扩散工艺-半导体制造

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半导体八大工艺顺序

半导体八大工艺顺序

半导体八大工艺顺序半导体八大工艺顺序,是指半导体制造过程中的八个主要工艺步骤。

这些工艺步骤包括晶圆清洗、光刻、沉积、刻蚀、扩散、离子注入、退火和包封。

下面将逐一介绍这些工艺步骤的顺序及其作用。

1. 晶圆清洗晶圆清洗是半导体制造过程中的第一步。

在这一步骤中,晶圆将被放入化学溶液中进行清洗,以去除表面的杂质和污染物。

这样可以确保后续工艺步骤的顺利进行,同时也可以提高器件的质量和性能。

2. 光刻光刻是半导体制造中的关键工艺步骤之一。

在这一步骤中,将使用光刻胶覆盖在晶圆表面上,并通过光刻机将图形投射到光刻胶上。

然后,利用化学溶液将未曝光的光刻胶去除,从而形成所需的图形。

3. 沉积沉积是指在晶圆表面上沉积一层薄膜的工艺步骤。

这一层薄膜可以用于改变晶圆表面的性质,增加其导电性或绝缘性。

常用的沉积方法包括化学气相沉积和物理气相沉积。

4. 刻蚀刻蚀是将多余的材料从晶圆表面去除的工艺步骤。

在这一步骤中,利用化学溶液或等离子刻蚀机将不需要的材料去除,从而形成所需的图形和结构。

5. 扩散扩散是将杂质或掺杂物diffused 到晶圆中的工艺步骤。

这一步骤可以改变晶圆的电学性质,并形成PN 结等器件结构。

常用的扩散方法包括固体扩散和液相扩散。

6. 离子注入离子注入是将离子注入到晶圆中的工艺步骤。

这可以改变晶圆的导电性和掺杂浓度,从而形成电子器件的结构。

离子注入通常在扩散之前进行。

7. 退火退火是将晶圆加热至一定温度并保持一段时间的工艺步骤。

这可以帮助晶圆中的杂质扩散和掺杂物活化,从而提高器件的性能和稳定性。

8. 包封包封是将晶圆封装在外部保护材料中的工艺步骤。

这可以保护晶圆不受外部环境的影响,同时也可以方便晶圆的安装和使用。

半导体制造过程中的八大工艺顺序是一个复杂而精密的过程。

每个工艺步骤都起着至关重要的作用,只有严格按照顺序进行,才能生产出高质量的半导体器件。

希望通过本文的介绍,读者对半导体制造过程有了更深入的了解。

半导体不同扩散工艺的特点

半导体不同扩散工艺的特点

半导体不同扩散工艺的特点
半导体的扩散技术是将特定种类的杂质原子在半导体晶体中扩散,并改变半导体材料的导电性质。

半导体扩散工艺主要分为以下几种:
1. 扩散氧化法:将硅片加热至高温,使气体中的氧气(O2)分解,产生的氧分子与硅片表面反应,生成二氧化硅(SiO2),从而控制扩散层的深度和宽度。

该工艺的特点是扩散面积大,扩散层深度均匀,但是扩散速度较慢,适用于生产较高质量要求的器件。

2. 氧化掩蔽扩散法(LOCOS):利用化学气相沉积或物理气相沉积在硅片表面沉积一层硅氧化物光刻膜(LOCOS法)或硅酸盐膜(LOCAT法),通过扩散杂质(如磷、硼等)和高温处理,使膜下方的硅衬底发生晶格变形和氧化,形成带孔的氧化硅层,从而形成了扩散区域。

