒸镀金属–形成线路和电极7.包装测试–切割硅片–用陶瓷或塑料封装芯片–测试芯片性能制造技术1.CMOS–基础工艺–低功耗和低噪音2.BJT–晶体管工艺–高频率和高速率3.BCD–模拟与数字工艺结合–适用于汽车、医疗和航空等领域4.MEMS–微电子机械系统–功能丰富的微型机械装置制造挑战1.芯片尺寸缩小–越来越小的芯片尺寸–需要更精密的光刻技术和更高的抗干扰能力2.成本控制–竞争日益激烈–芯片制造成本需要持续降低3.故障排除–单个芯片上有上亿个晶体管–如何排查其中的问题是一个挑战结论集成电路生产工艺是一个非常复杂的过程，需要各个流程相互合作，使用最新的技术和设备。
随着时间的推移，它将继续进化和改进，以满足越来越高的市场需求和更严格的质量控制。
制造趋势1.三维IC制造技术–将多个芯片堆叠在一起，以提高芯片效率和成本效益2.全球晶圆制造技术–分布式制造技术可帮助降低成本–全球晶圆制造可促进产业链的全球化3.自动化技术–机器学习和人工智能将推动制造工艺的自动化–减少人为干扰和错误应用领域1.通信–集成电路的高速率和低功耗等特点十分适合通信应用2.计算机–处理器、内存、存储等都需要集成电路–集成电路的不断进步也推动了计算机性能的提升3.汽车–外部环境复杂，需要集成电路来实现各种功能–集成电路技术适合于汽车电子系统的小型化和高度集成化4.医疗–集成电路技术在医疗成像、生物传感器和仿生器件等方面有广泛应用–提升了医疗设备的精度和可靠性结语随着各种工业领域的发展和需要，集成电路生产工艺将继续前进和改进。
集成电路制造工艺流程
集成电路制造工艺流程1.晶圆制造( 晶体生长-切片-边缘研磨-抛光-包裹-运输 )晶体生长(Crystal Growth)晶体生长需要高精度的自动化拉晶系统。
将石英矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达0.99999999999。
采用精炼石英矿而获得的多晶硅，加入少量的电活性“掺杂剂”，如砷、硼、磷或锑，一同放入位于高温炉中融解。
多晶硅块及掺杂剂融化以后，用一根长晶线缆作为籽晶，插入到融化的多晶硅中直至底部。
然后，旋转线缆并慢慢拉出，最后，再将其冷却结晶，就形成圆柱状的单晶硅晶棒，即硅棒。
此过程称为“长晶”。
硅棒一般长3英尺，直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。
硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后，即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。
切片(Slicing) /边缘研磨(Edge Grinding)/抛光(Surface Polishing)切片是利用特殊的内圆刀片，将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。
然后，对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗，将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形，去除粗糙的划痕和杂质，就获得近乎完美的硅晶圆。
包裹(Wrapping)/运输(Shipping)晶圆制造完成以后，还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。
晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放，并提高生产力。
2.沉积外延沉积 Epitaxial Deposition在晶圆使用过程中，外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。
现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长硅薄膜。
外延层由超纯硅形成，是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。
过去一般是双极工艺需要使用外延层，CMOS技术不使用。
由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用，所以今后可能会在300mm晶圆上更多采用。
9.晶圆检查Wafer Inspection (Particles)在晶圆制造过程中很多步骤需要进行晶圆的污染微粒检查。
