半导体工艺要点(精)
半导体工艺lp-概述说明以及解释
半导体工艺lp-概述说明以及解释1.引言1.1 概述半导体工艺(LP)是指在半导体制造过程中使用的一种工艺流程，旨在将半导体材料转化为各种电子器件，例如集成电路（IC）和二极管等。
随着人们对电子产品需求的不断增长，半导体工艺也在不断发展和完善。
半导体工艺(LP)的核心目标是控制半导体材料的结构和性质，以确保电子器件的可靠性和性能优良。
半导体材料通常是由硅（Si）等元素构成的，它们具有半导体特性，可以在一定条件下对电流进行控制。
因此，半导体工艺的关键在于如何通过不同的工艺步骤来精确地控制半导体材料的特性。
半导体工艺(LP)主要包括以下几个方面。
首先是半导体基片的准备，通过将硅片切割成适当的大小和形状，以便后续的工艺步骤。
接下来是半导体材料的清洗和化学处理，以去除表面的不纯物质，并改善材料的质量。
然后是沉积一层绝缘膜或者金属膜，以实现器件的绝缘和导电功能。
在这之后，通过光刻和蚀刻等步骤，将器件的结构和电路图案在半导体材料上进行精确的定义和制造。
最后是添加金属连接层和进行封装，以便将半导体芯片连接到外部电路系统。
尽管半导体工艺(LP)的流程非常复杂，但它是现代电子技术的重要组成部分。
通过不断优化工艺流程和开发新的半导体材料，人们能够制造出更小、更快和更高性能的半导体器件，推动了电子产品的创新和发展。
未来，随着新技术的出现，半导体工艺(LP)也将继续发展，为人们带来更多的惊喜和机遇。
1.2 文章结构文章结构部分是为了给读者提供一个整体的概览，让读者对整篇文章的结构和内容有一个清晰的了解。
在本文中，文章结构主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要是对整篇文章的背景和目的进行简要介绍。
在这一部分中，我们将概述半导体工艺lp的重要性和应用领域，并介绍本文的结构和内容安排。
正文部分是文章的核心，主要分为四个要点。
在这些要点中，我们将详细介绍半导体工艺lp的相关概念、原理、工艺流程以及相关技术。
我们将依次介绍第一个要点、第二个要点、第三个要点和第四个要点，以期能够全面而清晰地呈现半导体工艺lp的知识。
半导体制造工艺流程简介 (2)
半导体NPN高频小功率晶体管制造的工艺流程为：外延片——编批——清洗——水汽氧化——一次光刻——检查——清洗——干氧氧化——硼注入——清洗——UDO淀积——清洗——硼再扩散——二次光刻——检查——单结测试——清洗——干氧氧化——磷注入——清洗——铝下CVD——清洗——发射区再扩散——三次光刻——检查——双结测试——清洗——铝蒸发——四次光刻——检查——氢气合金——正向测试——清洗——铝上CVD——检查——五次光刻——检查——氮气烘焙——检查——中测——中测检查——粘片——减薄——减薄后处理——检查——清洗——背面蒸发——贴膜——划片——检查——裂片——外观检查——综合检查——入中间库。
PNP小功率晶体管制造的工艺流程为：外延片——编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查（tox）——一次光刻—□□—QC检查——单结测试——磷注入——前处理——发射区氧化——前处理——发射区再扩散——前处理——POCl3预淀积（R□）——后处理——前处理——HCl退火、N2退火——三次光刻——QC检查——双结测试——前处理——铝蒸发——QC检查（t Al）——四次光刻——QC检查——前处理——氮氢合金——氮气烘焙——正向测试（ts）——外协作（ts）——前处理——五次光刻——QC检查——大片测试——测试ts——中测编批——中测——中测检查——入中间库。