该工艺特点是可制造出复杂的器件结构,但是对于大尺寸芯片来说,芯片表面会过度弯曲,造成拉应力,最终导致母片变形,影响器件性能和可靠性。

3. 氧化铝扩散法:在扩散前利用化学气相沉积在硅片表面沉积一层氧化铝膜,再在这层氧化铝膜上打一个小口(缺口),通过缺口在晶体下面扩散,形成扩散区。

该工艺特点是可保护芯片表面,避免造成晶片变形,但是扩散层较浅,仅适用于制造器件的浅扩散层。

4. 离子注入法:利用离子加速器将杂质离子注入到硅晶体中,形成扩散区。


种方法的特点是扩散速度快,扩散深度大,适用于生产器件的深扩散层,但是也存在与晶片表面反应的问题,同时也会导致结果分布不均匀的问题。

总之,选择适当的扩散工艺需要根据所需器件的性质和质量要求来确定。

半导体制造工艺之扩散原理概括

半导体制造工艺之扩散原理概括
上节课主要内容
预淀积+退火。预淀积:气固相预淀积
1、掺杂工艺一般分为 哪两步?结深?薄层电 阻?固溶度?
扩散或离子注入。Rs:表面为正方形的 半导体薄层(结深),在平行电流方向
所呈现的电阻,单位为 /,反映扩散
入硅内部的净杂质总量。固溶度:在平
衡条件下,杂质能溶解在硅中而不发生
2、两种特殊条件下的费 反应形成分凝相的最大浓度。
3、氧化增强/抑制扩散(oxidation enhanced / retarded diffusion)OED/ORD
对于B,P来说,在氧化过程中,其扩散系数增加。
对Sb来说,扩散系数减小。
双扩散机制: 杂质可以通过空位和间隙两种方式扩散
1 )OED:对于原子B或P来说,其在硅中的扩散可以 通过间隙硅原子进行。氧化时由于体积膨胀,造成大 量Si间隙原子注入,增加了B和P的扩散系数
DA ef fD0DnpiDnpi
n型掺杂 p型掺杂
1000 C下,非本征扩散系数:
D A s1.6 6 11 04 c2 m /sec
箱型
非本征掺杂扩散系数比本征掺
杂扩散系数高一个数量级!!
由于非本征掺杂的扩散系数在 掺杂边缘迅速衰减,因而出现 边缘陡峭的“箱型”分布。

n

np

n
2 i
并假定杂质全部离化,有
C NA ND
n C24ni2 C 2
场助扩散方程: FhDCx
其中h为扩散系数的电场增强因子: h1
C C2 4ni2
当掺杂浓度远大于本征载流子浓度时,h 接近 2。
电场效应对于低浓度本体杂质分布影响更大
2、扩散系数与杂质浓度的关系
离子注入 +

扩散工艺-半导体制造

扩散工艺-半导体制造

扩散工艺前言:扩散部按车间划分主要由扩散区域及注入区域组成,其中扩散区域又分扩散老区和扩散新区。

扩散区域按工艺分,主要有热氧化、扩散、LPCVD、合金、清洗、沾污测试等六大工艺。

本文主要介绍热氧化、扩散及合金工艺。

目录第一章:扩散区域设备简介……………………………………第二章:氧化工艺第三章:扩散工艺第四章:合金工艺第一章:扩散部扩散区域工艺设备简介炉管设备外观:扩散区域的工艺、设备主要可以分为:类别主要包括按工艺分类热氧化一氧、二痒、场氧、Post氧化扩散推阱、退火/磷掺杂LPCVD TEOS、SI3N4、POL Y清洗进炉前清洗、漂洗合金合金按设备分类卧式炉A、B、C、D、F、H、I六台立式炉VTR-1、VTR-2、VTR-3 清洗机FSI-1、FSI-2炉管:负责高温作业,可分为以下几个部分:组成部分功能控制柜→对设备的运行进行统一控制;装舟台:→园片放置的区域,由控制柜控制运行炉体:→对园片进行高温作业的区域,由控制柜控制升降温源柜:→供应源、气的区域,由控制柜控制气体阀门的开关。

FSI:负责炉前清洗。

第二章:热氧化工艺热氧化法是在高温下(900℃-1200℃)使硅片表面形成二氧化硅膜的方法。

热氧化的目的是在硅片上制作出一定质量要求的二氧化硅膜,对硅片或器件起保护、钝化、绝缘、缓冲介质等作用。

硅片氧化前的清洗、热氧化的环境及过程是制备高质量二氧化硅膜的重要环节。

2. 1氧化层的作用2.1.1用于杂质选择扩散的掩蔽膜常用杂质(硼,磷,砷等)在氧化层中的扩散系数远小于在硅中的扩散系数,因此氧化层具有阻挡杂质向半导体中扩散的能力。

