微电子工艺超详细重点总结
微电子工艺课程总结

三、晶片加工(了解) • 切片、磨片、抛光
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第二章 掺杂技术(熟悉、掌握 )
• §1 扩散
一、 扩散原理(熟悉)
本质上:扩散是微观粒子做无规则热运动的统计结果。 方向上:高浓度向低浓度扩散。
1.菲克第一定律 J=-D·▽N
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2.扩散模型(掌握)
③表面浓度Ns--查图法(了解)
④次表面浓度和次表面薄层电阻(了解) ⑤击穿特性(了解) 三. 扩散方法(了解)
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§2-2 离子注入
• 特点(熟悉)
①注入温度低②掺杂数目完全受控③无污染④横向扩散 小⑤不受固溶度限制⑥注入深度随离子能量的增加而 增加
• 缺点: ①损伤(缺陷)较多:必须退火。 ②成本高
• 一、直拉法(CZ法)
• 二、悬浮区熔法(float-zone, FZ法)
• 三、水平区熔法(布里吉曼法) ---GaAs单晶
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§1.3 衬底制备
一、晶体定向(了解)
1.光图像定向法(表1.11) 2. X射线衍射法
二、晶面标识(熟悉)
1.主参考面(主定位面,主标志面) ①作为选定芯片图形与晶体取向关系的参考; ②作为硅片(晶锭)机械加工定位的参考面; ③作为硅片装架的接触位置,可减少硅片损耗; 2.次参考面(次定位面,次标志面)
• 结深
Xj
2
Detrfc1(NB) Ns
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2.有限表面源扩散/恒定杂质总量 扩散(掌握)
• 定义(特点):在扩散过程中,杂质源限定于扩散前 淀积在晶片表面极薄层内的杂质总量Q,没有补充,也 不会减少。
微电子工艺技术复习要点

第四章晶圆制造1. CZ法提单晶旳工艺流程。
阐明CZ法和FZ法。
比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长措施旳优缺陷。
1、溶硅2、引晶3、收颈4、放肩5、等径生长6、收晶。
CZ法:使用射频或电阻加热线圈,置于慢速转动旳石英坩埚内旳高纯度电子级硅在1415度融化。
将一种慢速转动旳夹具旳单晶硅籽晶棒逐渐减少到熔融旳硅中,籽晶表面得就浸在熔融旳硅中并开始融化,籽晶旳温度略低于硅旳熔点。
当系统稳定后,将籽晶缓慢拉出,同步熔融旳硅也被拉出。
使其沿着籽晶晶体旳方向凝固。
FZ法:即悬浮区融法。
将一条长度50-100cm 旳多晶硅棒垂直放在高温炉反应室,加热将多晶硅棒旳低端熔化,然后把籽晶溶入已经熔化旳区域。
熔体将通过熔融硅旳表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间,然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅旳上方部分多晶硅棒开始熔化。
此时靠近籽晶晶体一端旳熔融旳硅开始凝固,形成与籽晶相似旳晶体构造。
当加热线圈扫描整个多晶硅棒后,便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒CZ法长处:单晶直径大,成本低,可以很好控制电阻率径向均匀性。
缺陷:石英坩埚内壁被熔融旳硅侵蚀及石墨保温加热元件旳影响,易引入氧、碳杂质,不易生长高电阻率单晶FZ法长处:1、可反复生长,单晶纯度比CZ法高。
2、无需坩埚石墨托,污染少。
3、高纯度,高电阻率,低碳,低氧。
