硅集成电路工艺基础要点整理

硅工艺简易笔记第二章氧化SiO2作用：a.杂质扩散掩蔽膜和离子注入屏蔽膜b.器件表面保护或钝化膜c.MOS电容的介质材料d.MOSFET的绝缘栅材料e.电路隔离介质或绝缘介质2.1SiO2的结构与性质Si-O4四面体中氧原子：桥键氧——为两个Si原子共用，是多数；非桥键氧——只与一个Si原子联结，是少数；无定形SiO2网络强度：与桥键氧数目成正比，与非桥键氧数目成反比。2.2.1杂质在SiO2中的存在形式1.网络形成者：即替位式杂质，取代Si，如B、P、Sb等。其特点是离子半径与Si接近。Ⅲ族杂质元素：价电子为3，只与3个O形成共价键，剩余1个O变成非桥键氧，导致网络强度降低。Ⅴ族杂质元素：价电子为5，与4个O形成共价键，多余1个价电子与附近的非桥键氧形成桥键氧，网络强度增加。2.网络改变者：即间隙式杂质，如Na、K、Pb、Ca、Ba、Al等。其特点是离子半径较大，多以氧化物形式掺入；结果使非桥键氧增加，网络强度减少。2.2.2杂质在SiO2中的扩散系数扩散系数:DSiO2=D0exp(-ΔE/kT)D0-表观扩散系数（ΔE/kT→0时的扩散系数）ΔE-杂质在SiO2中的扩散激活能B、P、As的DSiO2比DSi小，Ga、Al的DSiO2比DSi大得多，Na的DSiO2和DSi都大。2.3.1硅的热氧化定义：在高温下，硅片（膜）与氧气或水汽等氧化剂化学反应生成SiO2。1.干氧氧化：高温下，氧气与硅片反应生成SiO2特点－速度慢；氧化层致密，掩蔽能力强；均匀性和重复性好；表面与光刻胶的粘附性好，不易浮胶。2.水汽氧化：高温下，硅片与高纯水蒸汽反应生成SiO2特点：氧化速度快；氧化层疏松－质量差；表面是极性的硅烷醇--易吸水、易浮胶。3.湿氧氧化——氧气中携带一定量的水汽特点：氧化速率介于干氧与水汽之间；氧化层质量介于干氧与水汽之间；4.掺氯氧化——在干氧中掺少量的Cl2、HCl、C2HCl3（TCE）、C2H3Cl3（TCA）掺氯的作用：吸收、提取大多数有害的重金属杂质及Na+，减弱Na+正电荷效应。注意安全：TCE可致癌；TCA高温下可形成光气（COCl2），俗称芥子气，是高毒物质，而且TCA会对臭氧造成破坏。2.3.2热氧化生长动力学，时间常数，反映了初始氧化层对后继热氧化的影响（初始氧化层修正系数）。2.4.1决定氧化速率常数的因素1.氧化剂分压B∝pg，B/A∝pg；（线性关系）2.氧化温度与抛物型速率常数B的关系：∵B=2DOXC*/N1｛Dox=D0exp(-ΔE/kT)｝∴B与氧化温度是指数关系无论干氧、湿氧，氧化温度与B/A是指数关系2.4.2影响氧化速率的其它因素1.硅表面晶向∵DOX与Si片晶向无关，ks与Si表面的原子密度(键密度）成正比；∴抛物型速率常数B=2DOXC*/N1，与Si晶向无关；线性速率常数B/A≈ks·C*/N1，与Si晶向有关：因此（111）面的B/A比（100）面大。2.杂质①硼：在SiO2中是慢扩散，且分凝系数m<1；（m=杂质在Si中的平衡浓度/杂质在SiO2中的平衡浓度）氧化再分布后：大量硼从Si进入SiO2中，使非桥键氧增加，降低了SiO2的网络强度，导致氧化剂DOX增加，进而导致抛物型速率常数B明显增加，但B/A无明显变化。②P:分凝系数m>1氧化再分布后：少量的P分凝到SiO2中，使氧化剂在SiO2中的扩散能力增加不多，因而抛物型速率常数B变化不大；大部分P集中在Si表面，使线性速率常数B/A明显增大。③水汽干氧中，极少量的水汽就会影响氧化速率；水汽会增加陷阱密度。④钠钠以Na2O的形式进入SiO2中，使非桥键氧增加，氧化剂的扩散能力增加，但SiO2强度下降了。⑤氯氯的作用：固定重金属、Na+等杂质；增加Si中的少子寿命；减少SiO2中的缺陷；降低界面态和固定电荷密度；减少堆积层错。2.5热氧化的杂质再分布分凝系数m=杂质在Si中的平衡浓度/杂质在SiO2中的平衡浓度对同一杂质、同一温度条件，在平衡状态下，m是一个常数。由m可判断在界面处杂质分布的情况。四种分凝现象：根据m<1、m>1和快、慢扩散①m<1、SiO2中慢扩散：B②m<1、SiO2中快扩散：H2气氛中的B③m>1、SiO2中慢扩散：P④m>1、SiO2中快扩散：Ga影响Si表面杂质浓度的因素：①分凝系数m②DSiO2/DSi③氧化速率/杂质扩散速率1.P的再分布（m=10）CS/CB：水汽>干氧原因：氧化速率越快，加入分凝的杂质越多；CS/CB随温度升高而下降。2.B的再分布（m=0.3）CS/CB：水汽<干氧CS/CB随温度升高而升高。原因：扩散速度随温度升高而提高，加快了Si表面杂质损耗的补偿。2.6薄氧化层ULSI对薄氧化层的要求：①低缺陷密度；②好的抗杂质扩散的势垒特性；③低界面态密度和固定电荷；④热载流子和辐射稳定性；⑤低成本。解决方法：1.预氧化清洗2.改进氧化工艺：高温（>900℃）快速氧化3.化学改善氧化层工艺：引入Cl、F、N2、NH3、N2O4.CVD和叠层氧化硅第三章扩散掺杂：将所需的杂质，以一定的方式掺入到半导体基片规定的区域内，并达到规定的数量和符合要求的分布。扩散：将掺杂气体导入放有硅片的高温炉中，从而达到将杂质扩散到硅片内的目的。间隙式扩散--杂质在晶格间的间隙中运动（扩散）势垒—间隙位置的势能相对极小，相邻两间隙之间是势能极大位置，必须越过一个势垒Wi。替位式扩散定义——杂质原子从一个晶格点替位位置运动到另一个替位位置。势垒---与间隙式相反，势能极小在晶格位置，间隙处是势能极大位置，必须越过一个势垒WS。3.2扩散系数与扩散方程ν0–振动频率D0—表观扩散系数，即1/kT→0时的扩散系数ΔE—激活能；间隙扩散：ΔE=Wi，替位扩散：ΔE=Ws+Wv3.3.1恒定表面源扩散定义:在扩散过程中，Si片表面的杂质浓度始终不变（等于杂质在Si中的溶解度）。