集成電路制造生產(chǎn)實(shí)習(xí)

1、集成電路制造生產(chǎn)實(shí)習(xí)集成電路制造生產(chǎn)實(shí)習(xí)集成電路制造生產(chǎn)實(shí)習(xí)集成電路制造生產(chǎn)實(shí)習(xí)編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址： 電話：傳真: 郵編: 集成電路制造生產(chǎn)實(shí)習(xí)報告工藝原理氧化在集成電路工藝中，氧化是必不可少的一項工藝技術(shù)。自從早期人們發(fā)現(xiàn)硼、磷、砷、銻等雜質(zhì)元素在SiO2的擴(kuò)散速度比在Si中的擴(kuò)散速度慢得多， SiO2膜就被大量用在器件生產(chǎn)中作為選擇擴(kuò)散的掩模，并促進(jìn)了硅平面工藝的出現(xiàn)。同時在Si表面生長的SiO2膜不但能與Si有很好的附著性，而且具有非常穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和電絕緣性。因此SiO2在集成電路中起著極其重要的作用。在平導(dǎo)體器件生產(chǎn)中常用的SiO2膜的生長方法有:熱生長法、化學(xué)氣相沉積

2、法、陰極濺射法,HF一HNO3氣相鈍化法、真空蒸發(fā)法、外延生長法、陽極氧化法等。在深亞微米IC制造中，還發(fā)展了快速加熱工藝技術(shù)。選擇何種方法來生SiO2層與器件的性能有很大關(guān)系。SiO2在器件中可以起到的作用有作為MQS器件的絕緣柵介質(zhì)；作為選擇性摻雜的掩模；作為緩沖層；作為絕緣層；作為保護(hù)器件和電路的鈍化層等。Si的氧化過程是一個表面過程，即氧化劑是在硅片表面處與Si原子起反應(yīng)，當(dāng)表面已形成的SiO2層阻止了氧化劑與Si的直接接觸，氧化劑就必須以擴(kuò)散的方式穿過SiO2層、到達(dá)SiO2一Si界面與Si原子反應(yīng)，生成新的SiO2層，使SiO2膜不斷增厚，同時SiO2一Si界面向Si內(nèi)部推進(jìn).擴(kuò)散

3、 在一定溫度下雜質(zhì)原子具有一定能量，能夠克服阻力進(jìn)入半導(dǎo)體并在其中做緩慢的遷移運(yùn)動。擴(kuò)散的形式有：替代式擴(kuò)散和間隙式擴(kuò)散；恒定表面濃度擴(kuò)散和再分布擴(kuò)散。擴(kuò)散方式：氣態(tài)源擴(kuò)散、液態(tài)源擴(kuò)散、固態(tài)源擴(kuò)散。擴(kuò)散方式：氣態(tài)源擴(kuò)散、液態(tài)源擴(kuò)散、固態(tài)源擴(kuò)散擴(kuò)散源擴(kuò)散系統(tǒng)擴(kuò)散工藝影響因素硼B(yǎng)硼酸三甲酯，硼酸三丙酯N2氣源、純化、擴(kuò)散源、擴(kuò)散爐預(yù)沉積，去BSG，再分布?xì)怏w流量、雜質(zhì)源、溫度磷PPOCl3，PCl3，PBr3O2和N2氣源、純化、擴(kuò)散源、源冷卻系統(tǒng)、擴(kuò)散爐預(yù)沉積，去PSG，再分布擴(kuò)散工藝主要參數(shù)：1.結(jié)深：結(jié)距擴(kuò)散表面的距離叫結(jié)深。2.薄層電阻3.表面濃度：擴(kuò)散層表面的雜質(zhì)濃度。.結(jié)深：濃度：（余