变容管制造的工艺流程为：外延片——编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查——N+光刻——QC检查——前处理——干氧氧化——QC检查——P+注入——前处理——N+扩散——P+光刻——QC检查——硼注入1——前处理——CVD（LTO）——QC检查——硼注入2——前处理——LPCVD ——QC检查——前处理——P+扩散——特性光刻——电容测试——是否再加扩——电容测试——......（直到达到电容测试要求）——三次光刻——QC检查——前处理——铝蒸发——QC检查（t Al）——铝反刻——QC检查——前处理——氢气合金——氮气烘焙——大片测试——中测——电容测试——粘片——减薄——QC检查——前处理——背面蒸发——综合检查——入中间库。
第1讲 半导体器件(IC)制作工艺简介
优点：掩模寿命长（可提高10 倍以上），图形缺陷少。 缺点：衍射效应使分辨率下降。 最小可分辨的线宽为：
Wmin 15 d 200 d
当
0.4m, d 5~ 25m 时，Wmin 1.4~ 3.2m
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(3). 缩小投影曝光技术
光源
透镜
随着线宽的减小和晶片直径的 增大，分辨率与焦深的矛盾越来越 严重。为解决这一问题，人们开发 出了：
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光源 wafer mask
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正性光刻胶 硅片 掩膜 二氧化硅膜 光
1. 光刻 胶的涂 覆
2. 前烘
3. 曝光
显影液
4.显影
5. 后烘
6. 腐蚀
7. 光刻 胶的去 15 除
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光刻 (Photolithography & Etching) 过程如下： 1．涂光刻胶 2. 前烘 3．掩膜对准 4．曝光 5．显影 6．刻蚀：采用干法刻蚀（Dry Etching） 7．去胶：化学方法及干法去胶 (1)丙酮中，然后用无水乙醇
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Process Flow of Annealed Wafer
Crystal Growth
Si Crystal Wafering Slicing High Temp. Annealed Wafer Annealing (Surface Improvement）
Furnace
Polished Wafer
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1. 图形转换（光刻与刻蚀工艺）
光刻是加工集成电路微图形结构的关键工艺技 术，通常，光刻次数越多，就意味着工艺越复杂。 另—方面，光刻所能加工的线条越细，意味着工艺 线水平越高。光刻工艺是完成在整个硅片上进行开 窗的工作。 光刻技术类似于照片的印相技术，所不同的是， 相纸上有感光材料，而硅片上的感光材料--光刻胶是 通过旋涂技术在工艺中后加工的。光刻掩模相当于 照相底片，一定的波长的光线通过这个“底片”， 在光刻胶上形成与掩模版（光罩）图形相反的感光 区，然后进行显影、定影、坚膜等步骤，在光刻胶 膜上有的区域被溶解掉，有的区域保留下来，形成 了版图图形。
CMOS工艺要点知识讲解
CMOS工艺要点知识讲解1.概述：CMOS工艺是一种使用金属-氧化物-半导体结构制造集成电路的工艺。
它是CMOS逻辑电路的基础，通过使用N型和P型MOS晶体管组成的互补结构来实现逻辑功能。
CMOS工艺具有功耗低、可靠性高和集成度高的特点，是目前最常用的集成电路制造工艺之一2.制程流程：CMOS工艺的制程流程包括晶圆清洗、沉积氧化层、形成晶体管结构、定义金属导线、清洗和封装等步骤。