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图形转移工艺
淀积薄膜
匀胶、前烘
紫外光 掩模版
曝
光
显影、坚膜 腐
衬底
蚀 胶
去
紫外光
掩膜版
正胶
正胶和负胶
负胶
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
Si
Si
匀胶 正胶感光区域 溶于显影液
曝光
显影 负胶未感光区 域溶于显影液
光学曝光的三种曝光方式
接触式曝光
接近式曝光
投影式曝光
接触式曝光
接触式曝光是掩膜板直接同光刻胶接触，它
4.1 CVD法制作SiO2薄膜
APCVD、LPCVD、PECVD或溅射
等方式都可以得到SiO2薄膜。这种制作二 氧化硅薄膜的方法同硅的热氧化制作二氧 化硅有着本质上的区别：前者是同衬底材 质没有关系，二氧化硅是淀积到衬底上去 的；后者是硅衬底直接同氧或水在高温下 进行化学反应生成二氧化硅。
采用LPCVD、PECVD或溅射等方式制作薄
靶 E +
～
C
载片台 直流溅射 射频溅射
5.2 PECVD
PECVD是让两种反应气体在衬底 表面发生化学反应，如：PECVD淀积 Si3N4 。
3SiH4 ＋ 4NH3 → Si3N4 ＋ 12H2
它的化学反应同LPCVD完全一样， 差别就是反应的温度不同。
溅射同PECVD的差别
RF电源
C
E
～
长的 SiO2 膜，但它具有生长速率快的优点， 其掩蔽能力和钝化效果都能满足一般器件 的要求。其缺点是表面有硅烷醇存在，使 SiO2 膜与光刻胶接触不良，光刻时容易浮 胶。同时，湿氧氧化后的 Si 片表面存在较 多的位错和腐蚀坑。
在实际工艺应用中，生长高质量的几 百Å 的SiO2薄膜一般采用干氧的方式。 SiO2薄膜厚度需要几千Å以上时，一般采 用干氧—湿氧—干氧的方式，既保证了所 需的厚度，缩短了氧化时间，又改善了表 面的完整性和解决了光刻时的浮胶问题。 ●热氧化生长的SiO2薄膜质量好，但是反 应温度比较高。衬底只能用于单晶硅表面。
关于考试
1. 闭卷考试； 2. 考试时间（等通知） 3. 考试地点（等通知） 4. 需要携带计算器，画图时可用直尺也可不用。
2. 离子注入
离子注入的优点
● 离子注入可以通过分别调节注入离子
的能量、数量，精确地控制掺杂的深度和 浓度，所以可以制备理想的杂质分布。
●
扩散法掺杂时受到化学结合力、扩散系数及 固溶度等方面的限制，而离子注入是一个物 理过程，所以它可以注入各种元素。
●
扩散法是在高温下掺杂，离子注入法掺杂一 般在室温下进行（也可以在加温或低温下进 行）。
Si3N4作为硅片高温局部氧化的掩蔽层
Si3N4 膜
匀胶、曝光、显影、 坚膜、刻蚀Si3N4
去胶、清洗、 场区氧化1μm
Si3N4作为硅片湿法腐蚀的掩蔽膜
Si3N4
〈 100〉/ 〈111〉的腐蚀比达400：1
Si3N4作为硅芯片的保护膜
钝化层
铝焊盘
P+
N
P+
N+
P
N+
N WellP Well复 Nhomakorabea习
1. 高温氧化工艺
1.1 硅的热氧化 硅的热氧化是指在高温下，硅片表面同氧 气或水进行反应，生成SiO2 。 硅的热氧化有：干氧、湿氧、水汽氧化三 种。
1.2 硅热氧化的厚度计算
如果氧化前已存在厚度为 t0 的氧化层，则（3-11） 微分方程的解为：（tOX ：是总的氧化层厚度）
tOX AtOX Bt
膜的最大优点是工作温度比较低，其中LTO 的
工作温度是620℃左右， PECVD方式淀积SiO2
的温度可以在200 ℃以下。不同的淀积方式、用
不同的源淀积的SiO2在密度、折射率、应力、介
电强度、台阶覆盖和腐蚀速率等各方面性能上都 有很大差别。溅射方式制作SiO2薄膜 的温度低、 质量好，但是效率低、成本高。
3. 光刻工艺
光刻胶分为正性光刻胶和负性光刻胶两种： 正胶是感光部分显影时溶解掉，负胶则相反。
光刻胶应该具有以下基本性能： 灵敏度高；分辨率高；同衬底有很好的粘附性， 胶膜表面沾性小；胶膜致密性好，无针孔；图形 边缘陡直，无锯齿状；显影后留膜率高，不留底 膜或其它颗粒物质；在显影液和其它腐蚀剂里抗 蚀性强、抗溶涨性好；去胶容易，不留残渣； 底膜是指显影后还有一层薄薄的胶。
●
离子注入法可以做到高纯度的掺杂，避免有 害物质进入硅片。 热扩散时只能采用SiO2 等少数耐高温的介质 进行局部掺杂，但是离子注入法可以采用光 刻胶作为掩蔽膜，进行局部注入掺杂。 热扩散时，杂质在纵向扩散的同时进行横向 扩散，两者几乎一样，而离子注入的横向扩 散很小。