4、誤差）費(fèi)克第一定律：（擴(kuò)散粒子流密度，D粒子的擴(kuò)散系數(shù)）雜質(zhì)擴(kuò)散方程（費(fèi)克第二定律）：費(fèi)克定律的分析解：1.恒定表面濃度擴(kuò)散，在整個過程中雜質(zhì)不斷進(jìn)入硅中，而表面雜質(zhì)濃度始終保持不變。余誤差： 特征擴(kuò)散長度 2.結(jié)深：= 3.簡單理論的修正：二維擴(kuò)散（橫向擴(kuò)散）實(shí)際擴(kuò)散區(qū)域大于由掩膜版決定的尺寸，此效應(yīng)將直接影響到VLSI的集成度表面濃度的大小一般由擴(kuò)散形式、擴(kuò)散雜質(zhì)源、擴(kuò)散溫度和時間所決定。光刻光刻是一種圖形復(fù)印和化學(xué)腐蝕相結(jié)合的精密表面加工技術(shù)三要素：光刻膠、掩膜版和光刻機(jī)重要性：是唯一不可缺少的工藝步驟，是一個復(fù)雜的工藝流程工藝過程：氣相成底膜、旋轉(zhuǎn)涂膠、軟烘、對準(zhǔn)和曝光、曝光后烘焙、顯

5、影、堅膜烘焙、 顯影檢查（正膠：先后；負(fù)膠：先后）目的：在二氧化硅或金屬薄膜上面刻蝕出與掩膜版完全對應(yīng)的幾何圖形從而實(shí)現(xiàn)選擇性擴(kuò)散和金屬薄膜布線的目的。光刻膠要求：分辨高、對比度好、敏感度好、粘滯性好、粘附性好、抗蝕性好、顆粒小光刻膠成分：樹脂、感光劑、溶劑、添加劑正膠：曝光部分溶解負(fù)膠的粘附性和抗蝕性好，但分辨率低 涂膠工藝：目的：在硅片上沉積一層均勻的光刻膠薄膜 方式：滴膠、勻膠（500700rpm）、旋轉(zhuǎn)（30005000） 要求：厚度，均勻性3%以內(nèi)對準(zhǔn)曝光：接觸式，接近式，投影式 目的：達(dá)到圖形精確轉(zhuǎn)移軟烘目的：去除光刻膠中的溶劑，改善膠的粘附性，優(yōu)化膠的光吸收特性和顯影能力，緩解

6、涂膠時產(chǎn)生的應(yīng)力，防止曝光時揮發(fā)污染設(shè)備。軟烘不當(dāng)?shù)暮蠊麥囟冗^高時間過長：光刻膠光敏感度降低；相反刻膠顯影選擇比下降曝光后烘培目的：促進(jìn)關(guān)鍵化學(xué)反應(yīng)，去除溶劑增強(qiáng)粘附性，防止產(chǎn)生駐波效應(yīng)， 方法：熱板，溫度高于軟烘顯影目的：溶解硅片上曝光區(qū)域的膠膜，形成精密的光刻膠圖形。 方法：正膠顯影液： % 的四甲基氫氧化銨（TMAH）特點(diǎn)：堿性、水性顯影液、輕度腐蝕硅 顯影后用去離子水洗，N2吹干 堅膜烘培目的：使存留在光刻膠中的溶劑徹底揮發(fā)，提高光刻膠的粘附性和抗蝕性。 穩(wěn)固光刻膠，對下一步的刻蝕或離子注入過程非常重要。 方法：熱板，溫度高于前兩次烘焙4金屬化金屬化：蒸發(fā)和濺射是制備金屬結(jié)構(gòu)層和電極的主要方法。是物理氣相淀積的方法。金屬材料的要求：1.良好的導(dǎo)電性2.容易形成良好的歐姆接觸3.與硅和二氧化硅粘附性好4.能用蒸發(fā)或濺射的方法形成薄膜5.易于光刻，實(shí)現(xiàn)圖形化。常用金屬材料：Al, Au, Ag, Pt, W, Mo, Cr, Ti。集成電路