其中，晶圆清洗用于去除晶圆表面的杂质和污染物；氧化层的沉积是为了形成绝缘层，保护晶体管和电器元件；形成晶体管结构是将掺杂的硅材料通过光刻和腐蚀等工艺形成晶体管的源、栅和漏极等结构；定义金属导线则是通过金属蒸镀和光刻等工艺形成连接晶体管的金属线路；最后的清洗和封装步骤将晶圆切割成芯片，并将其封装成IC产品。
3.互补结构：CMOS工艺采用互补结构，即由N型MOS（NMOS）和P型MOS（PMOS）两种晶体管组成的互补电路。
NMOS晶体管的导通需要控制栅极电压为高电平，而PMOS晶体管的导通需要控制栅极电压为低电平。
通过控制两种晶体管的工作方式，可以实现复杂的逻辑功能。
4.硅基材料：CMOS工艺使用硅材料作为基础材料。
硅是一种常见的半导体材料，具有良好的电子迁移率和热稳定性。
在CMOS工艺中，通过对硅材料进行掺杂和氧化等工艺，形成晶体管的结构和绝缘层。
5.光刻：光刻技术是CMOS工艺中的重要步骤，用于定义晶体管和金属导线等结构。
在光刻过程中，通过涂覆光刻胶、对胶进行曝光和影像转移等步骤，将芯片的设计图案腔体在硅片上。
6.蚀刻：蚀刻是指通过化学或物理手段，将涂覆在芯片表面的光刻胶和表面层材料进行去除，从而形成所需的结构。
蚀刻工艺可以通过湿蚀刻或干蚀刻两种方式进行，其中，干蚀刻常用的技术包括反应离子蚀刻（RIE）和物理气相沉积（PECVD）等。
7.金属导线：CMOS芯片中，晶体管和其他电器元件通过金属导线进行连接。
金属导线的制作常采用金属蒸镀等工艺，将金属材料沉积在芯片表面，并通过光刻和蚀刻等步骤，形成所需的导线结构。
半导体后道工艺简介
目录
后道工艺流程总体简介 减薄工艺介绍 背孔工艺介绍 划片工艺介绍 后道工艺动画展示
后道工艺流程总体简介
上蜡
减薄
下蜡
背面 掩膜 制备
背孔 刻蚀
背金 制备
划片
最终 测试 分选
1. 后道流程主要为以上8个步骤； 2. 后道使用的设备分别有：上蜡设备，减薄设备，热板，光刻
设备，蒸镀设备，电镀设备，刻蚀设备，划片设备及测试分 选设备。 3. 其中减薄工艺及划片工艺为后道工艺特有工艺。减薄设备与 划片设备也成为后道工艺的特有设备。
工艺要点：
刻蚀孔道定位：若发生偏差将影响背金与源极接触。 刻蚀掩膜选择：要求选择刻蚀选择比大的材料做掩膜。 刻蚀孔道：要求孔壁与孔底平整（前道减薄抛光工艺将对孔底平整度有
影响），避免被刻蚀物残留。
划片工艺介绍
贴片
划片
劈裂（可 选）
倒膜
扩张
划片工艺：为将单个器件分离开来，根据材料不同（Si，SiC，
（精抛磨料如高目数的SiO磨料或Al2O3磨料等）。
工艺要点：
上蜡平整度：关系到最终晶圆厚度均匀性。 移除率确认：关系到制程时间，同时影响下蜡时的破片率。 下蜡手法：关系到破片率。 工艺面平整度：关系到后续通孔工艺实施难易程度。
背孔工艺介绍
背面掩膜制备
背孔刻蚀
背金制备
背孔工艺流程如上。背孔工艺：因器件特性需求，背孔工艺可 减少因源极接地时引入的加大串联电感，从而减少一定量因此 而产生的负反馈。
光 阻
掩背膜金
背 金
漏
蜡
栅蜡
源
研磨用衬盘
谢谢！
减薄工艺介绍
上蜡
减薄
下蜡
工艺流程如上。减薄工艺是根据不同材料（如Si，SiC，Al2O3等）选择不同 磨料与材料接触并摩擦，摩擦的过程中磨料对材料产生切削作用，从而到 达减薄或抛光的目的。
半导体工艺操作规程(3篇)
第1篇一、概述半导体工艺操作规程是半导体制造过程中必须遵循的操作规范，旨在确保产品质量、提高生产效率和保证生产安全。
本规程适用于所有从事半导体制造的工作人员，包括操作人员、技术人员、管理人员等。
二、操作前的准备1. 确认设备状态：操作前需检查设备是否正常运行，各部件是否完好，电源、水源、气源等是否正常供应。
2. 穿着防护用品：操作人员需穿戴防护服、防护眼镜、防护手套等，防止化学药品和有害物质对人体造成伤害。