利用这一性质,在硅上的二氧化硅层上刻出选择扩散窗口,则在窗口区就可以向硅中扩散杂质,其它区域被二氧化硅屏蔽,没有杂质进入,实现对硅的选择性扩散。

1960年二氧化硅就已被用作晶体管选择扩散的掩蔽膜,从而导致了硅平面工艺的诞生,开创了半导体制造技术的新阶段。

同时二氧化硅也可在注入工艺中,作为选择注入的掩蔽膜。

扩散片生产工艺

扩散片生产工艺

扩散片生产工艺扩散片是半导体工业中重要的材料,用于制造电子器件,如晶体管和集成电路。

扩散片的制造工艺包括净化硅片、制备扩散膜层和烧结等步骤。

首先,制造扩散片的过程开始于净化硅片。

硅片是从硅矿石中提取的硅元素经过精炼和纯化而得到的,其成分应达到非常高的纯度。

这是因为硅片的质量和纯度直接影响到后续制备扩散层的性能。

净化硅片的过程主要包括石碱洗净、酸洗净和纯化等步骤。

通过这些处理,硅片的杂质含量将被大幅降低,同时使其表面达到非常光滑的状态。

接下来,制备扩散层的步骤将进行。

扩散层是一种将杂质引入硅片中的工艺,以改变硅片的电学性质。

这是通过将掺杂物(如砷、硼或磷)在高温下加热硅片,使掺杂物的粒子通过扩散和迁移进入硅片晶格中实现的。

制备扩散层的过程包括清洗硅片、涂覆扩散源、高温反应和退火等步骤。

在高温和气氛的控制下,掺杂物将逐渐扩散到硅片中,并形成具有特定电学性能的区域。

制备扩散层后,还需要进行烧结工艺。

烧结是将扩散片放入高温炉中进行烧结,以去除残留的气体和杂质,并使扩散片更加稳定。

烧结过程主要包括预热、高温烧结和冷却等步骤。

在高温环境中,硅片的结构会发生变化,表面杂质会被还原或迁移,从而提高硅片的结晶度和电学性能。

通过冷却过程,扩散片的温度将逐渐降低,使其达到室温状态。

最后,对扩散片进行测试和封装。

在测试过程中,根据扩散片的设计和制造要求,对其进行性能、电学和功能测试,以确保其质量合格。

通过封装工艺,将扩散片连接到器件的引脚上,并加上绝缘材料和外壳,以保护扩散片不受外界环境的损害。

总结起来,扩散片的制造工艺包括净化硅片、制备扩散膜层和烧结等步骤。

通过这些工艺步骤,硅片的纯度和电学性能得到改善,扩散层的材料和结构也得到了优化。

这些工艺的控制和优化对于确保扩散片的质量和可靠性非常重要,同时也对半导体器件的性能和功能发挥起着至关重要的作用。

半导体制造工艺之扩散原理

半导体制造工艺之扩散原理
半导体制造工艺之扩散原理
01
半导体制造工艺简介
半导体材料的基本特性
半导体材料的导电性
半导体材料的光电特性
半导体材料的热稳定性
• 半导体材料的导电性介于导体和绝
• 半导体材料具有光电效应
• 半导体材料具有较高的热稳定性
缘体之间
• 半导体材料的光电效应可用于光电
• 半导体材料的热稳定性可用于高温
• 随着温度的升高,半导体材料的导
扩散掩膜与阻挡层材料
扩散掩膜材料
• 扩散掩膜材料可分为光刻胶、金属薄膜、氧化膜等
• 扩散掩膜材料的选择应根据扩散工艺的要求和半导体材料的性质进行
• 扩散掩膜材料的选择应考虑掩膜材料的耐腐蚀性、抗氧化性、光刻性能等
阻挡层材料
• 阻挡层材料可分为氧化物、氮化物、碳化物等
• 阻挡层材料的选择应根据扩散工艺的要求和半导体材料的性质进行
扩散源的选择
扩散源的制备
• 扩散源可分为气体扩散源、液体扩散源、固体扩散源等
• 气体扩散源的制备方法包括蒸发法、溅射法、化学气相
• 扩散源的选择应根据扩散工艺的要求和半导体材料的性
沉积法等
质进行
• 液体扩散源的制备方法包括溶液法、溶胶-凝胶法等
• 扩散源的选择应考虑扩散源的纯度和可控性
• 固体扩散源的制备方法包括烧结法、热压法等
• 扩散工艺的可持续发展应考虑工艺的创新性和竞争力
扩散工艺的环境保护
• 扩散工艺的环境保护应考虑工艺的废弃物处理、污染物排放、环境风险等
• 扩散工艺的环境保护应考虑工艺对半导体器件性能的影响和生产成本
• 扩散工艺的环境保护应考虑工艺的环保政策和法规要求
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半导体扩散工艺