缺陷:直径不如CZ法,熔体与晶体界面复杂,很难得到无位错晶体,需要高纯度多晶硅棒作为原料,成本高。
MCZ:改善直拉法长处:较少温度波动,减轻溶硅与坩埚作用,减少了缺陷密度,氧含量,提高了电阻分布旳均匀性2.晶圆旳制造环节【填空】1、整形处理:去掉两端,检查电阻确定单晶硅抵达合适旳掺杂均匀度。
2、切片3、磨片和倒角4、刻蚀5、化学机械抛光3. 列出单晶硅最常使用旳两种晶向。
【填空】111.100.4. 阐明外延工艺旳目旳。
阐明外延硅淀积旳工艺流程。
在单晶硅旳衬底上生长一层薄旳单晶层。
5. 氢离子注入键合SOI晶圆旳措施1、对晶圆A清洗并生成一定厚度旳SO2层。
西工大微电子制造工艺概论总结详述

Si+3HCl→SiHCl3+H2
Si+2Cl2→SiCl4
*分解:氢气易于净化,且在硅中溶解度极低,因此,多用 H2 来还原 SiHCl3
和 SiCl4,还原得到的硅就是半导体纯度的多晶硅。
SiCl4+2H2→Si+4HCl
SiHCl3+H2→Si+3HCl
*电子级硅 EGS 杂质:碳-ppm(百万分之几);Ⅲ,Ⅴ族-ppb(十亿分之几)
悬浮区熔法与直拉法相比,去掉了坩埚,能拉制出高纯度、无氧高阻单晶,当 前 FZ 硅的电阻率可达 5000Ω·cm 以上。
3.直拉法(CZ 法)制备单晶硅的设备、原理
①设备:四部分组成: 炉体部分: 坩埚、水冷装置和拉杆等机械传动部分; 加热控温系统 :光学高温计、加热器、隔热装置等; 真空部分: 机械泵、扩散泵、真空计、进气阀等;
当温度高过某个值之后淀积速率就由表面反应控制转为气相质量输运控制也就是表面反应所需的反应剂数量高于到达表面的反应剂数量表面反应不再限制淀积速率这时淀积速率由反应及通过边界层输运到表面的速率所决定而ks值对温度不敏感
第 1 章 单晶硅特点
1.硅材料的优点:
①原料充分,占地壳 25%,沙子是硅在自然界中存在的主要形式; ②硅晶体表面易于生长稳定的氧化层,这对于保护硅表面器件或电路的结构、 性质很重要; ③密度只有 2.33g/cm3,是锗/砷化镓的 43.8%,用于航空、航天; ④热学特性好,线热膨胀系数小,2.5*10-6/℃ ,热导率高,1.50W/cm·℃, 芯片散热; ⑤单晶圆片的缺陷少,直径大,工艺性能好,目前 16 英寸; ⑥机械性能良好,MEMS。
②替位式杂质:主要是Ⅲ和Ⅴ族元素,具有电活性,在硅中有较高的固溶度。 以替位方式扩散为主,也存在间隙-替位式扩散,扩散速率慢,称为慢扩散杂质。
微电子制造工艺流程解析

微电子制造工艺流程解析微电子制造工艺流程是指通过一系列的加工步骤,将原材料转化为微小电子器件的过程。
在这个过程中,需要经过晶圆制备、薄膜沉积、光刻、蚀刻、离子注入等关键步骤,以及其他一些辅助性的工艺步骤。
本文将对微电子制造工艺流程进行详细解析。
一、晶圆制备晶圆制备是微电子制造中的第一步,主要是通过硅材料生长来制备晶圆。
晶圆一般使用单晶硅材料,它具有良好的电性能和机械性能,适合作为微电子器件的基底。
在这一步骤中,需要对硅材料进行去杂、融化、再结晶、拉晶等加工过程,最终得到高质量的单晶硅晶圆。
二、薄膜沉积薄膜沉积是微电子制造中的重要步骤,通过在晶圆表面沉积薄膜来控制电子器件的性能和功能。
常用的薄膜沉积技术包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)等。
这些技术可以在晶圆表面沉积各种功能性薄膜,如硅氧化物、金属、半导体等。
三、光刻光刻是一种重要的微电子制造工艺,通过光照和显影的方式,在薄膜表面形成微细的图案。
这个图案将作为后续工艺步骤中蚀刻、离子注入等的参考依据。
光刻通常使用光刻胶来实现,根据需要选择合适的光源和掩膜,通过光刻曝光机进行精确的图案转移。