3. 熟悉工艺流程：操作人员需熟悉所操作的工艺流程，了解各个步骤的操作要点和注意事项。
4. 验证设备参数：根据工艺要求，验证设备参数是否满足生产需求。
三、半导体工艺操作步骤1. 洗片：将硅片放入清洗槽，用去离子水进行清洗，去除表面污垢。
2. 化学腐蚀：将硅片放入腐蚀液中，进行腐蚀处理，去除硅片表面的氧化层。
3. 化学刻蚀：将硅片放入刻蚀液中，进行刻蚀处理，形成所需的结构。
4. 化学沉积：将硅片放入沉积液中，进行化学沉积，形成薄膜。
5. 离子注入：将硅片放入离子注入机中，进行离子注入，改变硅片中的掺杂浓度。
6. 化学清洗：将硅片放入清洗槽，用去离子水进行清洗，去除表面残留物质。
7. 热处理：将硅片放入热处理炉中，进行高温处理，使薄膜固化。
8. 检测：对硅片进行质量检测，确保产品符合要求。
四、操作注意事项1. 严格遵循工艺流程，不得随意更改操作步骤。
2. 操作过程中，注意观察设备运行状态，发现异常情况立即停止操作。
3. 操作过程中，注意防止化学药品和有害物质对人体造成伤害。
4. 操作过程中，注意保持工作环境整洁，避免污染。
5. 操作过程中，注意设备维护保养，延长设备使用寿命。
五、操作后的处理1. 清理设备：操作结束后，对设备进行清理，确保设备干净、整洁。
2. 清理工作区域：操作结束后，对工作区域进行清理，避免污染。
3. 检查产品：对生产出的产品进行检查，确保产品质量。
4. 填写操作记录：将操作过程中的各项参数、异常情况等记录在案，便于后续跟踪。
第六讲：光刻工艺(半导体制造技术)
纵横比（分辨力） 黏结力 曝光速度 针孔数量 阶梯覆盖度 成本 显影液 光刻胶去除剂 氧化工步 金属工步
更高
有机溶剂 酸 氯化溶剂化合物
更少 更好 更高 水溶性溶剂 酸 普通酸溶剂
聚合物 聚合物是由一组大而且重的分子组成， 包括碳、氢和氧。对负性胶，聚合物曝光后会 由非聚合状态变为聚合状态。在大多数负性胶 里面，聚合物是聚异戊二烯类型。是一种相互 粘结的物质－－抗刻蚀的物质，如图所示。
（a）亮场掩膜 版和负胶组合 图形尺寸变小
晶圆 (a) 聚合光刻胶 非聚合光刻胶
（b）暗场掩膜 版和正胶组合 图形尺寸变大
晶圆 (b)
用正胶和暗场掩 膜版组合还可以在晶 圆表面得到附加的针 孔保护。如果是亮场 掩膜版，玻璃上的任 何缺陷及污染物微粒 都会影响光刻质量， 若是暗场掩膜版则可 以避免上述缺陷的产 生，如图所示。
低转 速
高转 速 真空
自动旋转器 自动系统如图所示，包含了晶圆表面处理、 N O 吹除 涂底胶 和涂光刻胶 自动晶圆 装载 N 光 底 的全部过程， 刻 胶 胶 器 标准的系统 通向 排气 传送 到 晶圆 盒 配置就是一 或软烘焙 条流水线。 捕获 杯
旋转电机 真空
光 刻 胶
光 刻 版
掩膜版分类：亮、暗
下表总结了不同的烘焙方式
方法
烘焙时间（分钟）
温度控制
生产率 类型
速度 Waf/Hr 60 400 200 90 90 60
排队
热板 对流烘箱 真空烘箱 移动带式红外烘箱 导热移动带 微波
5~15 30 30 5~7 5~7 0.25
好 一般（好） 差（一般） 差（一般） 一般 差（一般）
单片（小批量） 批量 批量 单片 单片 单片
半导体封装流程
Solder Wire
Heater
Spanking
2. Spanker moves downwards and press onto the molten solder to make a rectangular
solder pattern
collet
Die Bonding
3. Bond arm transfers the afer】
封装的材料
料盒及框架的展示：
封装的材料
塑封料【 Mold Compound 】