例如：预淀积工艺、箱法扩散工艺3.3.2有限表面源扩散3.3.3两步扩散工艺第一步：在较低温度（800－900℃）下，短时间得浅结恒定源扩散，即预淀积（预扩散）；第二步：将预淀积的晶片在较高温度下（1000－1200℃）进行深结扩散，最终达到所要求的表面浓度及结深，即再分布（主扩散）。3.4影响杂质分布的其他因素3.4.2扩散系数与杂质浓度的关系3.4.3氧化增强扩散（OED）实验结果：P、B、As等在氧化气氛中的扩散增强。3.4.4发射区推进（陷落）效应实验现象：NPN管的工艺中，发射区下方的内基区B的扩散深度大于发射区(P扩散形成)外的基区扩散深度。3.4.5二维扩散（横向扩散）实际扩散：杂质在垂直Si表面扩散的同时，也进行平行Si表面的横向扩散。扩散层的方块电阻Rs（R□）第四章离子注入离子注入:将带电的、且具有能量的粒子入射到衬底中的过程。特点：①注入温度低:对Si，室温；对GaAs,<400℃。（避免了高温扩散的热缺陷；光刻胶，铝等都可作为掩蔽膜。）②掺杂数目完全受控:同一平面内的杂质均匀性和重复性在±1％；能精确控制浓度分布及结深，特别适合制作高浓度浅结、突变型分布。③无污染:注入离子纯度高，能量单一。④横向扩散小：有利于器件特征尺寸的缩小。⑤不受固溶度限制:原则上各种元素均可掺杂。⑥注入深度随离子能量的增加而增加。缺点：①损伤(缺陷)较多:必须退火。②设备昂贵，成本高。基本原理——将杂质原子经过离化变成带电的杂质离子，并使其在电场中加速，获得一定能量后，直接轰击到半导体基片内，使之在体内形成一定的杂质分布，起到掺杂作用。离子注入三大基本要素：——离子的产生——离子的加速——离子的控制离子注入设备1.离子源2.磁分析器（质量分析器）3.加速器4.偏束板：使中性原子束因直线前进不能达到靶室。5.扫描器：使离子在整个靶片上均匀注入。6.靶室（工作室）4.1核碰撞和电子碰撞①核碰撞（阻止）②电子碰撞（阻止）4.2注入离子分布平均投影射程RP、标准偏差（投影偏差）△RPM1—注入离子质量，M2—靶原子质量—峰值浓度（在RP处）NS—注入剂量（通过靶表面单位面积注入的离子数）（注意）4.2.2横向效应①横向效应与注入能量成正比；②是结深的30％-50％；③窗口边缘的离子浓度是中心处的50％；4.2.3沟道效应(ionchanneling)单晶靶：对注入离子的阻挡是各向异性；沟道：在单晶靶的主晶轴方向呈现一系列平行的通道，称为沟道。沟道效应：离子沿沟道前进，核阻挡作用小，因而射程比非晶靶远的多。好处：结较深；晶格损伤小。不利：难于获得可重复的浓度分布，使用价值小。减小沟道效应的途径①注入方向偏离晶体的主轴方向，典型值--70；②淀积非晶表面层（SiO2)；③在表面制造损伤层；④提高靶温；⑤增大剂量。4.3注入损伤4.3.3非晶层的形成随注入剂量的增加，原先相互隔离的损伤区发生重叠，最终形成长程无序的非晶层。靶温－靶温越高，损伤越轻。第五章物理气相淀积5.1真空蒸发的基本原理真空蒸发：利用蒸发材料熔化时产生的饱和蒸气压进行薄膜淀积；优点：工艺及设备简单，薄膜纯度高、淀积速率快；缺点：薄膜与衬底附着力小，台阶覆盖差。过程：①加热蒸发过程：加热蒸发源（固态），产生蒸气；②气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运过程：气化的原子、分子扩散到基片表面；③被蒸发的原子或分子在衬底表面的淀积过程：气化的原子、分子在表面凝聚、成核、成长、成膜；5.4溅射原理：气体辉光放电产生等离子体→具有能量的离子轰击靶材→靶材原子获得能量从靶表面逸出(被溅射出)→溅射原子淀积在表面。特点：被溅射出的原子动能很大，10-50eV（蒸发：0.1-0.2eV）；故，还可实现离子注入。优点：台阶覆盖好（迁移能力强）。第六章化学气相淀积定义：一种或数种物质的气体，以某种方式激活后，在衬底发生化学反应，并淀积出所需固体薄膜的生长技术。CVD工艺的特点1、CVD工艺的温度低，可减轻硅片的热形变，抑制缺陷的生成，减轻杂质的再分布，适于制造浅结器件及VLSI；2、薄膜的成分精确可控、配比范围大，重复性好；3、淀积速率一般高于物理淀积，厚度范围大；4、膜的结构完整致密，与衬底粘附好，台阶覆盖性好。6.1.1CVD的基本过程①传输：反应剂从气相(平流主气流区)经附面层（边界层）扩散到（Si）表面；②吸附：反应剂吸附在表面；③化学反应：在表面进行化学反应，生成薄膜分子及副产物；④淀积：薄膜分子在表面淀积成薄膜；⑤脱吸：副产物脱离吸附；⑥逸出：脱吸的副产物和未反应的反应剂从表面扩散到气相(主气流区)，逸出反应室。6.1.3Grove模型hg-气相质量转移系数ks-表面化学反应速率Cs=Cg/(1+ks/hg)两种极限：a.hg>>ks时，Cs→Cg，反应控制；b.hg<<ks时，Cs→0，扩散控制；Grove模型一般表达式：G=[kshg/(ks+hg)](CT/N1)Y，（Cg=YCT）两个结论：a.G与Cg(无稀释气体）或Y（有稀释气体）成正比；b.当Cg或Y为常数时，G由ks、hg中较小者决定：hg>>ks，G=（CTksY)/N1，反应控制；hg<<ks，G=（CThgY)/N1，扩散控制；影响淀积速率的因素①主气体流速Um结论：扩散控制的G与Um1/2成正比②淀积速率与温度的关系低温下，hg>>ks，反应控制过程，故G与T呈指数关系；高温下，hg<<ks，质量输运控制过程，hg对T不敏感，故G趋于平稳。6.2.4CVD技术1.APCVD（常压CVD）定义：气相淀积在1个大气压下进行；淀积机理：气相质量输运控制过程。优点：淀积速率高（100nm/min）；操作简便；缺点：均匀性差；台阶覆盖差；易发生气相反应，产生微粒污染。可淀积的薄膜：Si外延薄膜；SiO2、poly-Si、Si3N4薄膜。2.LPCVD（低压CVD）定义：在27－270Pa压力下进行化学气相淀积。淀积机理：表面反应控制过程。优点：均匀性好（±3－5％，APCVD：±10％）；台阶覆盖好；效率高、成本低。缺点：淀积速率低；温度高。