四、蚀刻蚀刻是一种去除不需要的材料的工艺步骤,通常将薄膜表面的某些区域通过化学或物理方式进行选择性地去除。
常见的蚀刻方式有湿蚀刻和干蚀刻两种。
湿蚀刻使用化学液体进行腐蚀,而干蚀刻则是利用等离子体来实现。
通过蚀刻,可以形成微细的结构,如通道、线路等。
五、离子注入离子注入是一种将外部离子引入器件材料中的工艺步骤。
通过加速器将离子加速到高速,并射入目标材料中,从而改变其电学或物理特性。
离子注入可以用于掺杂、形成pn结、获得特定的电子特性等。
具体的离子注入方式包括浸没注入、离子束注入等。
以上所述的晶圆制备、薄膜沉积、光刻、蚀刻和离子注入等工艺步骤只是微电子制造流程中的一部分,整个流程还包括清洗、测试、封装、探针测试等其他步骤。
每个步骤都需要精细的设备和技术支持,以确保最终制造出的微电子器件具有稳定的性能和可靠的品质。
微电子工作总结

微电子工作总结
近年来,微电子技术的发展日新月异,为我们的生活带来了巨大的改变。
作为微电子工程师,我们在这个领域中不断努力创新,不断追求技术的突破和进步。
在这篇文章中,我将对我所从事的微电子工作进行总结和回顾。
首先,我要感谢我的团队成员们,他们是我工作中最重要的合作伙伴。
我们一起克服了许多技术难题,共同努力推动了项目的进展。
在微电子工作中,团队合作是至关重要的,没有团队的支持和协作,很难取得成功。
其次,我要感谢科技的发展和进步,让我们有了更多的工具和技术手段来解决问题。
在微电子领域,新的材料、新的工艺、新的设备不断涌现,为我们的工作提供了更多的可能性。
我们不断学习和尝试新的技术,不断改进我们的工艺流程,以确保我们的产品能够达到更高的性能和可靠性。
另外,我也要感谢我们的客户和合作伙伴,他们的支持和信任让我们有了更多的机会去实践和验证我们的技术。
在微电子工作中,与客户和合作伙伴的沟通和合作非常重要,他们的反馈和建议让我们的产品更贴近市场需求,更好地满足客户的需求。
最后,我要感谢我的导师和领导,他们给予了我很多的指导和支持。
他们的经验和智慧让我在微电子工作中不断成长和进步,让我有了更多的机会去挑战自己,去尝试新的领域和新的技术。
总的来说,微电子工作是一项充满挑战和机遇的工作,我们需要不断学习和进步,不断创新和突破。
我相信,在不久的将来,微电子技术会给我们的生活带来更多的惊喜和改变。
让我们一起努力,为微电子技术的发展贡献自己的力量。
微电子工艺要点

一、填空题晶圆制备1.用来做芯片的高纯硅被称为(半导体级硅),英文简称(GSG),有时也被称为(电子级硅)。
2.单晶硅生长常用(CZ法)和(区熔法)两种生长方式,生长后的单晶硅被称为(硅锭)。
3.晶圆的英文是(wafer),其常用的材料是(硅)和(锗)。
4.晶圆制备的九个工艺步骤分别是(单晶生长)、整型、(切片)、磨片倒角、刻蚀、(抛光)、清洗、检查和包装。
5.从半导体制造来讲,晶圆中用的最广的晶体平面的密勒符号是(100)、(110)和(111)。
6.CZ直拉法生长单晶硅是把(融化了的半导体级硅液体)变为(有正确晶向)并且(被掺杂成p型或n型)的固体硅锭。
7.CZ直拉法的目的是(实现均匀参杂的同时并且复制籽晶的结构,得到合适的硅锭直径并且限制杂质引入到硅中)。
影响CZ直拉法的两个主要参数是(拉伸速率)和(晶体旋转速率)。
8.晶圆制备中的整型处理包括(去掉两端)、(径向研磨)和(硅片定位边和定位槽)。
9.制备半导体级硅的过程:1(制备工业硅);2(生长硅单晶);3(提纯)。
氧化10.二氧化硅按结构可分为(结晶型)和(非结晶型)或(不定型)。
11.热氧化工艺的基本设备有三种:(卧式炉)、(立式炉)和(快速热处理炉)。
12.根据氧化剂的不同,热氧化可分为(干氧氧化)、(湿氧氧化)和(水汽氧化)。
13.用于热工艺的立式炉的主要控制系统分为五部分:(工艺腔)、(硅片传输系统)、气体分配系统、尾气系统和(温控系统)。
