集成电路工艺讲义

集成电路工艺讲义第一页，共三十六页，编辑于2023年，星期五余误差函数分布图：第二页，共三十六页，编辑于2023年，星期五扩散开始时，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：第三页，共三十六页，编辑于2023年，星期五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。第四页，共三十六页，编辑于2023年，星期五扩散结深第五页，共三十六页，编辑于2023年，星期五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第六页，共三十六页，编辑于2023年，星期五扩散层的方块电阻第七页，共三十六页，编辑于2023年，星期五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℃。第八页，共三十六页，编辑于2023年，星期五扩散温度与扩散时间的选择预沉积的温度T不可过低第九页，共三十六页，编辑于2023年，星期五主要扩散方法一、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十页，共三十六页，编辑于2023年，星期五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：第十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期五结深和方块电阻的测量第十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期五四探针法测量电阻率第十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期五离子注入设备第十四页，共三十六页，编辑于2023年，星期五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第十五页，共三十六页，编辑于2023年，星期五二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。第十六页，共三十六页，编辑于2023年，星期五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）。第十七页，共三十六页，编辑于2023年，星期五杂质在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：第十八页，共三十六页，编辑于2023年，星期五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],第十九页，共三十六页，编辑于2023年，星期五高温氧化（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。第二十页，共三十六页，编辑于2023年，星期五氧化层表面出现斑点

氧化层针孔

界面态第二十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期五在生产实践中，测量SiO2层厚度的方法，目前用的最多的是光干涉法。第二十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期五光刻示意图：第二十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期五第二十四页，共三十六页，编辑于2023年，星期五侧向腐蚀示意图：第二十五页，共三十六页，编辑于2023年，星期五光刻胶的厚度光刻胶浓度投影曝光第二十六页，共三十六页，编辑于2023年，星期五金属－半导体接触第二十七页，共三十六页，编辑于2023年，星期五低势垒接触例如Au－Si（p型）Pt－Si（p型）第二十八页，共三十六页，编辑于2023年，星期五高复合接触以上讨论说明，简单的金属－半导体接触不是欧姆接触，必须要采取半导体高掺杂或在接触面附近出掺入大量强复合中心等措施，才能成为良好的欧姆接触，为了提高器件的稳定性、可靠性，对金属电极系统还必须从其他方面作更深入的研究。第二十九页，共三十六页，编辑于2023年，星期五电迁移第三十页，共三十六页，编辑于2023年，星期五偏压温度试验测定可动正离子（BT试验）第三十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期五低温钝化（LTP）技术在低温SiO2上淀积一层磷－铝混合物第三十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期五磷硅玻璃（P2O5.SiO2)钝化第三十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期五版图的长度单位图形层定义任何层的图形都可用同层文字注释，一个图形层与一块掩模对应。图形边框和填充的颜色、线型与线条粗细、填充花案等，均为非本质的属性常用的数据格式有：CalmaGDSⅡ格式，CIF格式，EDIF格式第三十四页，共三十六页，编辑于2023年，