可淀积的薄膜：poly-Si、Si3N4、SiO2、PSG、BPSG、W等。3.PECVD（等离子体增强CVD）定义:RF激活气体分子（等离子体）,使其在低温（室温）下发生化学反应，淀积成膜。淀积机理：表面反应控制过程。优点：温度低（200－350℃）；更高的淀积速率；附着性好；台阶覆盖好；电学特性好；缺点：产量低；淀积薄膜：金属化后的钝化膜（Si3N4）；多层布线的介质膜（Si3N4、SiO2）。6.3.2CVD多晶硅工艺：LPCVD热分解（通常主要采用）；气体源：气态SiH4；总反应式：SiH4（吸附)=Si（固体)+2H2(g)特点：①与Si及SiO2的接触性能更好；②台阶覆盖性好。缺点：SiH4易气相分解。用途：欧姆接触、栅极、互连线等材料。6.4.1CVDSiO2的方法1.低温CVD①气态硅烷源硅烷和氧气：APCVD、LPCVD、PECVD硅烷和N2O（NO）：PECVD优点：温度低；反应机理简单。缺点：台阶覆盖差。②液态TEOS源：PECVD淀积机理：Si(OC2H5)4+O2250-425℃SiO2+H2O+CXHY优点：安全、方便；厚度均匀；台阶覆盖好。缺点：SiO2膜质量较热生长法差；SiO2膜含C、有机原子团。2.中温LPCVDSiO2温度：680-730℃化学反应：Si(OC2H5)4→SiO2+2H2O+4C2H4优点：较好的保形覆盖；缺点：只能在Al层淀积之前进行。6.5CVDSi3N4Si3N4薄膜的用途：①最终钝化膜和机械保护层；②掩蔽膜：用于选择性氧化；③DRAM电容的绝缘材料；④MOSFETs中的侧墙；⑤浅沟隔离的CMP停止层。第七章外延定义：在单晶衬底上，按衬底晶向生长一层新的单晶薄膜的工艺技术。应用①双极器件与电路：轻掺杂的外延层——较高的击穿电压；重掺杂的衬底降低集电区的串联电阻。 ②CMOS电路：避免了闩锁效应：降低漏电流。外延的分类①按工艺分类：气相外延（VPE）：硅的主要外延工艺；液相外延（LPE）：Ⅲ-Ⅴ化合物的外延；固相外延（SPE）：离子注入退火过程；分子束外延（MBE，MolecularBeamEpitaxy）7.1.2外延生长模型生长步骤①传输：反应物从气相经边界层转移到Si表面；②吸附：反应物吸附在Si表面；③化学反应：在Si表面进行化学反应，得到Si及副产物；④脱吸：副产物脱离吸附；⑤逸出：脱吸的副产物从表面转移到气相，逸出反应室；⑥加接：生成的Si原子加接到晶格点阵上，延续衬底晶向；生长特征：横向二维的层层生长。（注意与CVD区分）7.1.3化学反应—H2还原SiCl4体系生长总反应：SiCl4+2H2Si(s)+4HCl(g)7.1.4生长速率与温度的关系B区为高温区，外延生长为质量运输（扩散控制），外延一般选用此区，优点：1.对于温度的控制精度要求不是太高2.高温区外延时，硅原子具有很强的迁移能力，易生成单晶A区为低温区，外延生长为反应控制7.1.5生长速率与反应剂浓度的关系BABA注意：氯硅烷氢还原法外延层生长速度主要受两个因素控制，一是释放硅原子速度，二是释放的硅原子在衬底生成单晶外延层的速度。A点之前，释放速度<生长速度；A、B点之间，释放速度>生长速度，B点以后多的氯硅烷开始产生腐蚀效应。7.1.6生长速率v与气体流速U的关系SiCl4外延温度：1200℃，输运控制；故，v随U的增大而增加。7.2外延层的杂质分布7.2.2扩散效应扩散效应：衬底杂质与外延层杂质相互扩散，导致界面处杂质再分布；7.2.3自掺杂效应（非故意掺杂）定义：衬底杂质及其他来源杂质非人为地掺入外延层。7.3低压外延（5-20kPa）低压作用：减小自掺杂效应；优点：①杂质分布陡峭；②厚度及电阻率的均匀性改善；③外延温度随压力的降低而下降；④减少了埋层图形的畸变和漂移；7.4选择性外延SEG：在特定区域有选择地生长外延层；原理：Si在SiO2或Si3N4上很难核化成膜；选择性：①特定区域；②硅源。硅源的选择性顺序：SiCl4>SiHCl3>SiH2Cl2>SiH4；7.6SOS及SOI技术SOI技术的特点与优势1．速度高：在相同的特征尺寸下，工作速度可提高30-40％；2．功耗低：在相同的工作速度下，功耗可降低50％-60％；3．特别适合于小尺寸器件；4．特别适合于低压、低功耗电路；5．集成密度高：封装密度提高约40％；6．低成本：最少少用三块掩模版，减少13%-20%（30％）的工序；7．耐高温环境：工作温度300℃-500℃；8．抗辐照特性好：是体硅器件的50-100倍。7.7分子束外延（MBE）原理：在超高真空下，利用薄膜组分元素受热蒸发所形成的原子或分子束，直接射到衬底表面，形成外延层。应用：元素半导体—Si、Ge化合物半导体-GaAs、GaN、SiGeMBE的特点：①温度低；②生长速度低；③化学组成及掺杂浓度精确可控；④厚度可精确控制到原子级；第八章光刻与刻蚀工艺光刻：通过光化学反应，将光刻版（mask）上的图形转移到光刻胶上。刻蚀：通过腐蚀，将光刻胶上图形完整地转移到Si片上光刻三要素：①光刻机②光刻版（掩膜版）③光刻胶8.1光刻工艺流程主要步骤：涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀、去胶。两种基本工艺类型：负性光刻和正性光刻。8.1.1涂胶1.涂胶前的Si片处理(以在SiO2表面光刻为例)SiO2:亲水性；光刻胶：疏水性；①脱水烘焙:去除水分②HMDS：增强附着力2.涂胶①对涂胶的要求：粘附良好，均匀，薄厚适当胶膜太薄－针孔多，抗蚀性差；胶膜太厚－分辨率低（分辨率是膜厚的5－8倍）8.1.2前烘①作用：促进胶膜内溶剂充分挥发，使胶膜干燥；增加胶膜与SiO2（Al膜等）的粘附性及耐磨性。②影响因素：温度，时间。8.1.3曝光：光学曝光、X射线曝光、电子束曝光①光学曝光－紫外，深紫外ⅰ）光源：高压汞灯：产生紫外(UV）光，光谱范围为350~450nm。准分子激光器：产生深紫外(DUV）光，光谱范围为180nm～330nm。