第三章半導(dǎo)工藝基礎(chǔ)

1、大部分單晶硅都是通過直拉法生長(zhǎng)的。首先把多晶硅料和摻雜劑放在石英坩堝中大部分單晶硅都是通過直拉法生長(zhǎng)的。首先把多晶硅料和摻雜劑放在石英坩堝中加熱熔化。然后把籽晶放于溶硅中，待籽晶周圍的溶液冷卻后，硅晶體就會(huì)依附加熱熔化。然后把籽晶放于溶硅中，待籽晶周圍的溶液冷卻后，硅晶體就會(huì)依附在籽晶上。在溫度和拉速達(dá)到要求后把晶體向上提拉。在晶體提拉到預(yù)定要求后在籽晶上。在溫度和拉速達(dá)到要求后把晶體向上提拉。在晶體提拉到預(yù)定要求后，會(huì)把尾部拉制成錐形，這樣一支完整的單晶就形成了。，會(huì)把尾部拉制成錐形，這樣一支完整的單晶就形成了。 金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(Metal

2、 Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)自自20世世紀(jì)紀(jì)60年代首次提出以來，經(jīng)過年代首次提出以來，經(jīng)過70年代至年代至80年代的年代的發(fā)展，發(fā)展，90年代已經(jīng)成為砷化鎵、磷化銦等光電子年代已經(jīng)成為砷化鎵、磷化銦等光電子材料外延片制備的核心生長(zhǎng)技術(shù)，特別是制備氮材料外延片制備的核心生長(zhǎng)技術(shù)，特別是制備氮化鎵發(fā)光二極管和激光器外延片的主流方法?；壈l(fā)光二極管和激光器外延片的主流方法。 到目前為止，從生長(zhǎng)的氮化鎵外延片和器件的到目前為止，從生長(zhǎng)的氮化鎵外延片和器件的性能以及生產(chǎn)成本等主要指標(biāo)來看還沒有其它方性能以及生產(chǎn)成本等主要指標(biāo)來看還沒有其它方法能與之

3、相比。法能與之相比。借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體，在局部形成借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體，在局部形成等離子體，而等離子體化學(xué)活性很強(qiáng)，很容易發(fā)生反應(yīng)，在等離子體，而等離子體化學(xué)活性很強(qiáng)，很容易發(fā)生反應(yīng)，在基片上沉積出所期望的薄膜。基片上沉積出所期望的薄膜。 直流二極濺射系統(tǒng) 交流濺射系統(tǒng)（增強(qiáng)硅片與光刻膠的黏附性）（增強(qiáng)硅片與光刻膠的黏附性）（增強(qiáng)光刻膠的粘附性，光吸收及抗腐蝕能力）（增強(qiáng)光刻膠的粘附性，光吸收及抗腐蝕能力）重復(fù)掩模版與硅片接觸工藝的結(jié)果是在掩模版上產(chǎn)生缺陷。這些缺陷在用光掩重復(fù)掩模版與硅片接觸工藝的結(jié)果是在掩模版上產(chǎn)生缺陷。這些缺陷在用光掩模版曝光的過

4、程中被復(fù)印到下面的硅片上。為了減少這種影響，硬表面掩模版模版曝光的過程中被復(fù)印到下面的硅片上。為了減少這種影響，硬表面掩模版必須被有規(guī)律的檢查和清潔。如果通過清潔不能去除缺陷，掩模版就必須被更必須被有規(guī)律的檢查和清潔。如果通過清潔不能去除缺陷，掩模版就必須被更換。掩模版和硅片之間的雜質(zhì)影響緊密結(jié)合，降低了局部區(qū)域的分辨率。這樣換。掩模版和硅片之間的雜質(zhì)影響緊密結(jié)合，降低了局部區(qū)域的分辨率。這樣導(dǎo)致大規(guī)模集成電路接觸復(fù)印的失敗。導(dǎo)致大規(guī)模集成電路接觸復(fù)印的失敗。離子束曝光是一種類似于電子束曝光的技術(shù)離子束曝光是一種類似于電子束曝光的技術(shù), 它是在聚焦離子束技術(shù)基它是在聚焦離子束技術(shù)基礎(chǔ)上將原子被

5、離化后形成的離子束的能量控制在礎(chǔ)上將原子被離化后形成的離子束的能量控制在10 keV200 keV范圍范圍內(nèi)內(nèi), 再對(duì)抗蝕劑進(jìn)行曝光再對(duì)抗蝕劑進(jìn)行曝光, 從而獲得微細(xì)線條的圖形。其曝光機(jī)理是離從而獲得微細(xì)線條的圖形。其曝光機(jī)理是離子束照射抗蝕劑并在其中沉積能量子束照射抗蝕劑并在其中沉積能量, 使抗蝕劑起降解或交聯(lián)反應(yīng)使抗蝕劑起降解或交聯(lián)反應(yīng), 形成形成良溶膠或非溶凝膠良溶膠或非溶凝膠, 再通過顯影再通過顯影, 獲得溶與非溶的對(duì)比圖形。獲得溶與非溶的對(duì)比圖形。利用低壓放電產(chǎn)生的等離子體中的離子或游離基(處于激發(fā)態(tài)的分子、原子及各種原子基團(tuán)等)與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或通過轟擊等物理作用而達(dá)到刻蝕的目的

6、特點(diǎn)：橫向鉆蝕小，無(wú)化學(xué)廢液，分辨率高，細(xì)線條，操作安全，簡(jiǎn)便；處理過程未引入污染；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，表面損傷小。 缺點(diǎn):成本高,設(shè)備復(fù)雜。刻蝕方式：由于有磁場(chǎng)的作用，它在較高真空度由于有磁場(chǎng)的作用，它在較高真空度( 1Pa )下亦可起輝并穩(wěn)定工作，下亦可起輝并穩(wěn)定工作，因此，系統(tǒng)不僅可用于常規(guī)的干法刻蝕，還適用于亞微米和邊沿陡直因此，系統(tǒng)不僅可用于常規(guī)的干法刻蝕，還適用于亞微米和邊沿陡直圖形的刻蝕，可刻蝕圖形的刻蝕，可刻蝕 Si3N4、Si02、磷硅玻璃、磷硅玻璃、Si、polySi、W、WSi、Mo、石英、鈮、正、負(fù)光刻膠、聚乙酰亞胺等材料。、石英、鈮、正、負(fù)光刻膠、聚乙酰亞胺等材料。微波功率通過波導(dǎo)由系統(tǒng)頂部輸入到諧振腔體，電子在諧振腔內(nèi)隨微微波功率通過波導(dǎo)由系統(tǒng)頂部輸入到諧振腔體，電子在諧振腔內(nèi)隨微波的諧振而產(chǎn)生共振，并在腔體外磁場(chǎng)作用下回旋，增大電離幾率，波的諧振而產(chǎn)生共振，并在腔體外磁場(chǎng)作用下回旋，增大電離幾率，從而增大等離子體密度。從而增大等離子體密度。電感耦合產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以長(zhǎng)時(shí)間維持等離子體區(qū)內(nèi)的電子回旋運(yùn)動(dòng)，電感耦合產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以長(zhǎng)時(shí)間維持等離子體區(qū)內(nèi)的電子回旋運(yùn)動(dòng)，大大增加了電離幾率，另一方面，樣品基板是獨(dú)立輸入射頻功率，所大大增加了電離幾率，另一方面，樣品基板是獨(dú)立輸入射頻功率，所產(chǎn)生的自偏壓可以獨(dú)立控制。產(chǎn)生的自偏壓可