固体物理实验报告向洋辛要点.docxVIP

半導體實驗 期末報告 系所：電子工程學系 緒論 希望將來能夠從事積體電路製造和積體電路設計領域方面的工作，有機會能學習積體電路的製成過程是件很棒很酷的事情。出於熱愛這個領域的動機，基於將來立志從事該領域的工作的情況，我選修了該門課程。我希望通過該門課程的學習，可以瞭解積體電路製造的一些基本的知識，將課堂上所學習的半導體理論知識運用到實際的器件上，學會使用實驗室裡有關積體電路製造的儀器的使用方法。 實驗步驟 MOS Capacitor  = 1 \* ROMAN I. 製作流程與制程條件 使用 p-type (100) Si wafer晶片電阻率：8~12 ohm-cm，晶片厚度：505~545 um，晶片直徑：99.7~100.3mm。 Wafer變化的流程圖如下 第一步，RCA Cleaning RCA清洗順序如下： SPM-DI water-DHF-DI water-SC1-DI water-SC2-DI water-DHF-DI water 以上試劑的配方以及使用溫度，時間（也即是條件）和作用如下。 SPM是由濃H2SO4和H2O2按4：1比例配製而成。其作用是利用SPM的強氧化性，清除wafer表面的重金屬離子以及分解和氧化有機污染物。DI water是自然界的水去掉了 HYPERLINK /wiki/%E9%92%A0 \o 鈉 鈉、 HYPERLINK /wiki/%E9%92%99 \o 鈣 鈣、 HYPERLINK /wiki/%E9%93%81 \o 鐵 鐵、 HYPERLINK /wiki/%E9%93%9C \o 銅 銅等元素的 HYPERLINK /wiki/%E9%98%B3%E7%A6%BB%E5%AD%90 \o 陽離子 陽離子以及 HYPERLINK /wiki/%E6%B0%AF \o 氯 氯、 HYPERLINK /wiki/%E6%BA%B4 \o 溴 溴等元素的 HYPERLINK /wiki/%E9%98%B4%E7%A6%BB%E5%AD%90 \o 陰離子 陰離子後的 HYPERLINK /wiki/%E6%B0%B4 \o 水 水。除了 HYPERLINK /wiki/%E6%B0%B4%E5%90%88%E6%B0%A2%E7%A6%BB%E5%AD%90 \o 水合氫離子 H3O+和 HYPERLINK /wiki/%E6%B0%A2%E6%B0%A7%E6%A0%B9%E7%A6%BB%E5%AD%90 \o 氫氧根離子 OH-外，DI water中不含有其他任何離子成分，但仍可能有一些有機物以非離子形態存在於其中。其功用有許多，包括配製RCA清洗溶液，清洗wafer。使用DI water可以有效避免在wafer表面引入金屬離子與顆粒，從而避免了製成產品電性的改變以及電路上的缺陷。DHF是由DI water和HF按100：1比例配製而成。其作用是去除SiO2以及一些氧化物。SC1是NH4OH、H2O2和DI water按照1：4：20比例配製而成的。其作用是去除金屬離子和微粒。SC2是HCl、H2O2和DI water按照1：1：6比例配製而成的。其作用是去除金屬原子和離子。 第二步，Spin Dryer 把wafer放在Spin Dryer中，利用高速旋轉時產生的離心力來清除wafer表面上殘留的DI water。 第三步，Dry Oxidation 用wafer boat將乾燥後的wafer放入furnace中。須將wafer移入furnace正中間，因為此處溫度均勻，且最終升溫到氧化反發生的溫度。 示意圖如下 化學運算式為Si(s)+O2(g)→SiO2(s) 示意圖如下 操作流程以及每個步驟所需的溫度和時間如下下表所示 注意通過上述過程的步驟，oxidation的厚度約為250A，本實驗所長的oxidation厚度約為100A，需在5，6和7步將45分鐘時間縮短至10分鐘左右。而使用HCl可以減低移動離子污染。 第四步，Al Deposition 進行Al Deposition的儀器如下圖所示 用真空膠帶將wafer固定在wafer夾盤上，手動將wafer推進外室，關閉外室的閥門，然後外室開始降壓，直到與內室壓力相近，內部閥門打開，wafer夾盤進入內室，內部閥門關上。Al的濺鍍就在內室中進行。 系統設定參數如下 1.ion gun timer (於外室進行) 先打掉表面的oxide，為pre-clean功能，進行約200秒，同時加熱substrate(至30℃)。 2.DC pre-sputter (於sputter 內室進行) 清潔靶材Al，將不純的Al先打在另一板子上，結束此步驟後再移開該