半导体扩散工艺

半导体扩散工艺
半导体扩散工艺是半导体工艺中最重要的一种工艺,用它来在半导体器件中制造出电子元件和晶体管。

它是通过将一种特定的元素,如铜、硼、钒或钴等,以电子成分形式沉积在半导体片上,从而制造电子元件和晶体管的工艺。

这种工艺在模拟和数字电路装配等各个领域得到了广泛应用,特别是用来制造微电子装置。

半导体扩散工艺的原理是将一种元素的电子沉积在半导体片上,通过一种物理热力学过程,当此元素熔合在半导体基体上时,会产生少量的电子,少量的电子会与基体后固态化,将此元素完全沉积在半导体基体上。

半导体器件制造多种元件都需要用到它。

此工艺需要温度控制非常精确,才能溶解和形成适当的电子活动,而且沉积的能电子活动也是同样重要的。

现代的半导体技术允许使用半导体扩散工艺制造出更小和更复杂的电子元件。

因为它可以创造出超微的三维结构,使设计的电路变得更容易,更小型,更有效。

精密的技术也更容易缩小特性阻抗不一致,减少无效噪音。

所以,半导体扩散工艺已经成为制造超灵敏和超高速半导体电路的必要技术之一。

半导体扩散工艺需要使用多种物质,如硼、砷、铝、铜、砒霜、钿等,以使沉积的材料能够形成特定的三维结构。

其中硫化铝和砒霜是扩散工艺所必须的物质,因为硫化铝能加速活性碳和真空的反应,砒霜能与半导体材料形成强化膜,加快固溶因子的游离度。

此外,扩散工艺还需要使用真空熔体装置,保持环境的干净和污染,因为氧的迹及其它杂质会影响到最终产品的质量和性能。

八个基本半导体工艺

八个基本半导体工艺

八个基本半导体工艺随着科技的不断进步,半导体技术在各个领域得到了广泛的应用。

半导体工艺是半导体器件制造过程中的关键环节,也是半导体产业发展的基础。

本文将介绍八个基本的半导体工艺,分别是氧化、扩散、沉积、光刻、蚀刻、离子注入、热处理和封装。

一、氧化工艺氧化工艺是指在半导体晶片表面形成氧化层的过程。

氧化层可以增强晶片的绝缘性能,并且可以作为蚀刻掩膜、电介质、层间绝缘等多种用途。

常见的氧化工艺有湿法氧化和干法氧化两种。

湿法氧化是在高温高湿的环境中,通过将晶片浸泡在氧化液中使其表面氧化。

干法氧化则是利用高温下的氧化气体与晶片表面反应来形成氧化层。

二、扩散工艺扩散工艺是指将掺杂物质(如硼、磷等)通过高温处理,使其在晶片中扩散,从而改变晶片的导电性能。

扩散工艺可以用于形成PN结、调整电阻、形成源、漏极等。

扩散工艺的关键是控制扩散温度、时间和掺杂浓度,以确保所需的电性能。

三、沉积工艺沉积工艺是将材料沉积在半导体晶片表面的过程。

常见的沉积工艺有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)两种。

CVD是利用化学反应在晶片表面沉积薄膜,可以实现高纯度、均匀性好的沉积。

而PVD则是通过蒸发、溅射等物理过程,在晶片表面形成薄膜。

四、光刻工艺光刻工艺是将光敏胶涂覆在晶片表面,然后通过光刻曝光、显影等步骤,将光敏胶图案转移到晶片上的过程。

光刻工艺是制造半导体器件的核心工艺之一,可以实现微米级甚至纳米级的图案制作。

五、蚀刻工艺蚀刻工艺是通过化学反应或物理过程将晶片表面的材料去除的过程。

蚀刻工艺可以用于制作电路的开关、互连线等。

常见的蚀刻方法有湿法蚀刻和干法蚀刻两种。

湿法蚀刻是利用化学溶液对晶片表面进行腐蚀,而干法蚀刻则是通过等离子体或离子束对晶片表面进行刻蚀。

六、离子注入工艺离子注入工艺是将掺杂离子注入晶片中的过程。

离子注入可以改变晶片的导电性能和材料特性,常用于形成源漏极、调整电阻等。

离子注入工艺需要控制注入能量、剂量和深度,以确保所需的掺杂效果。

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扩散工艺前言:扩散部按车间划分主要由扩散区域及注入区域组成,其中扩散区域又分扩散老区和扩散新区。

