第三章半导工艺基础

1、大部分单晶硅都是通过直拉法生长的。首先把多晶硅料和掺杂剂放在石英坩埚中大部分单晶硅都是通过直拉法生长的。首先把多晶硅料和掺杂剂放在石英坩埚中加热熔化。然后把籽晶放于溶硅中，待籽晶周围的溶液冷却后，硅晶体就会依附加热熔化。然后把籽晶放于溶硅中，待籽晶周围的溶液冷却后，硅晶体就会依附在籽晶上。在温度和拉速达到要求后把晶体向上提拉。在晶体提拉到预定要求后在籽晶上。在温度和拉速达到要求后把晶体向上提拉。在晶体提拉到预定要求后，会把尾部拉制成锥形，这样一支完整的单晶就形成了。，会把尾部拉制成锥形，这样一支完整的单晶就形成了。 金属有机物化学气相沉积金属有机物化学气相沉积金属有机物化学气相沉积(Metal

2、 Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)自自20世世纪纪60年代首次提出以来，经过年代首次提出以来，经过70年代至年代至80年代的年代的发展，发展，90年代已经成为砷化镓、磷化铟等光电子年代已经成为砷化镓、磷化铟等光电子材料外延片制备的核心生长技术，特别是制备氮材料外延片制备的核心生长技术，特别是制备氮化镓发光二极管和激光器外延片的主流方法。化镓发光二极管和激光器外延片的主流方法。 到目前为止，从生长的氮化镓外延片和器件的到目前为止，从生长的氮化镓外延片和器件的性能以及生产成本等主要指标来看还没有其它方性能以及生产成本等主要指标来看还没有其它方法能与之

3、相比。法能与之相比。借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。基片上沉积出所期望的薄膜。 直流二极溅射系统 交流溅射系统（增强硅片与光刻胶的黏附性）（增强硅片与光刻胶的黏附性）（增强光刻胶的粘附性，光吸收及抗腐蚀能力）（增强光刻胶的粘附性，光吸收及抗腐蚀能力）重复掩模版与硅片接触工艺的结果是在掩模版上产生缺陷。这些缺陷在用光掩重复掩模版与硅片接触工艺的结果是在掩模版上产生缺陷。这些缺陷在用光掩模版曝光的过

4、程中被复印到下面的硅片上。为了减少这种影响，硬表面掩模版模版曝光的过程中被复印到下面的硅片上。为了减少这种影响，硬表面掩模版必须被有规律的检查和清洁。如果通过清洁不能去除缺陷，掩模版就必须被更必须被有规律的检查和清洁。如果通过清洁不能去除缺陷，掩模版就必须被更换。掩模版和硅片之间的杂质影响紧密结合，降低了局部区域的分辨率。这样换。掩模版和硅片之间的杂质影响紧密结合，降低了局部区域的分辨率。这样导致大规模集成电路接触复印的失败。导致大规模集成电路接触复印的失败。离子束曝光是一种类似于电子束曝光的技术离子束曝光是一种类似于电子束曝光的技术, 它是在聚焦离子束技术基它是在聚焦离子束技术基础上将原子被

5、离化后形成的离子束的能量控制在础上将原子被离化后形成的离子束的能量控制在10 keV200 keV范围范围内内, 再对抗蚀剂进行曝光再对抗蚀剂进行曝光, 从而获得微细线条的图形。其曝光机理是离从而获得微细线条的图形。其曝光机理是离子束照射抗蚀剂并在其中沉积能量子束照射抗蚀剂并在其中沉积能量, 使抗蚀剂起降解或交联反应使抗蚀剂起降解或交联反应, 形成形成良溶胶或非溶凝胶良溶胶或非溶凝胶, 再通过显影再通过显影, 获得溶与非溶的对比图形。获得溶与非溶的对比图形。利用低压放电产生的等离子体中的离子或游离基(处于激发态的分子、原子及各种原子基团等)与材料发生化学反应或通过轰击等物理作用而达到刻蚀的目的

6、特点：横向钻蚀小，无化学废液，分辨率高，细线条，操作安全，简便；处理过程未引入污染；易于实现自动化，表面损伤小。 缺点:成本高,设备复杂。刻蚀方式：由于有磁场的作用，它在较高真空度由于有磁场的作用，它在较高真空度( 1Pa )下亦可起辉并稳定工作，下亦可起辉并稳定工作，因此，系统不仅可用于常规的干法刻蚀，还适用于亚微米和边沿陡直因此，系统不仅可用于常规的干法刻蚀，还适用于亚微米和边沿陡直图形的刻蚀，可刻蚀图形的刻蚀，可刻蚀 Si3N4、Si02、磷硅玻璃、磷硅玻璃、Si、polySi、W、WSi、Mo、石英、铌、正、负光刻胶、聚乙酰亚胺等材料。、石英、铌、正、负光刻胶、聚乙酰亚胺等材料。微波功率通过波导由系统顶部输入到谐振腔体，电子在谐振腔内随微微波功率通过波导由系统顶部输入到谐振腔体，电子在谐振腔内随微波的谐振而产生共振，并在腔体外磁场作用下回旋，增大电离几率，波的谐振而产生共振，并在腔体外磁场作用下回旋，增大电离几率，从而增大等离子体密度。从而增大等离子体密度。电感耦合产生的磁场可以长时间维持等离子体区内的电子回旋运动，电感耦合产生的磁场可以长时间维持等离子体区内的电子回旋运动，大大增加了电离几率，另一方面，样品基板是独立输入射频功率，所大大增加了电离几率，另一方面，样品基板是独立输入射频功率，所产生的自偏压可以独立控制。产生的自偏压可