集成电路制造工艺复习总结.docx

集成电路制造工艺复习总结

第一篇：集成电路制造工艺复习总结集成电路制造工艺复习总结主要内容一集成电路制造工艺概况二.晶体生长和晶片的制备三.外延工艺四.氧化工艺五.掺杂工艺六.光刻工艺七.腐蚀工艺八.金属化工艺九.组装和封装工艺十.微加工技术在其它领域的应用为什么采用硅作为集成电路的材料，而不用锗？1.锗的漏电流大（原因:锗的禁带宽度小,0.66eV)。2.硅器件工作温度高(150℃),锗为100℃。3.易生长高质量的氧化硅，氧化锗会水解。4.锗的本征电阻率为47•cm，不能用于制造高击穿电压的整流器件，硅的本征电阻率为230000•cm。5.电子纯锗的锗成本是纯硅的十倍。单晶硅的晶向与性质1.（111）面2.原子面密度最高，生长容易，3.氧化速度快4.（100）面5.二氧化硅界面缺陷密度低6.表面迁移率高7.实际晶向的选择取决于器件设计的考虑8.双极电路－（111）9.MOS电路－（100）硅的整形1.硅锭2.外部研磨i.ii.直径磨削磨主面（基准面）和第二平面（辅助面）3.切成大圆片4.腐蚀5.抛光硅热氧化设备与二氧化硅膜质量控制常规热氧化方法1.干氧氧化：Si+O2:高温加热热氧化速率取决于氧原子在二氧化硅中的扩散速率，温度越高、扩散越快，二氧化硅层越厚。特点：结构致密、干燥性和均匀性好、钝化效果好、掩蔽性能好，但总体反应速率慢；2.水汽氧化：Si+H2O:高纯水、高温加热由于水汽的进入，使氧化膜结构疏松，反应速率加快。所需水蒸气由高纯去离子水汽化或氢氧化合而成。特点：反应速率快—水在二氧化硅中的平衡浓度大于氧气；结构疏松，含水量大，掩蔽性能不好，目前很少使用常规热氧化方法1.湿氧氧化：Si+H2O+O2:氧气携带去离子水产生的水蒸气（95-98℃）、高温加热；特点：介于干氧和水汽氧化之间，实际应用时，常采用干氧-湿氢氧合成氧化：H2：O2=2：1氧气须过量；2.高纯氢-氧反应生成水，水汽化后与氧气一同参与反应。优点：膜质量好、均匀性好，但安全性控制较复杂。氧-干氧交替进行的方式，既保证膜质量又提高了氧化速率。掺氯氧化本质：在二氧化硅界面形成氯-硅-氧复合结构，保护结构不受钠离子影响而减少层错等缺陷的出现。作用过程：在干氧氧化基础上，通入含氯化合物气体，提高器件电学性能和可靠性。热氧化界面热氧化设备-常规热氧化设备特点：可同时氧化200片硅片，生产效率高，参数控制好。氢氧合成热氧化设备安全措施：错误比例连锁保险和低温报警连锁保险装置；空气中氢气含量4%-74.2%之间会发生爆炸。掺氯氧化设备特点：氮气携带三氯乙烯进入反应室；氮气作用：载流、提供压力；氧化基本步骤1.硅片送至炉管口，通氮气和少量氧气排杂2.硅片送至恒温区，预热，控制升温速率5-30℃/min3.通入大量氧气，开始氧化反应4.按比例要求通入反应气体5.停通其他气体、续通氧气，消耗残余反应气体6.硅片拉至炉管口，降温处理，控制降温速率2-10℃/min7.将处理好的硅片拉出炉管其他生长方法氧化和分解均可以获得二氧化硅，热分解含硅化合物也是形成二氧化硅的重要途径之一。作用原理：以待加工硅片作为形成氧化膜层的淀积衬底，硅片本身不参与氧化膜形成。此外，陶瓷片、金属片等也可以作为衬底材料——低温”淀积”淀积：悬浮在液体或气体中的固态微粒发生连续沉降的现象。烷氧基硅烷热分解法淀积得到的二氧化硅膜致密性不如热氧化生长的氧化膜，在淀积后应进行致密处理。操作注意事项：1、确保系统密封性，不能漏气或堵塞；2、源温和源流量须进行控制，d=kt；3、源使用时间不宜太长，一旦变成黄色则不能使用；4、硅片进炉后，应先抽真空，达到要求后方能通源；断源后仍需抽气五分钟左右，才能排气；硅烷热分解法特点：气态副产物少，生长温度较低，氧化膜质量好操作要点：1、保证反应室整个淀积面积上的气流均匀，反应室和横截面面积进行适当控制，对气体流量严格控制；2、严格控制反应温度，以防发生爆炸；3、注意使用安全，严格控制装置气密性，硅烷使用前进行稀释（3%-5%）,如何稀释？二氧化硅膜质量控制二氧化硅膜质量要求：宏观上：表面无斑点、裂纹、白雾、发花和针孔等现象；微观上：厚度符合要求、均匀、结构致密，可移动钠离子含量低二氧化硅质量检验一、厚度测量常用厚度测量方法：比色法、腐蚀法、双光干涉法、电容电压法、椭圆偏振光法等，不同测量方法的主要区别在于测量精度高低。厚度单位：埃单位换算：毫米（mm)、微米（μm)、纳米（nm）、埃、微微米（pm)厚度测量-比色法测量原理：不同厚度氧化膜在白光照射下会呈现出不同的干涉颜色，利用金相显微镜观察并与标准比色样品进行对比，得出氧化膜厚度。首先需预判氧化膜厚度范围，然后对比标准比色样品得出厚度值。适用于1000-7000埃之间的厚度，超过7500埃则效果不明显。厚度测量-