扩散区域按工艺分,主要有热氧化、扩散、LPCVD、合金、清洗、沾污测试等六大工艺。

本文主要介绍热氧化、扩散及合金工艺。

目录第一章:扩散区域设备简介……………………………………第二章:氧化工艺第三章:扩散工艺第四章:合金工艺第一章:扩散部扩散区域工艺设备简介炉管设备外观:扩散区域的工艺、设备主要可以分为:类别主要包括按工艺分类热氧化一氧、二痒、场氧、Post氧化扩散推阱、退火/磷掺杂LPCVD TEOS、SI3N4、POL Y清洗进炉前清洗、漂洗合金合金按设备分类卧式炉A、B、C、D、F、H、I六台立式炉VTR-1、VTR-2、VTR-3 清洗机FSI-1、FSI-2炉管:负责高温作业,可分为以下几个部分:组成部分功能控制柜→对设备的运行进行统一控制;装舟台:→园片放置的区域,由控制柜控制运行炉体:→对园片进行高温作业的区域,由控制柜控制升降温源柜:→供应源、气的区域,由控制柜控制气体阀门的开关。

FSI:负责炉前清洗。

第二章:热氧化工艺热氧化法是在高温下(900℃-1200℃)使硅片表面形成二氧化硅膜的方法。

热氧化的目的是在硅片上制作出一定质量要求的二氧化硅膜,对硅片或器件起保护、钝化、绝缘、缓冲介质等作用。

硅片氧化前的清洗、热氧化的环境及过程是制备高质量二氧化硅膜的重要环节。

2. 1氧化层的作用2.1.1用于杂质选择扩散的掩蔽膜常用杂质(硼,磷,砷等)在氧化层中的扩散系数远小于在硅中的扩散系数,因此氧化层具有阻挡杂质向半导体中扩散的能力。

利用这一性质,在硅上的二氧化硅层上刻出选择扩散窗口,则在窗口区就可以向硅中扩散杂质,其它区域被二氧化硅屏蔽,没有杂质进入,实现对硅的选择性扩散。

1960年二氧化硅就已被用作晶体管选择扩散的掩蔽膜,从而导致了硅平面工艺的诞生,开创了半导体制造技术的新阶段。

同时二氧化硅也可在注入工艺中,作为选择注入的掩蔽膜。

作为掩蔽膜时,一定要保证足够厚的厚度,杂质在二氧化硅中的扩散或穿透深度必须要小于二氧化硅的厚度,并有一定的余量,以防止可能出现的工艺波动影响掩蔽效果。

2.1. 2缓冲介质层其一:硅与氮化硅的应力较大,因此在两层之间生长一层氧化层,以缓冲两者之间的应力,如二次氧化;其二:也可作为注入缓冲介质,以减少注入对器件表面的损伤。

2.1.3电容的介质材料电容的计算公式:C=ε0*εr *S/dε0:真空介质常数 εr :相对介电常数S :电容区面积 D :介质层厚度二氧化硅的相对介电常数为3-4。

二氧化硅的耐击穿能力强,温度系数小,是制作电容介质的常用材料。

在电容的制作过程中,电容的面积和光刻、腐蚀有较大的关系,而厚度则由二氧化硅的厚度决定。

2.1.4 集成电路的隔离介质P-Well SiO 2 Si 3N 4二氧化硅的隔离效果比PN结的隔离效果好,漏电流小,耐击穿能力强,隔离区和衬底之间的寄生电容小,不受外界偏压的影响,使器件有较高的开关速度。

如工艺中常用的场氧化就是生长较厚的二氧化硅膜,达到器件隔离的目的。

2.1.5 MOS场效应晶体管的绝缘栅材料二氧化硅的厚度和质量直接决定着MOS场效应晶体管的多个电参数,因此在栅氧化的工艺控制中,要求特别严格。

2.2 热氧化方法介绍2.2.1 干氧氧化干氧氧化化学反应式:Si+O2 == SiO2氧分子以扩散的方式通过氧化层到达二氧化硅-硅表面,与硅发生反应,生成一定厚度的二氧化硅层。