ⅱ）曝光方式a.接触式：硅片与光刻版紧密接触。b.接近式：硅片与光刻版保持5-50μm间距。c.投影式②电子束曝光：λ＝几十~100Å；优点：分辨率高；不需光刻版（直写式）；缺点：产量低；邻近效应——由于背散射使大面积的光刻胶层发生程度不同的曝光，导致大面积的图形模糊，造成曝光图形出现畸变。减小邻近效应的方法：减小入射电子束的能量，或采用低原子序数的衬底与光刻胶。③X射线曝光λ＝2~40Å，软X射线；X射线曝光的特点：分辨率高，产量大。缺点：存在图形的畸变(半影畸变δ和几何畸变∆)。8.1.4显影①作用：将未感光的负胶或感光的正胶溶解去除，显现出所需的图形。②显影液：专用③影响显影效果的主要因素：ⅰ）胶膜的厚度；ⅱ）前烘的温度与时间；ⅲ）曝光时间；ⅳ）显影液的浓度；ⅴ）显影液的温度；④显影时间适当t太短：可能留下光刻胶薄层→阻挡腐蚀SiO2(金属）→氧化层“小岛”。t太长：光刻胶软化、膨胀、钻溶、浮胶→图形边缘破坏。8.1.5坚膜①作用：使软化、膨胀的胶膜与硅片粘附更牢；增加胶膜的抗蚀能力。②方法ⅰ）恒温烘箱：180－200℃，30min；ⅱ）红外灯：照射10min，距离6cm。③温度与时间ⅰ）坚膜不足：腐蚀时易浮胶，易侧蚀；ⅱ）坚膜过度：胶膜热膨胀→翘曲、剥落→腐蚀时易浮胶或钻蚀。若T>300℃：光刻胶分解，失去抗蚀能力。8.1.6腐蚀（刻蚀）①对腐蚀液（气体）的要求：既能腐蚀掉裸露的SiO2（金属），又不损伤光刻胶。②腐蚀的方法ⅰ)湿法腐蚀：腐蚀剂是化学溶液。特点：各向同性腐蚀。ⅱ)干法腐蚀：腐蚀剂是活性气体，如等离子体。特点：分辨率高；各向异性强。8.1.7去胶①湿法去胶无机溶液去胶：H2SO4（负胶）；有机溶液去胶：丙酮（正胶）；②干法去胶：O2等离子体；8.2分辨率分辨率R——表征光刻精度光刻时所能得到的光刻图形的最小尺寸。影响R的主要因素：①曝光系统（光刻机）：X射线（电子束）的R高于紫外光。②光刻胶：正胶的R高于负胶；③其他：掩模版、衬底、显影、工艺、操作者等。8.3光刻胶的基本属性8.3.1对比度γ表征曝光量与光刻胶留膜率的关系；以正胶为例临界曝光量D0：使胶膜开始溶解所需最小曝光量；阈值曝光量D100：使胶膜完全溶解所需最小曝光量；8.3.3光敏度S——完成所需图形的最小曝光量；8.3.4抗蚀能力表征光刻胶耐酸碱（或等离子体）腐蚀的程度。8.6紫外光曝光8.6.4接近式曝光硅片与光刻版保持5~50μm间距。优点：光刻版寿命长。缺点：光衍射效应严重--分辨率低（线宽>3μm）。8.6.5接触式曝光硅片与光刻版紧密接触。优点：光衍射效应小，分辨率高。缺点：对准困难，掩膜图形易损伤，成品率低。8.6.6投影式曝光利用光学系统，将光刻版的图形投影在硅片上。优点：光刻版不受损伤，对准精度高。缺点：光学系统复杂，对物镜成像要求高。用于3μm以下光刻。8.7掩模版（光刻版）的制造基版材料：玻璃、石英。要求：透光度高，热膨胀系数与掩膜材料匹配。掩膜材料：①金属版（Cr版）：Cr2O3抗反射层/金属Cr/Cr2O3基层特点：针孔少，强度高，分辨率高。②乳胶版－卤化银乳胶特点：分辨率低（2-3μm），易划伤。8.7.4移相掩模（PSM）PSM：Phase-ShiftMask作用：消除干涉，提高分辨率；原理：利用移相产生干涉，抵消图形边缘的光衍射效应。8.10ULSI对图形转移的要求8.11湿法刻蚀特点：各相同性腐蚀。优点：工艺简单，腐蚀选择性好。缺点：钻蚀严重（各向异性差），难于获得精细图形。衬底膜胶（刻蚀3μ衬底膜胶刻蚀的材料：Si、SiO2、Si3N4；8.12干法腐蚀优点：各向异性腐蚀强；分辨率高；刻蚀3μm以下线条。类型：①等离子体刻蚀：化学性刻蚀；②溅射刻蚀：纯物理刻蚀；③反应离子刻蚀（RIE）：结合①、②；1.等离子体刻蚀原理a.产生等离子体:刻蚀气体经辉光放电后，成为具有很强化学活性的离子及游离基--等离子体。b.等离子体活性基团与被刻蚀材料发生化学反应。特点：选择性好；各向异性差。2.溅射刻蚀原理a.形成能量很高的等离子体；b.等离子体轰击被刻蚀的材料，使其被撞原子飞溅出来，形成刻蚀。特点：各向异性好；选择性差。刻蚀气体：惰性气体；3.反应离子刻蚀原理同时利用了溅射刻蚀和等离子刻蚀机制；特点：各向异性和选择性兼顾。刻蚀气体：与等离子体刻蚀相同。第九章金属化与多层互连9.2Al的应用9.2.1铝膜的制备方法要求：污染小，淀积速率快，均匀性、台阶的覆盖好方法：真空蒸发法(电阻丝或电子束加热)溅射法(目前的主流，质量好)9.2.4Al/Si接触的改善②Al-掺杂多晶Si双层金属化结构典型工艺：重磷（砷）掺杂多晶硅薄膜。优点：抑制铝尖楔；抑制p+-n结；作为掺杂扩散源。③Al-阻挡层结构9.2.5电迁移现象及其改进方法电迁移：大电流密度下发生质量（离子）输运。现象：在阳极端堆积形成小丘或须晶，造成电极间短路；在阴极端形成空洞，导致电极开路。机理：在大电流密度作用下，导电电子与铝金属离子发生动量交换，使金属离子沿电子流方向迁移。改进电迁移的方法a.“竹状”结构：晶粒间界垂直电流方向。b.Al-Cu合金和Al-Si-Cu合金：Cu等杂质的分凝降低Al在晶粒间界的扩散系数。c.三层夹心结构：两层Al之间加一层约500Å的金属过渡层，如Ti、Hf、Cr、Ta。d.新的互连线：Cu9.3Cu及低K介质问题的引出：互连线延迟随器件尺寸的缩小而增加；亚微米尺寸，互连延迟大于栅（门）延迟。9.3.5Cu的淀积解决：大马士革镶嵌工艺工艺流程在低K介质层上刻蚀出Cu互连线用的沟槽；9.5VLSI与多层互连9.5.1多层互连对VLSI的意义1.使集成密度大大增加，集成度提高；2.使单位芯片面积上可用的互连线面积大大增加；3.降低互连延迟：①有效降低了互连线长度；②使所有互连线接近于平均长度；③降低连线总电容随连线间隔缩小而增加的效应；④减少了连线间的干扰，提高了频率；⑤加快了整个系统工作速度。4.降低成本（目前Cu互连可高达10层）