14.选择性氧化常见的有(局部氧化)和(浅槽隔离)15.列出热氧化物在硅片制造的4种用途:(参杂阻挡)、(表面钝化)、场氧化层和(金属层间介质)。
16.可在高温设备中进行的五种工艺分别是(氧化)、(扩散)、(淀积)、退火和合金。
17.硅片上的氧化物主要通过(热生长)和(淀积)的方法产生,由于硅片表面非常平整,使得产生的氧化物主要为层状结构,所以又称为(薄膜)。
18.热氧化的目标是按照(厚度)要求生长(无缺陷)、(均匀)的二氧化硅薄膜。
微电子工艺复习重点

1.干法氧化,湿法氧化和水汽氧化三种方式的优缺点。
20XX级《微电子工艺》复习提纲一.衬底制备1.硅单晶的制备方法。
直拉法悬浮区熔法1.硅外延多晶与单晶生长条件。
任意特左淀积温度下,存在最大淀积率,超过最大淀积率生成多晶薄膜,低于最大淀积率,生成单晶外延层。
三.薄膜制备1 •氧化干法氧化:干燥纯净氧气湿法氧化:既有纯净水蒸汽有又纯净氧气水汽氧化:纯净水蒸汽速度均匀重复性结构掩蔽性干氧慢好致密好湿氧快较好中基本满足水汽最快差疏松差2.理解氧化厚度的表达式和曲线图。
二氧化硅生长的快慢由氧化剂在二氧化硅中的扩散速度以及与硅反应速度中较慢的一个因素决左;当氧化时间很长时,抛物线规律,当氧化时间很短时,线性规律。
3.温度、气体分压、晶向、掺杂情况对氧化速率的影响。
温度:指数关系,温度越髙,氧化速率越快。
气体分压:线性关系,氧化剂分压升高,氧化速率加快晶向:(111)面键密度大于(100)而,氧化速率髙:髙温忽略。
掺杂:掺杂浓度高的氧化速率快:4.理解采用「法热氧化和掺氯措施提高栅氧层质量这个工艺。
m寧二氧化硅特恂提高氧化质量。
干法氧化中掺氯使氧化速率可提高1%$%。
四s薄膜制备2•化学气相淀积CVD1.三种常用的化学气相淀积方式,在台阶覆盖能力,呈膜质量等各方而的优缺点。
常压化学气相淀积APCVD:操作简单淀积速率快,台阶覆盖性和均匀性差低压化学气相淀积LPCVD:台阶覆盖性和均匀性好,对反应式结构要求不高,速率相对低,工作温度相对高,有气缺现象PECVD:温度低,速率高,覆盖性和均匀性好,主要方式。
2.本征SiCh,磷硅玻璃PSG,硼磷硅玻璃BPSG的特性和在集成电路中的应用。
USG:台阶覆盖好,黏附性好,击穿电压高,均匀致密:介质层,掩模(扩散和注入),钝化层,绝缘层。
PSG:台阶覆盖更好,吸湿性强,吸收碱性离子BPSG:吸湿性强,吸收碱性离子,金属互联层还有用(具体再查书)。
3.热生长SiO2和CVD淀积SiO?膜的区别。
电子工艺全部知识点总结

电子工艺全部知识点总结一、电子工艺材料与工艺工程1. 半导体材料:包括硅、砷化镓、碳化硅等。
半导体材料的选择对于半导体器件的性能有着重要的影响,工艺工程师需要根据具体的应用选择合适的半导体材料。
2. 半导体材料制备:包括晶体生长、材料加工等技术。
晶体生长技术有单晶生长、多晶生长等方法,工艺工程师需要了解各种方法的优缺点,以及应用范围。
3. 薄膜技术:包括化学气相沉积、物理气相沉积、溅射等技术。
薄膜技术在半导体器件的制备中具有重要作用,工艺工程师需要了解各种薄膜技术的原理和应用。
4. 化学成膜技术:包括电化学沉积、化学气相沉积等技术。
化学成膜技术在电子器件的制备中有着广泛的应用,工艺工程师需要了解各种化学成膜技术的工艺参数和控制方法。
5. 包装材料:包括封装树脂、封装胶粘剂等。
包装材料的选择对于电子元器件的性能和可靠性有着重要的影响,工艺工程师需要了解各种包装材料的特性和应用。
6. 其他工艺材料:包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料等。
这些材料在电子工艺中都有着重要的应用,工艺工程师需要了解各种材料的特性和工艺应用。
7. 工艺工程流程:包括工艺设计、工艺实施、工艺改进等。
