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集成电路制备中的化学过程及电子化学品的制备技术 一、集成电路制备过程涉及的主要过程 1、晶圆的制造过程 晶圆的制造过程是将硅砂(二氧化硅) 转变成冶金级硅(MGS) 冶金级硅转变 四氯化硅(TCS) 四氯化硅转变成电子级 硅材料(EGS) 电子级硅材料转变成单 晶硅晶棒 然后把晶棒转变成晶圆(Wafer) 具体过程： 2、外延生长 集成电路的特点： 集成电路是由不同工艺加工手段制备而成的由数层不同材质、不同厚度的薄膜组成的。 而外延生长技术和化学的、物理的气相沉积等技术就是生成这些薄膜的。 外延生长的定义: 在微电子集成电路制造领域，将在原单晶衬底上生长一较薄厚度的单晶薄层的工艺制备过程。 外延生长制备工艺的作用 Wafer Cleaning 晶圆表面附着一层大约 2um 的 Al2O3 和甘油混合液保护之 , 在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗 用的电子级化学品：H2SO4、 H2O2、NH4OH、HCl、HF和HPA 外延生长之前的HCl气相抛光 2、氧化介质薄膜生长 硅表面总是覆盖着一层二氧化硅，即使被解离开不久的硅片，室温条件下，只要在空气中一暴露就会薪形成几个原子厚的氧化膜。 SiO2有极为稳定的化学特性和电绝缘性，因此可以利用这个特性，通过认为的制备二氧化硅，用来作为器件的保护层和钝化层，电绝缘材料和电容器的介质膜。 SiO2的另一个重要特性，就是对某些杂质起到掩蔽作用（即杂质在二氧化硅中扩散系数非常小），从而可以实现选择性扩散，正是把SiO2的制备和光刻、扩散结合起来才发展出了超大规模集成电路的制备工艺。 3、半导体的高温掺杂 常规的热扩散简介 例如液态源磷扩散 4、离子注入低温掺杂 通过等离子发生器，使杂质分子或原子离子化，高能离子与被掺杂的目标材料（基底）碰撞，从而使离子进入基底中，称为离子注入低温掺杂。 离子注入法比高温扩散法有许多优点。 （1）离子注入纯度高，不受杂质源纯度的影响。 （2）同一平面的杂质均匀度高。 （3）注入温度底（低于400），因此、二氧化硅、氮化硅、铝等可以作为选择性注入的掩蔽膜。 （4）离子注入过程温度低、避免产生热缺陷。 （5）通过离子能量的控制，可以调节离子注入半导体中深度。 5、化学气相沉积 化学气相沉积的定义: 包含一种或数种物质成分的气体被特定的方式激活，在衬底表面发生化学反应，反应生成物析出、沉淀成为所需的固体薄膜，这就是化学气相沉积技术，英文表达为“chemical vapor deposition”,缩写为CVD。 光刻制造过程 光刻工序包括翻版图形掩膜制造，硅基片表面光刻胶的涂敷、预烘、曝光、显影、后烘、腐蚀、以及光刻胶去除等工序。 往往需采用 20-30 道光刻工序，现在技术主要采有紫外线 ( 包括远紫外线 ) 为光源的光刻技术。 流程图 Wafer Cleaning过程用的清洗剂 1. 硫酸 2. 双氧水 3. 氢氧化铵 4. 盐酸 5. 氢氟酸 6. 异丙醇 对电子化学杂质含量上限的要求 表 不同级别的49％氢氟酸的质量指标 电子化学品的种类和用量 电子工业中使用的化学品的特性 1. 介电常数比较大； 因此电解质可以与其互溶，也可以电离 2. 与水可以互溶； 湿法集成电路的制备工艺中，化学品一般都以水溶液的形式使用。 水和电子化学品中离子的去除方法 精馏，包括精馏、水洗精馏、非平衡精馏等 离子交换法 反渗透法 电渗析法 电去离子法(EDI) 设备材质考虑 净化过程的通用特点 表1 电子级化学品的国际标准及相互对应关系 巨大规模集成电路(Extra Large Scale Integrated Circuit) 0.09－0.2μs 0.1ppb XLSI C 4 特大规模集成电路(Super Large Scale Integrated Circuit) 0.2－0.8μs 1.0ppb SLSI B 3 超大规模集成电路(Ultra Large Scale Integrated Circuit) 0.8－1.2μs 10ppb ULSI A 2 非常大规模集成电路(Very Large Scale Integrated Circuit) 1.2μs 10－100ppb VLSI - 1 金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor) 20－500ppb EG/MOS - - 说明（Description） 电子元器件的几