集成电路工艺讲义 .pptVIP

集成电路工艺讲义第1页，共36页，星期日，2025年，2月5日余误差函数分布图：第2页，共36页，星期日，2025年，2月5日扩散开始时，表面放入一定量的杂质源，而在以后的扩散过程中不再有杂质加入，这种扩散就是有限源的扩散。有限源扩散时的初始条件图：第3页，共36页，星期日，2025年，2月5日在有限源扩散情况下，表面浓度与扩散深度成反比，扩散愈深，则表面浓度愈低。第4页，共36页，星期日，2025年，2月5日扩散结深第5页，共36页，星期日，2025年，2月5日决定扩散结深的因素共有4个：1、衬底杂质浓度NE2、表面杂质浓度Ns3、扩散时间t4、扩散温度T第6页，共36页，星期日，2025年，2月5日扩散层的方块电阻第7页，共36页，星期日，2025年，2月5日对扩散结深影响最大的因素是扩散温度和扩散时间，特别是扩散温度。因此，在扩散过程中炉温的控制很关紧要，通常要求炉温的偏差小于等于±1℃。第8页，共36页，星期日，2025年，2月5日扩散温度与扩散时间的选择预沉积的温度T不可过低第9页，共36页，星期日，2025年，2月5日主要扩散方法一、液态源扩散二、固态源扩散箱法扩散：在高温下，杂质氧化物源的蒸气将充满整个箱内空间，并与硅在表面起作用。三、固－固扩散低温淀积掺杂氧化层第10页，共36页，星期日，2025年，2月5日高浓度浅扩散中的反常现象高浓度磷扩散的反常浓度分布图：第11页，共36页，星期日，2025年，2月5日结深和方块电阻的测量第12页，共36页，星期日，2025年，2月5日四探针法测量电阻率第13页，共36页，星期日，2025年，2月5日离子注入设备第14页，共36页，星期日，2025年，2月5日注入离子的浓度分布注入离子浓度的下降表格：N/Nmax0.510-110-210-310-410-510-610-7±1.2σ±2σ±3σ±3.7σ±4.3σ±4.8σ±5.3σ±5.7σ第15页，共36页，星期日，2025年，2月5日二氧化硅网络每一个硅原子的周围有四个氧原子，构成所谓硅－氧正四面体；而两个相邻的SiO4四面体之间则依靠公用一个顶角氧而联系起来，这种把两个SiO4四面体联系起来的氧原子称为桥键氧。整个SiO2玻璃就是由这种SiO4四面体依靠桥键氧相连而混乱排列所构成的，是三维的环状网络结构。显然，SiO2玻璃的这种结构是较疏松的。在正常情况下，其中氧原子与硅原子数目之比为2：1。第16页，共36页，星期日，2025年，2月5日HCl的氧化过程，实质上就是在热生长SiO2膜的同时，往SiO2中掺入一定数量的氧离子的过程。氧离子较多的填补了界面附近的氧空位，形成Si－Cl负电中心，因此降低了固定正电荷密度和界面态密度（可使固定正电荷密度降低约一个数量级）。第17页，共36页，星期日，2025年，2月5日杂质在SiO2中的扩散系数杂质在SiO2层中的扩散系数D与温度T之间的关系，和在硅中的类似，也有指数关系：第18页，共36页，星期日，2025年，2月5日掩蔽杂质扩散所需要的最小的SiO2层厚度X0是N（x）比表面浓度Ns降低3个数量级时的SiO2厚度[即x0是当（N（x）/Ns)=10-3时的x值],第19页，共36页，星期日，2025年，2月5日高温氧化（或称为热氧化）就是把硅衬底片置于1000℃以上的高温下，并通入氧化性气氛（如氧气、水汽），使衬底本身表面的一层硅氧化成SiO2。这是就地取材的一种好方法。这两种SiO2表面经过干氧氧化后，都可转化为与光刻胶粘附很好的硅氧烷。第20页，共36页，星期日，2025年，2月5日氧化层表面出现斑点

氧化层针孔

界面态第21页，共36页，星期日，2025年，2月5日在生产实践中，测量SiO2层厚度的方法，目前用的最多的是光干涉法。第22页，共36页，星期日，2025年，2月5日光刻示意图：第23页，共36页，星期日，2025年，2月5日第24页，共36页，星期日，2025年，2月5日侧向腐蚀示意图：第25页，共36页，星期日，2025年，2月5日光刻胶的厚度光刻胶浓度投影曝光第26页，共36页，星期日，2025年，2月5日