工艺工程流程是电子工艺的核心内容,工艺工程师需要了解各种工艺流程的设计原则和实施方法,以及如何通过工艺改进来提高产品的性能和可靠性。
8. 质量控制技术:包括过程控制、质量检验、可靠性测试等。
质量控制技术是电子工艺中至关重要的一环,工艺工程师需要了解如何通过过程控制和质量检验来确保产品的质量,以及如何通过可靠性测试来评估产品的寿命和可靠性。
二、半导体器件工艺1. 半导体器件概述:包括二极管、晶体管、场效应管等。
半导体器件是电子工艺中的重要组成部分,工艺工程师需要了解各种器件的结构、原理和性能。
2. 半导体器件制造流程:包括晶圆加工、器件制备、器件封装等。
半导体器件制造流程是电子工艺中的关键环节,工艺工程师需要了解各种制造工艺的原理和步骤,以及如何通过工艺优化来提高产品的性能和可靠性。
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第一章晶体管的发明:当代半导体产业伴随着1974年12月16日在贝尔电话实验室固态晶体管的发明而诞生,发明者是威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿。
集成电路(IC)的发明:由仙童半导体公司的罗伯特·诺伊思和德州仪器公司的杰克·基尔比于1959年分别独自发明。
电路集成半导体产业周期每个芯片元件数没有集成(分离元件)1960年之前 1小规模集成电路(SSI)20世纪60年代前期2至50中规模集成电路(MSI)20世纪60年代到70年代前期20至5000大规模集成电路(LSI)20世纪70年代前期到70年代后期5000至100000超大规模集成电路(VISI)20世纪70年代后期至80年代后期100000至1000000甚大规模集成电路(ULSI)20世纪90年代后期至今大于1000000集成电路的发展时代集成电路的制造步骤:1、硅片制备;2、硅片制造;3、硅片测试/拣选;4、装配与封装;5、终测。
关键尺寸CD,技术节点:芯片上的物理尺寸特征被称为特征尺寸,硅片上的最小特征尺寸称为关键尺寸或CD.半导体产业使用技术节点描述在硅片制造中使用的可应用CD。
摩尔定律1964年,戈登·摩尔预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一番。
(1975年被修改为每18个月翻一番)电子时代阶段20世纪50年代晶体管技术;20世纪60年代工艺技术;20世纪70年代竞争;20世纪80年代自动化;20世纪90年代批量生产。
第二章材料分类:根据流经材料电流的不同可分为三类材料:导体,绝缘体,半导体。
硅的优点,被选为主要半导体材料的原因:主要有四个理由:硅的丰裕度;更高的融化温度允许更宽的工艺容限;更宽的工作温度范围;氧化硅的自然生成。
硅的掺杂剂:通常用于掺杂ⅢA族和ⅤA族元素。
P型—价带空穴数大于导带电子数,n型—导带电子多余价带空穴,多子—多数载流子,少子—少数载流子,pn结—是在两部分本质相同的材料之间形成的。
三类常用半导体材料:硅,锗,砷化镓第三章电路类型:模拟电路,数字电路Pn结工作原理:1、反偏pn结二极管:即加反向偏压的pn结二极管其反偏的偏转形式致使通过二极管的电流很小,甚至没有电导;2、正偏pn结二极管:电路中n区电子从偏压电源负极被排斥。
多余的电子从负极注入到充满空穴的左端,是n区中留下电子的空缺。
同时,p区的空穴从偏压电源正极被排斥。
由偏压电源正极提供的空穴中和了由偏压电源负极提供的电子。
空穴和电子在结区复合以及克服势垒电压很大地减小了阻止电流的行为。
只要偏压对二极管能维持一个固定的空穴和电子注入,电流就将持续地通过电路。
为了克服势垒,电子和空穴向结方向吸引。
双极晶体管工作原理:BJT有三电极和两个pn结,整个晶体管从一个单一的半导体衬底开始构成。