●
●
电流积分仪
在离子注入机中，利用电流积分仪测量 注入的离子总数N：
LIGA技术
剥离技术（Lift Off）
4. 薄膜工艺
膜的工艺要求
● 好的台阶覆盖（step coverage）能力。 ● 填充高的深宽比间隙的能力。 ● 好的厚度均匀性。 ● 高纯度和高密度。 ● 受控制的化学剂量。 ● 高度的结构完整性和低的膜应力。
● 好的电学性能。 ● 对衬底材料或下层膜好的粘附性。
靶
载片台 反应气体 真空泵
射频溅射
PECVD
溅射通常使用Ar气，荷能正离子把靶 材上的原子溅射到硅片上，而PECVD是 两种反应气体在等离子体中分解为具有高
活性的反应粒子，这些活性反应粒子在衬
底表面发生化学反应生成薄膜。
5.3 等离子体刻蚀
物理方法干法刻蚀是利用辉光放电 将惰性气体，例如氩气（Ar），解离成 带正电的离子，再利用偏压将离子加速，
N NS S
Q q
1
q
t
idt
（6 - 8）
0
式中：NS 单位面积的注入剂量（个/cm2 ），S 是扫描
面积（cm2 ），q 是一个离子的电荷（1.6×10-19库仑），
Q 是注入到靶中的总电荷量（库仑），i是注入的束流
（安培），t 是注入时间（秒）。
如果束流是稳定的电流I，则： It NS S （6 - 9） q
2
（4- 12）
式中
1 1 A 2D hg kS
B
2 DHPg N1
（3- 13）
t0 At0
2
B 在各种工艺条件下，参数A和B都是已知的，t 是氧化 时间。τ 是一个时间参数，单位是小时（h）。
3.2 热氧化原理和方法
硅的热氧化分干氧和湿氧两种。干氧 是在高温下氧分子与硅表面的原子反应生 成SiO2 。 O2 SiO2 反应 扩散 Si Si + O2 = SiO2
P型硅 （100）5-50Ω-cm
不同材料的阻钠能力
钝化结构
可动离子 密度(/ cm2) SiO2 /Si PSG /SiO2 /Si Si3N4 /Si Si3N4 / SiO2 / Si
＞1013
4.3×1012 6.5×1010 6.6×1010
虽然Si3N4/Si结构具有最好的阻钠能力，实 际上由于界面存在极大的应力与极高的界面态密 度，所以都采用Si3N4/ SiO2/ Si 结构。
轰击被刻蚀物的表面，并将被刻蚀物材
料的原子击出。整个过程完全是物理上
的能量转移，所以称为物理性刻蚀。
物理方法干法刻蚀同溅射的差别
靶
阳极（或离子源）
阴极
+
载片台
Ar
RF
抽真空
直流溅射
物理干法刻蚀
RIE同PECVD的差别
RIE是反应离子刻蚀，它依靠低压刻蚀气体 在电场加速作用下辉光放电而生成带电离子、分 子、电子以及化学活性很强的原子团，这些原子 团扩散到被刻蚀材料表面，与被刻蚀材料表面原 子发生化学反应，形成挥发性的反应产物并随气 流被真空泵抽走，从而实现刻蚀。而PECVD是 两种反应气体在等离子体中分解为具有高活性的 反应粒子，这些活性反应粒子在衬底表面发生化 学反应生成薄膜。衬底需要加热。
5. 等离子体加工技术小结
5.1 溅射 根据采用的电源种类，等离子体溅射 有两种方式：直流阴极溅射和射频溅射。 直流阴极溅射是荷能粒子（一般采用 正离子）轰击处在阴极的靶材，把靶材上 的原子溅射到阳极的硅片上。
如果靶材是绝缘介质或导电靶上受绝 缘介质污染时，相当于在等离子体与阴极 之间有一个电容器，采用直流电源实现溅 射存在困难，所以对于绝缘靶的溅射一般 采用射频（RF）电源，但是它必须要在硅 片与靶之间加一个直流偏压。
4.3 铝布线的优缺点
优点
■ 同硅或多晶硅能形成欧姆接触
■ 电阻率能满足微米和亚微米电路的要求
■ 与 SiO2 有良好的附着性
■ 台阶的覆盖性好 ■ 易于淀积和刻蚀 ■易于键合 ■能长期工作
缺点
■ 在大电流密度下容易产生金属离子
电迁移现象，导致电极短路。
■ 铝硅之间容易产生“铝钉”，深度可
达1μm，所以对于浅结工艺很容易造 成PN结短路。
注入离子的激活
注入的离子在硅单晶中往往处于间
隙位置，一般不能提供导电性能，因此，
必须要使注入的杂质原子转入替位位置
以实现电激活。
离子注入后的热退火
高能粒子撞击硅片表面，造成晶格损
伤，因此为了消除离子注入造成的损伤和
激活注入的杂质离子，离子注入后必须要
进行热退火。最常用的是在950℃高温炉
中在氮气保护下，退火15～ 30分钟。热退 火后对杂质分布将产生影响，LSS理论的 射程RP和标准偏差ΔRp 要作修正。
具有设备简单、分辨率高的优点。它分成真空接
触、硬接触和软接触三种方式，其中真空接触具