干氧化制作的SiO2结构致密,均匀性、重复性好,掩蔽能力强,对光刻胶的粘附性较好,但生长速率较慢;一般用于高质量的氧化,如栅氧等;厚层氧化时用作起始和终止氧化;薄层缓冲氧化也使用此法。

2.2.2 水汽氧化水汽氧化化学反应式:2H2O+Si == SiO2+2H2水汽氧化生长速率快,但结构疏松,掩蔽能力差,有较多缺陷。

对光刻胶的粘附性较差,我们公司不采用此方法。

2.2.3 湿氧氧化湿氧氧化反应气体中包括O2 和H2O ,实际上是两种氧化的结合使用。

湿氧氧化化学反应式:H2+O2==H2ON-WellSiO22H2O+Si == SiO2+2H2Si+O2 == SiO2湿氧氧化的生长速率介于干氧氧化和水汽氧化之间;在今天的工艺中H2O的形成通常是由H2和O2的反应得到;因此通过H2和O2的流量比例来调节O2和H2O的分压比例,从而调节氧化速率,但为了安全,H 2/O2比例不可超过1.88。

湿氧氧化的氧化层对杂质掩蔽能力以及均匀性均能满足工艺要求,并且氧化速率比干氧氧化有明显提高,因此在厚层氧化中得到了较为广泛的应用,如场氧化等。

2.2.4 掺氯氧化氧化气体中掺入HCL或DCE(C2H2Cl2)后,氧化速率及氧化层质量都有提高。

人们从两个方面来解释速率变化的原因,其一:掺氯氧化时反应产物有H2O,加速氧化;其二:氯积累在Si-SiO2界面附近,氯与硅反应生成氯硅化物,氯硅化物稳定性差,在有氧的情况下易转变成SiO2,因此,氯起了氧与硅反应的催化剂的作用。

并且氧化层的质量也大有改善,同时能消除钠离子的沾污,提高器件的电性能和可靠性。

热氧化过程中掺入氯会使氧化层中含有一定量的氯原子,从而可以减少钠离子沾污,钝化SiO2中钠离子的活性,抑制或消除热氧化缺陷,改善击穿特性,提高半导体器件的可靠性和稳定性。

我们公司大多数干氧氧化都含有掺氯氧化。

2. 3热氧化过程中的硅片表面位置的变化如果热生长的二氧化硅厚度是X0(um),所消耗的硅厚度为X1,则:a=X1/X=0.46即生长1um的SiO2,要消耗掉0.46um的Si。

但不同热氧化生长的SiO2的密度不同,a值会略有差异。

2.4 影响氧化速率的因素2.4.1 热氧化模型简介硅片的热氧化过程是氧化剂穿透二氧化硅层向二氧化硅和硅界面运动并与硅进行反应。

Deal-Grove方程具体描述了这种热氧化过程。

Deal-Grove膜厚方程式:X2+AX=B(t+ )式中:A=2D0*(1/KS+1/h)B=2D*N*/n=(XI 2+A*XI)/BD:氧化剂在二氧化硅中的有效扩散系数; h:气相输运常数KS:界面反应速率常数;N*:氧化剂在氧化层中的平衡浓度XI:初始氧化层厚度; n:形成单位体积二氧化硅所需的氧分子数极限情况1:短时间氧化时X=(B/A)*t B/A:线性氧化速率常数极限情况2:长时间氧化时X2=Bt B:抛物线速率常数这两个速率常数都与工艺方法、氧化温度、氧化剂的分压、晶向有关系。

2.4.2 氧化温度的影响温度越高,氧化速率越快。

2.4.4 硅片晶向的影响线性速率常数与晶向有较大的关系,各种晶向的园片其氧化速率为:(110)>POLY>(111)>(100)2.4.5 掺杂杂质浓度的影响当掺杂杂质的浓度相当高时,会产生增强氧化,使氧化速率发生较大变化。

如 LVMG 产品N+退火氧化:在未掺杂区的氧化厚度:670A在N+掺杂区氧化厚度:1700A2.4.6 氯化物的影响2.4.7 氧化剂分压的影响在前面介绍的湿氧氧化中,如果改变H2或O2的流量,就会使水汽和氧气的分压比降低,使氧化速率变化。