当晶体管处在发射结正偏、集电结反偏的放大状态,发射区向基区注入电子,电子在基区中边扩散边复合,电子被集电区收集,集电结少子漂移,实现对电流的放大。
MOSFET工作原理:每种MOSFET都有一个输入电极称为栅极。
nMOSFET用电子作为多数载流子,因而沟道为n型;沟道为p型的pMOSFET用空穴作为多数载流子。
在没有导电的状态下,沟道是由称为阱的相反掺杂类型区域构成的开路。
n沟道MOSFET在p阱内形成,而p沟道MOSFET在n阱中形成的。
在导电状态下,阱上部分的相反电荷从栅氧化物界面离开,一条多数载流子从源极的流动形成电流。
第四章→SGS过程,方程式:1、用碳加热硅石来制备冶金级硅:SiC(s)+SiO2(s)→Si(l)+SiO (g)+CO(g)2、通过化学反应将冶金级硅提纯以生成三氯硅烷:Si(s)+3HCl(g)→SiHCl3(g)+H2(g)+加热3、利用西门子方法,通过三氯硅烷和氢气反应来生产SGS :2SiHCl3(g)+2H2(g)→ 2Si(s)+6HCl(g)。
单晶硅生长方法:CZ法和区熔法。
硅片制备过程:晶体生长→整型处理→切片→磨片倒角→刻蚀→抛光→清洗→硅片评估→包装第五章物质的四种形态:固态,液态,气态,等离子态。
华氏温标(F),摄氏温标(C)与绝对温度(K)转换:F=9/5C+32;K=C+273压强单位体系:标准压强0psig,绝对压强14.7psia,大气压14.7psi,水银柱29.92英寸/760毫米,760托,760000毫托,1.013巴,1013毫巴,101325帕斯卡第六章沾污的类型:颗粒、金属杂质、有机物沾污、自然氧化层、静电释放(ESD)MIC:金属离子在半导体材料中是高度活动性的,被称为可动离子沾污(MIC),当MIC引入到硅片中时,在整个硅片中移动,严重损害器件电学性能和长期可靠性,未经处理过的化学品中得钠是典型的、最为普遍的MIC之一。
ESD:静电释放(ESD)是静电荷从一个物体向另一物体未经控制的转移,可能损坏微芯片。
ESD带来的问题:几个纳秒内静电释放能产生超过1A的峰值电流,简直可以蒸发金属导体连线和穿透氧化层,也可能成为栅氧化层击穿的诱因。
一旦硅片表面有了电荷积累,它产生的电场就能吸引带电颗粒或极化并吸引中性颗粒到硅片表面。
微环境:是指在硅片和净化间环境不位于同一工艺室时,通过一个屏蔽来隔离它们所创造出来的局部环境。
硅片湿法清洗,配方,原理,步骤:H2SO4/H2O2(piranha)有机物和金属;UPW清洗(超纯水)清洗;HF/H2O(稀HF)自然氧化层:UPW清洗;SC-1颗粒;UPW清洗;HF/H2O自然氧化层;UPW清洗;SC-2金属;UPW清洗;HF/H2O自然氧化层;UPW清洗;干燥。
—SC-1:NH4OH/H2O2/H2O按1:1:5到1:2:7的配比混合。
是碱性溶液,能去除颗粒和有机物质。
对于颗粒,主要通过氧化颗粒或电学排斥起作用。
—SC-2:HCl/H2O2/H2O按1:1:6到1:2:8的配比混合。
用于去除硅表面的金属,必须用高氧化能力和低pH值的溶液。
金属成为离子溶于具有强烈氧化效应的酸液中。
—piranha:它联合使用硫酸和过氧化氢去除硅片表面的有机物和金属杂质。
最长见的组分是7份浓缩H2SO4和3份H2O2.第九章硅片制造分区:硅片制造厂可以分为6个独立的分区:扩散(包括氧化、膜淀积和掺杂工艺)、光刻、刻蚀、薄膜、离子注入和抛光。
CMOS制作步骤如下:1、双阱工艺;2、浅槽隔离工艺;3、多晶硅栅结构工艺;4、轻掺杂漏(LDD)注入工艺;5、侧墙的形成;6、源/漏(S/D)注入工艺;7、接触孔的形成;8、局部互连工艺;9、通孔1和金属塞1的形成;10、金属1互连的形成;11、通孔2和金属塞2的形成;12、金属2互连的形成;13、制作金属3直到制作压点及合金;14、参数测试。