附录资料：不需要的可以自行删除常用工艺术语1工艺基本概念

1.1一般概念

1.1.1数控加工：numericalcontrolmachining

根据被加工零件图样和工艺要求，编制成以数码表示的程序输入到机床的数控装置或控制计算机中，以控制工件和工具的相对运动，使之加工出合格零件的方法。

1.2生产对象

1.2.1原材料：rawmaterial

投入生产过程以创新产品的物质。

1.2.2主要材料：primarymaterial;directmaterial

构成产品实体的材料。

1.2.3辅助材料：auxiliarymaterial;indirectmaterial

在生产中起辅助作用而不构成产品实体的材料。

1.2.4代用材料：substituent

在使用功能上能够代替原设计要求的材料。它具有被代替材料所具备的全部或主要性能。

1.2.5易损材料：quick-wearmaterial

在正常使用条件下，容易损坏或失效的材料。

1.2.6废料：wastematerial

在制造某种产品过程中，剩下的而对本生产对象不再有用的材料。

1.2.7型材：section

金属或非金属材料通过拉制、轧制或压制等方法所获得的具有特定几何形状截面的材料。

1.2.8板材：plate

金属或非金属材料通过轧制或压制等方法而获得的各种不同厚度的板状材料。

1.2.9棒材：barstock

金属或非金属材料通过拉延、轧制工艺获得的圆、方、六角形截面的材料。

1.2.10铸件：casting

将熔融金属浇入铸型，凝固后所得到的金属制件或毛坯。

1.2.11锻件：forgings

金属材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯。

1.2.12焊接件：weldment

用焊接方法而得到的结合件。

1.2.13模压件：moldedparts

利用模具压制的工件。

1.2.14冲压件：stamping

用冲压的方法制成的工件或毛坯。

1.2.15合格品：acceptedproduct;;conformingarticle

通过检验质量特性符合标准要求的制品。

1.2.16不合格品：defectiveunit;nonconformingarticle

通过检验,质量特性不符合标准要求的制品。

1.2.17废品：discard

不能修复又不能降级使用的制品。

1.2.18返修品：rewotkingparts

通过修复或重行加工，质量特性符合标准要求的制品。

1.2.19样品：specimen;sample

用于材料试验分析，产品质量对照及商品宣传的单个或多个物品。

1.2.20工件：workpiece

加工过程中的生产对象。

1.2.21配套件(配件)：fittingpart

组成产品的零件、部件、标准件及元器件等的总称。

1.2.22备品（备件）：sparepart

储备待用的易损件。

1.2.23附件：accessory

1)供用户安装、调整和使用产品所需要的工具、检测仪表等，或为扩大产品使用功能所需的附属装置。

2)随同主要文件一同制定或发出的有关文件。

1.2.24零件：part

不采用装配工序而制成的产品。

1.2.25部件：subassembly

由两个或两个以上的零件或由材料、零件等以可拆卸或不可拆卸的连接形式所组成的产品。

1.2.26标准件：standardpart

按国家标准、部标准（专业标准）或企业标准规定制造的零、部、组（整）件。

1.2.27外购件：purchasedpart

不是本单位设计、制造的，而是从其他单位购买来的产品。

1.2.28外协件：teamworkpart

由本企业提供设计图样资料，委托其他企业完成部分或全部制造工序的零、部、组（整）件。

1.2.29易损件：quick-wearpart

产品在正常使用过程中，容易损坏的零件。

1.2.30试件：testingpart

为试验材料的机械、物理、化学性能、金相组织和可加工性等而专门做的样件。

1.2.31一般特性：generalcharacter

除关键特性和重要特性以外的所有特性，一般情况下此类特性不会影响产品的使用性能。

1.2.32重要特性：importantcharacter

此类特性如达不到设计要求或发生故障，可能导致产品不能完成所要求的使命，但不会引起产品或主要系统失效。

1.3工艺方法

1.3.1锻造：forging

在加压设备及工（模）具的作用下，使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变化，以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件加工方法。

1.3.2铸造：casting

将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔中，待其凝固后而得到一定形状和性能铸件的方法。

1.3.3钳加工：benchwork

一般在钳台上以钳工工具为主，对工件进行的各种加工方法。

1.3.4焊接：welding

通过加热和加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊接达到原子结合的一种加工方法。

1.3.5铆接：riveting

借助铆钉形成的不可拆连接。

1.3.6热处理：heattreatment

将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变其整体或表面组织，从而获得所需要性能的加工方法。

1.3.7表面处理：surfacetreatment

改善工件表面层机械、物理或化学性能的加工方法的总称。通常的方法有氮化、磷化、喷砂、喷丸、表面涂覆等。

1.3.8表面涂覆：surfacecoating

用规定的异己材料，在工件表面上形成涂层的方法。

1.3.9机械加工：machining

利用机械力对各种工件进行加工的方法。

1.3.10冷作：coldwork

在基本不改变材料断面特征的条件下，将金属板材、型材等加工成各种制品的方法。

1.3.11冲压：stamping

使板料分离或成形而得到制件的方法。

1.3.12压力加工：mechanicalmetalprocessing

使毛坯材料产生塑性变形或分离而无切屑的加工方法。

1.3.13塑料成型加工：plasticprocessing

将塑料转变为塑料制品的各种工艺的总称。例如模塑、注塑、挤塑、压延、接触成型等。

1.3.14电加工：electricmachining

直接利用电能对工件进行加工的方法。

1.3.15电火花加工：electricaldischargemachining(EDM)

在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。

1.3.16装配：assembly

按规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程。

1.3.17包装：packaging

1)为在流通过程中保护产品，方便储运，促进销售，按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物等的总体名称。