2.4 CSMC-HJ扩散课的工艺状况2.4.1 氧化质量控制2.4.1.1 拉恒温区控制温度定期拉恒温区以得到好的温度控制2.4.1.2 DCE(C2H2Cl2)吹扫炉管2.4.1.3 BT 测量BT项目可以检测到可动离子数目,使我们及时掌握炉管的沾污情况,防止炉管受到可动电荷粘污,使大批园片受损。

2.4.1.4 片内均匀性保证硅片中每个芯片的重复性良好2.4.1.5 片间均匀性保证每个硅片的重复性良好2.4.1.6定期清洗炉管清洗炉管,可以减少重金属离子、碱金属离子的沾污同时也能减少颗粒,保证氧化层质量。

2.4.1.7 定期检测系统颗粒2.5.常见问题及处理I 膜厚异常,但均匀性良好对策:首先,检查测量结果是否准确、仪器工作状态是否正常,然后1 检查气体流量、工艺温度是否正常;2 检查炉管的气体接口是否正常;3 如使用控制片,检查控制片是否用对;4 和动力部门确认,工艺时气体供应有无出现异常;5 对于外点火的炉管,请检查点火装置的各处连接正常,然后进行TORCH点火实验。

Ⅱ部分园片或部分测试点膜厚正常,但整体均匀性差对策:1 如使用控制片,检查控制片;2 检查排风正常3检查炉门正常第三章扩散工艺扩散技术目的在于控制半导体中特定区域内杂质的类型、浓度、深度和PN结。

在集成电路发展初期是半导体器件生产的主要技术之一。

但随着离子注入的出现,扩散工艺在制备浅结、低浓度掺杂和控制精度等方面的巨大劣势日益突出,在制造技术中的使用已大大降低。

3.1 扩散机构3.1.1 替位式扩散机构这种杂质原子或离子大小与Si原子大小差别不大,它沿着硅晶体内晶格空位跳跃前进扩散,杂质原子扩散时占据晶格格点的正常位置,不改变原来硅材料的晶体结构。

硼、磷、砷等是此种方式。

3.1.2 填隙式扩散机构这种杂质原子大小与Si原子大小差别较大,杂质原子进入硅晶体后,不占据晶格格点的正常位置,而是从一个硅原子间隙到另一个硅原子间隙逐次跳跃前进。

镍、铁等重金属元素等是此种方式。

3.2 扩散方程∂N / ∂t = D*2N / ∂x2N=N(x,t)杂质的浓度分布函数,单位是cm-3D:扩散系数,单位是cm2/s加入边界条件和初始条件,对上述方程进行求解,结果如下面两小节所诉。

3.2.1 恒定表面浓度扩散保持不变整个扩散过程中,硅片表面浓度NSerfc(x/(2*(Dt)1/2))N(x,t)=NS式中erfc称作余误差函数,因此恒定表面浓度扩散分布符合余误差分布。

3.2.2.限定源扩散杂质源限定在硅片表面薄的一层,杂质总量Q是常数。

N(x,t)=(Q/(πDt)1/2)*exp(-X2/4Dt)exp(-X2/4Dt)是高斯函数,因此限定源扩散时的杂质分布是高斯函数分布。

由以上的求解公式,可以看出扩散系数D以及表面浓度对恒定表面扩散的影响相当大3.2.3 扩散系数扩散系数是描述杂质在硅中扩散快慢的一个参数,用字母D表示。

D大,扩散速率快。

D与扩散、扩散气氛、衬底晶向、缺陷等因素有关。

温度T、杂质浓度N、衬底浓度NBexp(-E/kT)D=DT:绝对温度;K:波尔兹曼常数;E:扩散激活能:频率因子D3.2.4 杂质在硅中的固溶度杂质扩散进入硅中后,与硅形成固溶体。

在一定的温度下,杂质在硅中有一个最大的溶解度,其对应的杂质浓度,称该温度下杂质在硅中的固溶度。

固溶度在一定程度上决定了硅片的表面浓度。

3.3 CSMC-HJ扩散课的扩散工艺状况扩散工艺按照作用可以分为推阱、退火、磷掺杂,不同工艺的作业炉管在配置上稍有不同。

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