浅槽隔离工艺:浅槽隔离(STI)是在衬底上制作的晶体管有源区之间隔离区的一种可选工艺。
可分为三个主要步骤:槽刻蚀、氧化物填充、氧化物平坦化。
槽刻蚀:1、隔离氧化层;2、氮化物淀积;3、第三层掩膜,浅槽隔离;4、STI槽刻蚀。
STI氧化物填充:1、沟槽衬垫氧化硅;2、沟槽CVD氧化物填充。
氧化物平坦化:抛光是最有效的一种平坦化技术,STI氧化层抛光—氮化物去除的基本步骤如下:1、沟槽氧化物抛光(化学机械抛光);2、氮化物去除。
多晶硅栅结构工艺:晶体管中栅结构的制作是流程当中最关键的一步,因为它包括了最薄的栅氧化层的热生长以及多晶硅栅的刻印和刻蚀,而后者是整个集成电路工艺中物理尺度最小的结构。
多晶硅栅的宽度通常是整个硅片上最关键的CD线宽。
多晶硅栅结构制作的基本步骤:1、栅氧化层的生长;2、多晶硅淀积;3、第四层掩膜,多晶硅栅;4、多晶硅栅刻蚀。
局部互连工艺:晶体管以及其他钛硅化物之间布金属连接线,所用到的方法称为局部互联(LI)。
形成局部互联氧化硅介质的步骤:1.氮化硅化学气相淀积2.掺杂氧化物的化学气相淀积3.氧化层抛光4第九层掩膜,局部互联刻蚀。
制作局部互联金属的步骤:1金属钛淀积(PVD工艺);2氮化钛淀积;3钨淀积(化学气相淀积工艺平坦化);4磨抛钨。
大马士革:先淀积一层介质薄膜,接下来是化学机械抛光,刻印,刻蚀和钨金属淀积,最后以金属层抛光结束。
最终在硅片表面得到一种类似精致的镶嵌首饰或艺术品的图案。
第十章热预算:工艺中硅曝露需要的热能(如将温度乘以时间)称为热预算。
氧化膜的用途:1、保护器件免划伤和隔离沾污;2、限制带电载流子场区隔离(表面钝化);3、栅氧或储存器单元结构中的介质材料;4、掺杂中的注入掩蔽;5、金属导电层间的介质层。
干法氧化、湿法氧化方程式:1、如果生长发生有干氧,也就是没有水汽的氛围里,则化学反应方程式为:Si (固)+O2(气)→SiO2(固)2、当反应中有水汽参与,即湿氧化时,氧化反应速率会大大加快。
湿氧的化学反应方程式为:Si (固)+ 2H2O(水汽)→Si02(固)+2H2 (气)膜的特点:在氧化生长中,湿氧反应会产生一层二氧化硅膜和氢气。
然而反应生成的氢分子会束缚在固态的二氧化硅层内,这使得氧化层的密度比干氧要小。
这种情况可以通过在惰性气体中加热氧化来改善,以得到与干氧化生长相类似的氧化膜结构和性能。
氧化物生长速率:氧化物生长速率用于描述氧化物在硅片上生长的快慢。
影响它的参数有温度、压力、氧化方式(干氧或湿氧)、硅的晶向和掺杂水平。
生长阶段:氧化物由两个生成阶段描述:线性阶段和抛物线阶段。
1、二氧化硅生长的最初阶段是线性阶段,硅片表面上硅的消耗与时间呈线性关系。
氧化物生长线性阶段的有效性是氧化物的厚度大约生长到150 Å左右。
用线性等式描述为:X=(B/A)t2、氧化生长的抛物线阶段是氧化生长的第二阶段,而且是在氧化物厚度大约150Å以后才开始的。
用于描述抛物线阶段的公式是:X=(Bt)1/2.LOCOS:硅片上的选择性氧化区域是利用二氧化硅来实现对硅表面相邻器件之间的电隔离。
传统的0.25μm工艺以上的器件隔离方法是硅的局部氧化(locos)用淀积氮化物膜作为氧化阻挡层,热氧化后,氮化物和任何掩膜下的氧化物都被去除,露出裸露的硅表面。
工艺:1、氮化硅淀积;2、氮化硅掩蔽与刻蚀;3、硅的局部氧化;4、氮化硅去除。
鸟嘴效应:当氧扩散穿越已生长的氧化物时,他是在各个方向上扩散的。
一些氧原子纵向扩散进入硅,另一些氧原子横向扩散。
这意味着在氮化物掩膜下有着轻微的侧面氧化生长。
由于氧化层比消耗的硅更厚,所以在氮化物掩膜下的氧化生长将抬高氮化物的边缘,我们成为鸟嘴效应。
浅槽隔离:(STI)用于亚0.25μm工艺的选择性氧化的主要技术,sti氧化硅衬底步骤:1氮化硅淀积;2沟槽掩蔽与刻蚀;3侧墙氧化与沟槽填充;4氮化硅平坦化;5氮化硅去除。