绪论
:集成电路制造商(Integrated Device Manufactory),集设计、制造、包装测试于一体,如Intel、Samsung
: 没有自己的产品的标准工艺加工代客加工 台积电 中芯国际
1.硅片清洗和标记
2.氧化硅生长(保护硅片和掩膜层) 氧化:Si平面工艺的关键
3、光刻
4、腐蚀:HF去除养护层oxide
5、栅氧生长:干氧氧化工艺
6.多晶硅栅作为掩膜,刻蚀氧化膜
7、S与D形成:掺杂 工艺:离子注入
8、积累绝缘层:SiN SiO2 工艺:CVD
9.金属化:接触孔、通孔和互连 材料:Al,Cu 工艺:PVD CVD
第一章 Si单晶及Si片的制备
:Chemical Mechanical Polishing 化学机械抛光:化学与机械相结合的技术
第二章 氧化
:杂质在SiO2中扩散速度远小于Si扩散速度中
:在高温条件下,硅片与氧气或水蒸气等氧化剂发生化学反应SIO2
:氧气与硅片在高温下反应SIO2
:在高温下,硅片与高纯水蒸气发生反应SIO2
:氧气中携带一定量的水蒸气
:扰动速度和浓度分布的区域,又称滞留区
第三章 扩散
:以一定的方式将所需的杂质混合到半导体基规定的区域,达到规定的数量和分布
:将掺杂物引入放有硅片的高温炉中,从而将杂质扩散到硅片中
:杂志在晶格间隙运动
:杂志原子从一个晶格点到另一个替位
:在扩散过程中,Si杂质浓度始终保持不变
: 在扩散过程中,杂质源仅限于晶片表面极薄层中积累的杂质总量Q,没有补充,也不会减少
:在较低(800-900)下,恒定源在短时间内扩散,即–
:在较高温度下(1000-1200)对预积累的晶片进行深结扩散,最终达到所需的表面浓度和结深,即—
:氧化增强扩散
:NPN在管道过程中,发射区下方内基区B的扩散深度大于发射区外基区
:杂质在垂直Si同时,表面扩散也平行Si横向扩散表面
:pn结的几何位置与扩散层表面的距离
:结深为xj正方形扩散层的薄层电阻
第四章 离子注入
:将带电能量的离子射入衬底
:单位面积硅片表面注入的离子数
:用电子电荷和电势差的乘积表示离子注入的能量Kev
1)核阻挡:与晶格原子核碰撞2)电子阻挡:与晶格原子的自由电子和束缚电子碰撞
:靶内注入离子的分布理论
:在靶内注入离子的距离之和
:总射程R在离子入射方向(垂直靶片)的投影长度,即离子注入的有效深度
:投影射程Xp具有统计分布规律-概率分布函数的平均值(离子注入深度的平均值)
反映了Rp分散程度(分散宽度)
:注射离子被掩膜阻挡
:靶原子离开其平衡位置所需的最低能量
:晶片表面采用高功率密度的位置,使注入层在短时间内达到高温,以消除损坏
第五章 物理气相淀积
薄膜(SiO2 SiN) :用于隔离导电层,作为扩散和离子注入的掩蔽膜,或防止掺杂物流失,或用于覆盖装置,避免杂质、水蒸气或划伤
:MOS装置的格栅淀积材料、多层金属导通材料或浅接触材料
(铝、铜或金属硅化物):形成低阻值金属连接,欧姆接触整流金-半接触
:二氧化硅膜是一种特定的生长技术
:半导体单晶薄膜生长在半导体单晶衬底上
:物质转移是通过蒸发或溅射等物理过程实现的,即原子或分子从源转移到衬底(硅)表面,并积累成薄膜
:电子轰击蒸发材料熔化蒸发
:金属原子在真空系统中获得足够的能量后,就可以脱离金属表面的束缚,称为蒸汽原子,在晶片上积累
:在高压电场的作用下,气体放电形成的离子被强电场加速,轰击靶材料,使靶原子逸出并溅到晶片上
:高频电场通过其他阻抗形式耦合进入淀积室
:磁场垂直于靶材表面的电场,电子沿电场加速,绕磁场螺旋,提高电子碰撞的电离效率
:纯金属靶材通过反应气体产生特定的化合物
:在衬底和靶材之间增加偏压,以改变进入衬底表面的带点粒子的数量和能量
:在准直器的侧壁或表面吸附大角度溅射的中性原子,小角度可以通过
第六章 化学气相积累
:一种或多种物质的气体以某种方式激活后,在衬底上发生化学反应,并积累所需固体膜的生长技术
:大气相积在一个大气压下
:在27-270Pa化学气相在压力下积累
**PECVD 等离子CVD ** :RF激活气体分子(等离子体),在低温(室温)下发生化学反应,积聚成膜
:所有图形上积累的薄膜厚度相同,也称为共性覆盖
第七章 外延工艺
:在单晶衬底上,根据衬底晶向新的单晶薄膜生长的工艺技术
:衬底上新生张的单晶层
:外延层衬底片生长
:在超高真空下,利用薄膜元素的热蒸发形成地原子束或分子束,直接射入衬底表面,形成外延层
:外延层与衬底材料相同
:外延层与衬底材料不同>
:100kPa
:5-20kPa
:衬底杂质与外延层杂质相互扩散,导致界面处杂质再分布
:衬底杂志及其他来源杂质非人为地掺入外延层
:在特定区域有选择地生长外延层
:选择性外延地薄膜超过SiO2掩膜地台阶,开始横向外延
绝缘层上硅
:;蓝宝石上硅或尖晶石上硅
:由于原子排列次序发生错乱而产生地缺陷
第八章 光刻工艺
:通过光化学反应,将光刻板(mask)上地图形转移到光刻胶上
:印制了集成电路版图图形的石英板
:PR,光致抗蚀剂、光阻
1、清洗硅片 2、预烘和打底胶 3、涂胶 4、前烘 5、对准 6、曝光 7、后烘 8、显影 9、竖膜 10、图形检测
:表征光刻精度,即光刻时所得到的光刻图形的最小尺寸
:表示凸镜收集衍射光的能力
:描述光刻胶的曝光性能
:描述光刻胶图形质量