2)为达到上述目的而采用的容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。

2机械加工工艺

2.1切削加工工艺

2.1.1车削：turning

工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。

2.1.2铣削：milling

铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。

2.1.3刨削：planningshaping

用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法。

2.1.4钻削：drilling

用钻头或扩孔钻在工件上加工孔的方法。

2.1.5铰削：reaming

用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和表面粗糙度要求的加工方法。

2.1.6锪削：spotfacing;counterboring;countersinking

用锪钻或锪刀刮平孔的端面或切出沉孔的方法。

2.1.7镗削：boring

镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进给运动的切削加工方法。

2.1.8磨削：grinding

用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。

2.1.9研磨：lapping

用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的精加工方法。

2.1.10珩磨：honing

l利用珩磨工具对工件表面施加一定压力，珩磨工具同时作相对旋转和直线往复运动，切除工件上极小余量的精加工方法。

2.1.11抛光：polishingbuffing

利用机械、化学或电化学的作用，使工件获得光亮平整表面的加工方法。

2.1.12深孔钻削：deepholedrilling

孔深与孔径之比大于五倍的钻削加工方法。

2.1.13粗加工：roughing

从坯料上切除较多余量，所得到的精度和表面粗糙度要求较低的加工过程。

2.1.14精加工：finishing

从工件上切除较少余量，所得到的精度和表面粗糙度要求较高的加工过程。

2.1.15光整加工：finishing

精加工后，从工件上不切除或切除极薄金属层，用以提高工件表面粗糙度要求或强化其表面的加工过程。

2.2典型表面加工工艺

2.2.1孔加工

2.2.1.1盲孔：blindhole

未穿透的孔。

2.2.1.2通孔：throughhole

已穿通的孔。

2.2.1.3深孔：deephole

孔深与孔径之比大于五倍的孔。

2.2.1.4内螺纹底孔：internalscrewthreadbottomhole

内螺纹加工前所加工的孔。

2.2.1.5钻孔：drilling

用钻头在实体材料上加工孔的方法。

2.2.1.6扩孔：holeexpanding

用扩孔工具扩大工件孔径的加工方法。

2.2.1.7绞孔：reaming

用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层的加工方法。

2.2.1.8锪孔：counterboring;countersinking

用锪削工具加工平底或锥形沉孔的加工方法。

2.2.1.9镗孔：boring

用镗削工具扩大工件孔的加工方法。

2.2.1.10车孔：holeturning;internalturning

用车削工具扩大工件的孔或加工空心工件的内表面的加工方法。

2.2.1.11磨孔：holegrinding

用磨削工具加工工件孔的方法。

2.2.1.12冲孔：punching

用冲模在工件或板料上冲切孔的方法。

2.2.1.13电火花打孔：sparkerosionperforation

用电火花加工原理加工工件孔的方法。

2.2.1.14钻中心孔：centerdrilling

用中心钻在工件的端面加工定位孔的方法。

2.2.2外圆加工

2.2.2.1车外圆：cylindricalturning

用车削方法加工工件的外圆表面。

2.2.2.2磨外圆：cylindricalgrinding

用磨削方法加工工件的外圆表面。

2.2.3螺纹加工

2.2.3.1车螺纹：threading;threadturning

用螺纹车刀切出工件的螺纹。

2.2.3.2磨螺纹：threadgrinding

用单线或多线砂轮磨削工件的螺纹。

2.2.3.3研螺纹：threadlapping

用螺纹研磨工具研磨工件的螺纹。

2.2.3.4攻螺纹：tapping

用丝锥加工工件的内螺纹。

2.2.4倒角、去毛刺加工

2.2.4.1倒角：chamfering

把工件的棱角切削成一定斜面的加工过程。

2.2.4.2倒圆角：rounding;filletting

把工件的棱角切削成圆弧面的加工过程。

2.2.4.3去毛刺:deburring

消除工件已加工部位周围所形成的刺状物或飞边。

2.3钳加工工艺

2.3.1找正：aligning

用工具和仪表，根据工件上有关的基准，找出工件在划线、加工或装配时的正确位置的过程。

2.3.2划线：layout

在毛坯或工件上，用划线工具划出待加工部位的轮廓线或作为基准的点、线。

2.3.3样板划线：templatescribing

依照样板划出工件形状。

2.3.4配作：matchworking

以已加工的工件为基准，加工与其相配的另一工件，或将两个（或两个以上）工件组合在一起进行加工的方法。

2.3.5倒钝锐边：breakingsharpcorners

除去工件上尖锐棱角的过程。

2.3.6校平：flattening

消除板材或平板制件的翘曲、局部凹凸不平等的加工过程。

2.3.7校直：straightening

消除材料或制件的弯曲的加工过程。

2.4自动化制造系统

2.4.1数控（数字控制）：numericalcontrol(NC)

用数字形式表示加工程序的一种自动控制方式。

2.4.2计算机数控：computernumericalcontrol(CNC)

用存储程序计算机代替数控装置。按照计算机中的控制程序来执行一部分或全部数控功能的数字控制系统。

2.4.3直接数控：directnumericalcontrol(DNC)

用一台大型通用计算机（或中央计算机）输出的数据直接供给一群（几台到几百台）数控机床，以控制各台机床自动地完成各自工作的数字控制系统。

2.4.4计算机辅助设计：computeraideddesign(CAD)

通过向计算机输入设计资料，由计算机自动地编制程序，优化设计方案并绘制出产品或零件图的过程。2.4.5计算机辅助工艺规程编制：computer-aidedprocessplanning(CAPP)

通过向计算机输入被加工零件的原始数据、加工条件和加工要求，由计算机自动地进行编码、编程直至最后输出经过优化的工艺规程卡片的过程。

2.4.6计算机辅助制造：computeraidedmanufacturing(CAM)

