集成電路制造生產(chǎn)實習(xí)

1、集成電路制造生產(chǎn)實習(xí)（總3頁）本頁僅作為文檔封面，使用時可以刪除This document is for reference only-rar21 year.March集成電路制造生產(chǎn)實習(xí)報告一.工藝原理1. 氧化在集成電路工藝中，氧化是必不可少的一項工藝技術(shù)。自從早期人們發(fā)現(xiàn) 硼、磷、神、銖等雜質(zhì)元素在SiO2的擴散速度比在Si中的擴散速度慢得多， SiO2膜就被大量用在器件生產(chǎn)中作為選擇擴散的掩模，并促進(jìn)了硅平面工藝的 出現(xiàn)。同時在Si表面生長的SiO2膜不但能與Si有很好的附著性，而且具有非 常穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和電絕緣性。因此SiO2在集成電路中起著極其重要的作用。在平導(dǎo)體器件生產(chǎn)中常用的

2、SiO2膜的生長方法有:熱生長法、化學(xué)氣相沉 積法、陰極濺射法,HF HN03氣相鈍化法、真空蒸發(fā)法、外延生長法、陽極氧 化法等。在深亞微米IC制造中，還發(fā)展了快速加熱工藝技術(shù)。選擇何種方法來 生SiO2層與器件的性能有很大關(guān)系。SiO2在器件中可以起到的作用有作為MQS器件的絕緣柵介質(zhì)；作為選擇 性摻雜的掩模；作為緩沖層；作為絕緣層；作為保護(hù)器件和電路的鈍化層等。Si的氧化過程是一個表面過程，即氧化劑是在硅片表面處與Si原子起反 應(yīng)，當(dāng)表面已形成的SiO2層阻止了氧化劑與Si的直接接觸，氧化劑就必須以擴 散的方式穿過SiO2層、到達(dá)SiO2 Si界面與Si原子反應(yīng)，生成新的SiO?層， 使S

3、i02膜不斷增厚，同時Si02 Si界面向Si內(nèi)部推進(jìn).2. 擴散在一定溫度下雜質(zhì)原子具有一定能量，能夠克服阻力進(jìn)入半導(dǎo)體并在其中做 緩慢的遷移運動。擴散的形式有：替代式擴散和間隙式擴散：恒定表面濃度擴散和再分布擴 散。結(jié)深：Rs =擴散方式：氣態(tài)源擴散、液態(tài)源擴散、固態(tài)源擴散。 擴散方式：氣態(tài)源擴散、液態(tài)源擴散、固態(tài)源擴散擴散源擴散系統(tǒng)擴散工藝影響因素硼B(yǎng)硼酸三甲酯，硼 酸二丙酯N2氣源、純化、擴 散源、擴散爐預(yù)沉積，去BSG,再分布?xì)怏w流疑、雜 質(zhì)源.溫度磷PPOCI3 , PCI3 ,PBr302和N2氣源、純 化、擴散源、源冷 卻系統(tǒng)、擴散爐預(yù)沉積，去PSG,再分布擴散丄藝主要參數(shù)：1

4、 結(jié)深結(jié)距擴散表面的距離叫結(jié)深。2J*層電阻3表面濃度：擴散層表面的雜質(zhì)濃度。濃度：=（余誤差）費克第一定律：=（擴散粒子流密度，D粒子的擴散系數(shù)） 雜質(zhì)擴散方程（費克第二定律八彎亠D警工費克定律的分析解：1.恒定表面濃度擴散，在整個過程中雜質(zhì)不斷進(jìn)入硅中， 而表面雜質(zhì)濃度N,始終保持不變。余誤差：=彳巨特征擴散長度2結(jié)深：兀嚴(yán)兩S（翁愿）】以兩3.簡單理論的修正：二維擴散（橫向擴散）實際擴散區(qū)域大于由掩膜版決定 的尺寸，此效應(yīng)將直接影響到VLSI的集成度表面濃度的大小一般山擴散形式、擴散雜質(zhì)源、擴散溫度和時間所決定。3.光刻光刻是一種圖形復(fù)印和化學(xué)腐蝕相結(jié)合的精密表面加工技術(shù)三要素：光刻膠、

5、掩膜版和光刻機重要性：是唯一不可缺少的工藝步驟，是一個復(fù)雜的工藝流程工藝過程：氣相成底膜、旋轉(zhuǎn)涂膠、軟烘、對準(zhǔn)和曝光、曝光后烘焙、 顯影、堅膜烘焙、顯影檢查（正膠：先后:負(fù)膠：先后）U的：在二氧化硅或金屬薄膜上面刻蝕出與掩膜版完全對應(yīng)的兒何圖形從 而實現(xiàn)選擇性擴散和金屬薄膜布線的目的。光刻膠要求：分辨高、對比度好、敬感度好、粘滯性好、粘附性好、抗蝕 性好、顆粒小光刻膠成分：樹脂、感光劑、溶劑、添加劑正膠：曝光部分溶解負(fù)膠的粘附性和抗蝕性好，但分辨率低涂膠工藝：目的：在硅片上沉積一層均勻的光刻膠薄膜方式：滴膠、勻膠（50（T700rpm）、旋轉(zhuǎn)（30005000）要求：厚度，均勻性3%以內(nèi)對準(zhǔn)曝

6、光：接觸式，接近式，投影式目的：達(dá)到圖形精確轉(zhuǎn)移軟烘L1的：去除光刻膠中的溶劑，改善膠的粘附性，優(yōu)化膠的光吸收特性 和顯影能力，緩解涂膠時產(chǎn)生的應(yīng)力，防止曝光時揮發(fā)污染設(shè)備。軟烘不當(dāng)?shù)暮蠊麥囟冗^高時間過長：光刻膠光敬感度降低；相反刻膠顯影 選擇比下降曝光后烘培H的：促進(jìn)關(guān)鍵化學(xué)反應(yīng)，去除溶劑增強粘附性，防止產(chǎn)生駐 波效應(yīng)，方法：熱板，溫度高于軟烘顯影LI的：溶解硅片上曝光區(qū)域的膠膜，形成精密的光刻膠圖形。方法：正膠顯影液：的四甲基氫氧化錢（TMAH）特點：堿性、水性顯影液、輕度腐蝕硅顯影后用去離子水洗，N2吹干堅膜烘培LI的：使存留在光刻膠中的溶劑徹底揮發(fā)，提高光刻膠的粘附性 和抗蝕性。穩(wěn)固光刻膠，對下一步的刻蝕或離子注入過程非常重要。方法：熱板，溫度高于前兩次烘焙4金屬化金屬化：蒸發(fā)和濺射是制備金屬結(jié)構(gòu)層和電極的主要方法。是物理氣相淀 積的方法。金屬材料的要求：1良好的導(dǎo)電性2容易形成良好的歐姆接觸3與硅和二 氧化硅粘附性好4.能用蒸發(fā)或濺射的方法形成薄膜5.易于光刻，實現(xiàn)圖形化。常用金屬材料：Al, Au, Ag, Pt, W, Mo, Cr