集成电路制造工艺
1957年，发现SiO2它可以防止施主杂质或受主杂质扩散到硅中。 使用一定厚度的不需要扩散的区域SiO2保护起来。
3.1 硅平面工艺
3.2 氧化工艺
SiO2在集成电路中的作用
- 掩盖扩散杂质
- 可作为MOS装置的绝缘层栅极氧化层
- 用作集成电路中的隔离介质和绝缘介质
- 集成电路中的电容器介质
- 保护和钝化装置表面
SiO2薄膜生长方法 （1）热氧化：硅片表面与水、氧或其他含氧物质在高温下进行氧化反应应而生成SiO2薄膜的方法
- 氧氧化(分为干氧化和湿氧化)
- 氢氧合成氧化
- 高压氧化
(2)化学气相沉积（CVD）：以某种方式激活一种或多种元素的气体，在衬底表面发生化学反应，沉积所需的固体薄膜
- 常压化学气相沉积
- 等离子化学气相沉积
- 低压化学气相沉积
SiO2薄膜要求：表面：厚度均匀，表面致密，无斑点，无白雾
氧化技术的发展趋势和问题
- 随着集成度的提高，设备尺寸不断减小MOS设备的氧化层厚度不断降低
- 栅氧化层越博，漏电和击穿越严重，因此需要开发高介质栅氧化层材料
- 随着继承电路尺寸的不断减小，接线间距的缩小显著增加了电容，减缓了设备的延迟
3.3 扩散掺杂工艺
目的:通过补偿或掺杂，制作N型或P型区域
扩散定律：由于浓度不均匀而导致载流子从高浓度向低浓度逐渐运动的过程 点击查看扩散原理PPT
扩散过程形式不同，但可分为恒定源扩散和限定源扩散
- 恒定源扩散：硅片表面杂质浓度不随时间变化
- 限量源扩散：硅中杂质总量保持不变，表面杂质浓度随时间增加而降低，硅片杂质扩散深度增加
(固态、液态、气态) 液态源扩散是平面扩散过程中最常用的
特点：控制扩散T(温度)，扩散t(时间)，气体流量，控制掺杂量。 均匀、重复性好、设备简单、操作方便等。 N2 大部分直接进入管道，少数进入源瓶携带杂质源npn双极晶体管的发射区与磷杂质混合
二、气态片状源扩散 三、固定扩散 预沉积→高温扩散炉→再分布
用化学气相积法在硅片表面生产薄膜 (薄膜可以是氧化物、多晶硅和氮化物) 在生长膜的同时，将磷、硼、砷等杂质混合在膜中，在高温下作为扩散源扩散到硅片内
- 预扩散：形成表面恒定源的扩散过程
- 控制硅片表面源杂质总量
- 源扩散过程受表面限制
- 主要用于控制结深
扩散目的：掺杂 主要检测:(1)掺杂多少杂质(2)扩散形成PN结深(3)杂质的具体分布 点击查看方块电阻
3.4离子注入掺杂法
：将杂质电离成离子，聚焦成离子束，在电磁场的作用下加速对硅片的轰击，实现掺杂(适用于结深小于1微米的平面工艺 ） 分1)离子注入(2)退火再分布
离子注射深度较浅，浓度较大，必须进行热处理，使杂质重新分布到半导体。 硅晶格因高能粒子的冲击而受损。为恢复晶格损伤，离子注射后应退火。
通过质量分析器选择注入的离子，纯度高，能量单一， 掺杂纯度不受杂质源纯度的影响
3.5掩模制版技术
掩膜:均匀平整的薄片由石英玻璃制成，表面涂有600800层nm厚的Cr层，使其表面光洁度更高，称为铬版（Cr mask）
- 涂抗蚀剂（PMMA）
- 电子书曝光
- 显影(二甲苯)
基本原理： 使用光敏携带腐蚀涂层(光刻胶)(对光敏感的有机膜)）化学反应，结合蚀刻方法，在各种薄膜上产生符合要求的图形，实现金属电极和布线或表面钝化的选择
掩模板(光刻板)上的图形通过光(和光刻胶)的作用转化为晶片的过程
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晶片采用旋转涂胶技术涂胶 光刻胶分为(1)正性光刻胶(2)负性光刻胶