利用计算机分级结构将产品的设计信息自动地转换成制造信息，以控制产品的加

工、装配、包装等全过程，以及与这些过程有关的全部物流系统和初步的生产调度。

3压力加工

3.1冲压工艺

3.1.1冲裁力：blankingforce

冲裁时所需的压力。

3.1.2连续模（级进模）：progressivedie

压机在一次行程中，在模具的不同部位上同时完成数道冲压工序的模具。此种模具生产效率高，易于实现自动化。

不推荐：跳步

3.1.3复合模：compounddie

利用压机的一次行程，在模具的同一位置完成二道以上工序的模具。此种模具能保证较高的零件精度、平整性及生产率。

4热加工工艺

4.1铸造工艺

4.1.1低压铸造：low-pressurecasting

铸型一般安置在密封的坩埚上方，坩埚中通入压缩空气，在熔融金属表面造成低压力（0.6~1.5）X105pa,使金属由升液管上升填充铸型和控制凝固的铸造方法。

4.2焊接工艺

4.2.1电弧焊：arcwelding

利用电弧热作为热源的熔焊方法。简称弧焊。

4.2.2氩弧焊：argon-arcwelding

利用氩气作为保护气体的气体保护焊。

4.2.3气焊：gaswelding

利用气体火焰作热源的焊接方法，最常用的氧乙炔焊。

4.2.4激光焊：laserbeamwelding

以聚焦的激光束作为能源，加热焊件进行焊接的方法。

5非金属材料工艺

5.1塑料成型工艺

5.1.1注射成型（注塑）：injectionmoulding

热塑性或热固性塑料在注塑机料筒中加热塑化后经柱塞或螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。

5.1.2压制成型（压制）：compressionmoulding

热固性塑料在模具内借助加压和加热使其成型的一种方法。

5.1.3放气：breathing

在模塑初期阶段，借模具瞬间的启闭以便使受热模塑料中的水分、空气和固化时产生的其他低分子挥发物放出的操作过程。

5.1.4增塑（增塑作用）：plasticization

通过添加增塑剂或聚合物进行化学改性，而使塑料材料变得柔软和便于加工的一种过程。

5.1.5模塑周期：mouldingcycle

完成一次成型所需的全部操作（包括加料、加热、硬化或熟化、脱模等）所需时间的总和。

5.1.6成型周期：mouldingcycle

完成一次注射成型的全部时间。包括高压注射、保压、冷却、启模、取出制件、闭模时间。

5.1.7闭模时间：closingtime

开始合模到模具完全闭合的时间。

5.1.8注射时间：injectiontime

注射柱塞或螺杆从开始前进到开始后退所需的时间。

5.1.9开模时间：openingtime

模具开启的时间。

5.1.10脆化时间：brittletemperature

以具有一定能量的冲锤冲击试样，当试样开裂几率达到50%时的温度。它是塑料低温力学行为的一种量度。

5.1.11玻璃化温度：glasstransitiontemperature

无定形或半结晶聚合物从黏流态或高弹态（橡胶态）向玻璃态转变（或相反的转变）的较窄温度范围的近似中点温度。

5.1.12流动温度：flowtemperature

结晶形聚合物从高弹态向流动态（或相反的转变）的转变温度。

5.1.13注射压力（塑化压力）（背压）：injectionpressure

模塑料注射时螺杆头部施加于塑料的压力。

5.1.14收缩性：shrinkage

制品由热模中取出后，因冷却等原因而引起尺寸缩减的特性。

5.1.15（塑料）流动性：（plastic）flowability

在一定温度和压力的作用下，塑料能充满模腔各个部分的特性。

5.1.16应力开裂：stresscracking

长时间或反复施加低于塑料力学性能的应力而引起塑料外部或内部产生裂纹的现象。

引起开裂的应力可以是内部应力、外部应力或其合力。应力开裂的速度随塑料所处的环境而变化。

5.1.17拱凸（凸状扭曲）：domed

塑料制件平面或曲面部分所显示的对称性扭变缺陷。通常制件外观呈凸出现象。

5.1.18起垩：chalking

塑料制品表面出现类似于白垩的外观或白色粉末状物质的缺陷。

5.1.19欠固化：undercure;undercuring

在热固性树脂或塑料固化过程中，由于固化时间和（或）温度不足等原因未能达到必需的交联度，而引起制品性能不良的缺陷。

5.1.20缩痕：shrinkingmark

塑料制件在模具中因发生收缩而造成的局部表面下陷的缺陷。

5.1.21条纹：streak

塑料制品表面或内部存在的线状条纹缺陷。

5.1.22熔合纹：(熔接痕)weldline

系由注射或挤出中两股料流相遇时在其界面处未完全熔合而造成的一种线状痕迹。

5.1.23溢流：（飞边）flash

模塑过程中或注塑过程中溢入模具合模面缝隙间并留存在塑料件上的剩余料。

5.1.24刨纹：（刨痕）sheeterlines

切削操作过程中，在塑料片材料上所产生的大面积平行刮痕或沟纹状的缺陷。