主要成分为：环氧树脂及各种添加剂（固化剂，改性剂 ，脱模剂，染色剂，阻燃剂等）； 主要功能为：在熔融状态下将Die和Lead Frame包裹起 来，提供物理和电气保护，防止外界干扰； 存放条件：0—5°保存，常温下需回温24小时；
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工艺流程
Die Attach【芯片粘接】
Before Die Attach
After Die Attach
工艺流程
Wire Bonding 【引线焊接】
目的：Lead Frame 上的Chip 与LF之间用Al Wire
定义：主要根据钎料的熔点温度来区分的，一般熔 点在450℃一下的焊料叫做软焊料；把熔点在450℃以上 的焊料叫做硬焊料。
主用焊料：Sn 5% Pb92.5%Ag2.5% 熔点：287℃—294℃之间 物理特性：
良好的导热和导电性能 ；低的导通电阻 Rds(on) 熔点高；工作温度高；热膨胀系数和高强度 焊接强度高耐振动；疲劳寿命时间长耐冷热循环 变形的能力强
工艺流程
Die Saw 【晶圆切割】
目的：通过Saw Blade将整片Wafer切割成一个个独立的Dice，
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半导体工艺要点 1、什么是集成电路 通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能 2、集成电路设计与制造的主要流程框架 设计-掩模板-芯片制造-芯片功能检测-封装-测试 3、集成电路发展的特点 特征尺寸越来越小 硅圆片尺寸越来越大 芯片集成度越来越大 时钟速度越来越高 电源电压/单位功耗越来越低 布线层数/I/0引脚越来越多 4、摩尔定律
集成电路芯片的集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸(多晶硅栅长)缩小2倍，这就是摩尔定 5、集成电路分类
6、半导体公司 中芯国际集成电路制造有限公司（SMIC） 上海华虹(集团)有限公司 上海先进半导体制造有限公司 台积电(上海)有限公司 上海宏力半导体制造有限公司 TI 美国德州仪器 7、直拉法生长单晶硅 直拉法法是在盛有熔硅或锗的坩埚内，引入籽晶作为非均匀晶核，然后控制温度场，将籽晶旋转并缓慢向上提拉，晶体便在籽晶下按籽晶的方向长大。 1.籽晶熔接: 加大加热功率，使多晶硅完全熔化，并挥发一定时间后，将籽晶下降与液面接近，使籽晶预热几分钟，俗称“烤晶”，以除去表面挥发性杂质同时可减少热冲击 2.引晶和缩颈：当温度稳定时，可将籽晶与熔体接触。此时要控制好温度，当籽晶与熔体液面接触，浸润良好时，可开始缓慢提拉，随着籽晶上升硅在籽晶头部结晶，这一步骤叫“引晶”，又称“下种”。“缩颈”是指在引晶后略为降低温度，提高拉速，拉一段直径比籽晶细的部分。其目的是排除接触不良引起的多晶和尽量消除籽晶内原有位错的延伸。颈一般要长于20mm 3.放肩：缩颈工艺完成后，略降低温度，让晶体逐渐长大到所需的直径为止。这称为“放肩”。在放肩时可判别晶体是否是单晶，否则要将其熔掉重新引晶。单晶体外形上的特征—棱的出现可帮助我们判别，<111>方向应有对称三条棱，<100>方向有对称的四条棱。 4.等径生长：当晶体直径到达所需尺寸后，提高拉速，使晶体直径不再增大，称为收肩。收肩后保持晶体直径不变，就是等径生长。此时要严格控制温度和拉速不变。 5.收晶：晶体生长所需长度后，拉速不变，升高熔体温度或熔体温度不变，加快拉速，使晶体脱离熔体液面。 8、直拉法的两个主要参数：拉伸速率，晶体旋转速率 悬浮区熔法
倒角是使晶圆边缘圆滑的机械工艺 9、外延层的作用 EpitaxyPurpose 1、Barrier layer for bipolar transistor 2、Reduce collector resistance while keep high breakdown voltage. 3、Improve device performance for CMOS and DRAM because much lower oxygen, 4、carbon concentration than the wafer crystal Epitaxy application,bipolar transistor
Epitaxy application, CMOS 10、 气相外延（CVD）：在气相状态下，将半导体材料淀积在单晶片上，使它沿着单晶片的结晶轴方向生长出一层厚度和电阻率合乎要求的单晶层，这一工艺称为气相外延 液相外延（LCD）是将溶质放入溶剂,并在一定温度下成为均匀溶液，然后使溶液在衬底上逐渐冷却，当超过 饱和点后，便有固体析出，而进行晶体生长。以GaAs为例，是以Ga为溶剂，As为溶质溶解成溶液，布在衬底上，使之缓慢冷却，当溶液超过 饱和点时，衬底上 便析出GaAs而生成晶体。 金属有机物气相沉积（MOCVD） ：采用Ⅱ族，Ⅲ族元素的有机化合物和Ⅴ族，Ⅵ族元素的氢化物作为晶体生长的源材料，以热分解的方式在衬底上进行外延生长的方法 分子束外延（MBE）：在超高真空条件下，用分子束输运生长源进行外延生长的方法 化学束外延（CBE）: 用气态源进行MBE生长的方法 蒸发（evaporation）：在真空中，通过加热使金属、合金或化合物蒸发，然后凝结在器件表面上的方法 溅射（Sputtering）：利用高速正离子轰击靶材（阴极），使靶材表面原子以一定能量逸出，然后在器件表面沉积的过 硅外延生长
1.外延不同的分类方法以及每种分类所包括的种类 按外延层性质：同质外延，异质外延 按电阻率：正外延，反外延 按生长方法：直接外延，间接外延 按相变过程：气相，液相，固相外延 2.硅气相外延分类，硅气相外延原料 SiH4, SiH2CL2,(直接分解) SiHCL3,SiCL4，H2（氢还原法） 3.用SiCL4外延硅的原理以及影响硅外延生长的因素以及优点 基本原理：SiCL4+2H2===Si+4HCL SiCL4浓度，温度，气流速度,衬底晶向 在电阻率极低的衬底上生长一层高电阻率外延层，器件制做在外延层上， 高电阻的外延层保证管子有高的击穿电压， 低电阻率的衬底又降低了基片的电阻，降低了饱和压降， 4.硅的异质外延有哪两种 在蓝宝石，尖晶石衬底上的SOS(Silicon On Sapphire, Silicon On Spinel)外延生长 在绝缘衬底上进行的SOI(Silicon On Insulator)外延生长 5.什么是同质外延,异质外延,直接外延,间接外延 同质外延；衬底与外延层是同种材料 异质外延；衬底与外延层是不同材料 直接外延；用物理方法（加热，电场，离子轰击）将生长材料沉淀到衬底表面 间接外延；用化学反应在衬底上沉淀外延层 6.什么是自掺杂?外掺杂?抑制自掺杂的途径有哪些 自掺杂：在外延生长过程中，衬底中的杂质进入气相中，再次掺入外延层的现象 外掺杂：杂质不是来源于衬底，由人为控制的掺杂方式 途径；减少杂质从衬底溢出 采用减压生长技术 外延的定义 Sio2做掩埋层的原因，杂质在sio2中扩散速率远远小于在si中的扩散速率 液相外延是将溶质放入溶剂,并在一定温度下成为均匀溶液，然后使溶液在衬底上逐渐冷却，当超过 饱和点后，便有固体析出，而进行晶体生长。以GaAs为例，是以Ga为溶剂，As为溶质溶解成溶液，布在衬底上，使之缓慢冷却，当溶液超过 饱和点时，衬底上 便析出GaAs而生成晶体。 介电强度衡量材料耐压能力大小的，单位是V/cm，表示单位厚度的SiO2所能承受的最大击穿电压 介电常数，高K，低K 高K：MOS器件中电介质要求具有较大的介电常数，栅氧化层电容要大，1、减小电容器的体积和重量 2、增大电荷容量提高电学性能 低K:器件和衬底间的寄生电容要小 SiO2在集成电路制造中的用途 1.