5.1.25亮点：window

有色或不透明的热塑性塑料片材、薄膜或模制品上所含没有完全塑化的粒点。当其在对光观察时呈现为无色的透明斑点。

5.1.26银纹：crazing

由于材料本身强度承受不起内在或外加的应力，塑料制品表面或内部所出现的如霜一般的细纹。

5.1.27起晶：frosting

塑料制件表面出现许多类似微细晶点，而使投射的光线发生散射以致制品表面失去光泽的缺陷。

5.1.28桔皮纹：orangepeel

塑料制件表面出现如桔皮般凹凸不平的外观缺陷。

5.1.29波纹：waviness

出现在塑料制品表面上的波状凹凸不平缺陷。

5.1.30注塑模：injectionmould

用作注塑成型的模具。

5.1.31热固性塑料：thermosettingplastics

能受热（或其他条件）固化成不熔不溶的塑料。

5.1.32热塑性塑料：thermoplastics

在特定温度范围内能多次加热软化和冷却变硬的塑料。

5.1.33脱模剂：moldreleaseagent

为使工件与模具分离，在模具型腔内表面涂上一层分离张力较强的物质。如石蜡，

硅油等。5.1.34再生料（回料）：reworkedmaterial

塑料成型加工中的边角料或其他来源的废塑料，经过适当处理后使其能再用于制造质量低的制品的物料。

5.2复合材料工艺

5.2.1微裂纹：microcrack

基体中出现的显微裂纹。

5.2.2缺料：short

1)在模塑成型中，模塑料不能完全充满模腔的现象。制品表面树脂分布不均匀，部分表面含树脂太少。

2)由于模塑料不能完全充满模腔，所造成的制品缺陷。

5.2.3粘模：stickingtomould

在模塑成型中，制品表面和模具发生粘连的现象及由此所造成的制品缺陷。

6产品装联及调试工艺

6.1一般概念

6.1.1总装：finalassembly

完成整机装配的工艺过程。

6.1.2部装：componentassembly

完成部件、组件装配的工艺过程。

6.1.3配套：formacompleteset

将装配的零件、部件以及标准件、外购件、辅助材料按工艺配套表配备齐套的过程。

6.1.4装配基准：assemblyreference

装配时确定工件在产品中的位置所采取的基准。

6.1.5装配精度：assemblyprecision

装配时实际达到的精度。一般包括零部件间的距离精度、相互位置精度、和相对运动的精度等。

6.1.6装配误差：assemblyerror

关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量。

6.1.7装配方法：assemblymethod

装配某一制成品所用的方法，如手工装配、流水线装配以及自动装配等。

6.1.8调整：adjustment

改变某一组合体的状态的过程。

7产品包装工艺

7.1一般概念

7.1.1包装件：pack;package

产品经过包装所形成的总体。

7.1.2包装材料：packagingmaterial

用于制造包装容器和构成产品包装的材料总称。

7.1.3外包装：outerpackage;exteriorpackage

产品的外部包装，在流通过程中主要起保护产品，方便运输的作用。

7.1.4硬包装：rigidpackage

在充填或取出内装物后，容器形状基本不发生变化的包装。该容器一般用金属板、

木板、玻璃、陶瓷、硬质塑料等制成。

7.1.5内销包装：domesticpackage

适用于国内销售的产品的包装。

7.1.6出口包装：exportpackage

适用于国外销售的产品的包装。

7.2包装技术与方法

7.2.1防水包装：waterproofpackaging

采取一定防护措施防止因水浸入包装件而影响内装物质量的包装。如用防水材料衬垫包装容器内侧，或在包装容器外部涂刷防水材料等。

7.2.2防锈包装：rustproofpackaging;rustpreventivepackaging

为防止内装物锈蚀采取一定防护措施的包装。如在产品表面涂刷防锈油（脂）或用汽相防锈塑料薄膜或汽相防锈纸包封产品等。

7.2.3防震包装：shockproofpackaging

为减缓内装物受到的冲击和振动，保护其免受损坏采取一定防护措施的包装。如用发泡聚苯乙烯、海绵、木丝、棉纸等缓冲材料包衬内装物，或将内装物用弹簧悬吊在包装容器里等。

7.2.4防霉包装：mouldproofpackaging

为防止内装物长霉影响质量采取一定防护措施的包装。如降低包装容器内的相对湿度，对内装物进行防潮、防霉等处理。

7.2.5防尘包装：dustproofpackaging

为防止砂尘进入包装容器而影响内装物质量采取一定防护措施的包装。如将内装物或包装易进尘处，用柔性纸包扎或用塑料薄膜袋套等。

7.3包装容器

7.3.1不干胶带(压敏胶带)：pressuresensitivetape;self-adhesivetape

一种涂有压敏型粘结剂的窄带，所涂的粘结剂在轻压下能粘附。

7.3.2捆扎带：strapping

用来扎牢、固定、