扩散，离子注入的(有时与光刻胶、Si3N4层一起使用) 掩蔽层（阻挡，屏蔽层不准确） 2.器件表面保护和钝化层 3.MOS器件的组成部分－－栅介质 4.电容介质 5.器件隔离用的绝缘层 6.多层布线间的绝缘层 Gate oxide and capacitor dielectric in MOS devices Isolation of individual devices (STI) Masking against implantation and diffusion Passivation of silicon surface 集成电路的隔离有PN结隔离和介质隔离两种,SiO2用于介质隔离.，漏电流小,岛与岛之间的隔离电压大,寄生电容小 STI(Shallow Trench Isolation) 热氧化分为干氧氧化、湿氧氧化、水气氧化以及掺氯氧化、氢氧合成等 热氧化化学反应虽然非常简单，但氧化机理并非如此，因为一旦在硅表面有二氧化硅生成，它将阻挡O原子与Si原子直接接触，所以其后的继续氧化是O原子通过扩散穿过已生成的二氧化硅层，向Si一侧运动到达界面进行反应而增厚的 通过一定的理论分析可知，在初始阶段氧化层厚度(X)与时间(t)是线性关系，而后变成抛物线关系。 通常来说，小于1000埃的氧化受控于线性机理。这是大多数MOS栅极氧化的范围。
无论是干氧或者湿氧工艺，二氧化硅的生长都要消耗硅，如图所示。硅消耗的厚度占氧化总厚度的0.44，这就意味着每生长1µm的氧化物，就有0.44µm的硅消耗（干、湿氧化略有差别）。
doxSiO2
dox0.44Si(b) 氧化后的硅片(a)氧化前的硅片Si氧化快速退火技术(RTP技术) Rapid Thermal Processing 优点: 1.杂质浓度不变,并100%激活. 2.残留晶格缺陷少,均匀性和重复性好. 3.加工效率高,可达200~300片/h. 4.设备简单,成本低. 5.温度较高(1200℃)，升温速度较快(75~200 ℃/sec) 6.掺杂物的扩散最小化 快速加热工艺主要是用在离子注入后的退火，目的是消除由于注入带来的晶格损伤和缺陷 目前的栅氧化层厚度大概在3nm左右 退火（Annealing） 实际上这个工艺主要是针对离子注入的 原 理：利用热能（Thermal Energy），将物体内产生内应力的一些缺陷加以消除。所施加的能量将增加晶格原子及缺陷在物体内的振动及扩散，使得原子的排列得以重整 离子注入过程是一个非平衡过程，高能离子进入靶后不断与原子核及其核外电子碰撞，逐步损失能量，最后停下来。停下来的位置是随机的，一部分不在晶格上，因而没有电活性 ,需要退火激活不在晶格位置而在晶格间隙的杂质离子;同时修复晶格注入损伤 主要的退火制程有： 1.后离子注入（Post Ion Implantation）； 2.金属硅化物（Silicide）的退火。 主要硅化金属材料有：WSix, TiSi2（用于Salicide制程）, MoSi2, CoSi2等。 退火后，金属硅化物电阻率可降到只有原来的10%。 3.BPSG——硼磷硅玻璃（Boro phospho silicate Glass） 二氧化硅原有的有序网络结构由于硼磷杂质（B2O3，P2O5）的加入而变得疏松，在高温条件下某种程度上具有像液体一样的流动能力（Reflow）。因此BPSG薄膜具有卓越的填孔能力，并且能够提高整个硅片表面的平坦化，从而为光刻及后道工艺提供更大的工艺范围 4.SOG（Spin-On Glass）旋涂式玻璃 1.局部氧化隔离法隔离(LOCOS----local oxidation of silicon) 传统的0.25µm工艺以上的器件隔离方法是硅的局部氧化。它利用了氧在Si3N4中扩散非常缓慢的性质，从而使得被氮化硅覆盖的硅层在氧化过程中极难生成氧化物。氮化硅将作为氧化物阻挡层保持不变