中职教育一年级上学期电子与信息《薄膜制备》教学课件

项目三芯片流片过程工艺3.1薄膜制备微电子技术与器件制造3.1薄膜制备引言

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INTRODUCTION本项目从氧化工艺任务入手，先让同学们对薄膜制备工艺有一个初步了解；然后详细介绍薄膜制备、氧化工艺等专业技能。通过氧化工艺设备的介绍，让同学们进一步了解晶圆制造以及薄膜制备相关工艺。PART01

晶圆制造工艺PART02薄膜制备PART03认识氧化工艺目录3.1薄膜制备PART04氧化工艺设备3.1薄膜制备知识目标1.掌握晶圆制造流程2.掌握晶圆制造各个工艺环节的原理3.1.1晶圆制造工艺3.1.1晶圆制造工艺晶圆硅片3.1.1晶圆制造工艺晶圆制造工艺流程3.1.1晶圆制造工艺氧化物理气相淀积PVD化学气相淀积CVD1.薄膜制备外延3.1.1晶圆制造工艺2.光刻--光刻工艺原理3.1.1晶圆制造工艺3.刻蚀未经刻蚀的衬底刻蚀后的衬底3.1.1晶圆制造工艺4.掺杂MOS结构示意图3.1.1晶圆制造工艺4.掺杂--离子注入离子注入原理图3.1.1晶圆制造工艺5金属化金属化示意图3.1.1晶圆制造工艺知识总结晶圆制造流程主要有以下几个流程：初始硅片-薄膜制备、光刻、刻蚀、掺杂、金属化3.1薄膜制备知识目标1.了解薄膜基础知识2.掌握薄膜制备方法3.1.2薄膜制备工艺3.1.2薄膜制备工艺绝缘介质膜半导体薄膜金属膜1.薄膜基础知识3.1.2薄膜制备工艺1.薄膜基础知识3.1.2薄膜制备工艺1.薄膜制备方法氧化物理气相淀积PVD化学气相淀积CVD外延3.1.2薄膜制备工艺2.薄膜制备（1）氧化干氧氧化水汽氧化湿氧氧化3.1.2薄膜制备工艺2.薄膜制备(2)物理气相淀积（PVD）PVD是利用某种物理过程实现物质转移，将原子或分子由源(或靶)气相转移到硅衬底表面形成薄膜的过程。3.1.2薄膜制备工艺3.1.2薄膜制备工艺2.薄膜制备(3)化学气相淀积（CVD）1）反应气体向衬底表面扩散2）反应气体被吸附于衬底表面3）在表面进行化学反应、表面移动、成核及膜生长4）反应副产物分子从衬底表面解吸，扩散到主气流中，排出沉积区3.1.2薄膜制备工艺3.1.2薄膜制备工艺2.薄膜制备2.1.2薄膜制备工艺外延按工艺方法分类：气相外延，液相外延，固相外延，分子束外延（MBE）外延按材料分类：同质外延、异质外延（4）外延3.1.2薄膜制备工艺外延特点2.薄膜制备2.1.2薄膜制备工艺（1）生长速率极慢（2）外延生长温度低，降低了界面上热膨胀引入的晶格失配效应（3）外延层质量极好（4）可以生长普通热平衡生长方法难以生长的膜（5）膜的组分和掺杂浓度可随生长源的变化迅速调整3.1.2薄膜制备工艺知识总结1.薄膜主要有以下四个有点：1、良好的台阶覆盖能力；2、结构完整、厚度均匀；3、高的胜宽比填充；5、应力小2.薄膜制备工艺主要有以下四个工艺：1、氧化；2、物理气相淀积PVD；3、化学气相淀积CVD；4、外延3.1薄膜制备3.1.3认识氧化工艺知识目标1.掌握氧化的定义及作用2.掌握氧化的几种方式3.了解氧化质量要求及并能进行异常分析3.1.3认识氧化工艺1.氧化的定义3.1.3认识氧化工艺2.氧化工艺的作用MOS管绝缘栅材料杂质扩散掩蔽膜缓冲层电路隔离介质3.1.3认识氧化工艺干湿干氧化3.氧化方式水汽氧化湿氧氧化干氧氧化3.1.3认识氧化工艺干-湿-干-氧化Si第一次干氧氧化湿氧氧化第二次干氧氧化SiO2SiO2SiO24.氧化方式3.1.3认识氧化工艺1）薄膜厚度均匀，且满足厚度要求；2）薄膜表面光洁，无裂痕、无气泡、无缺损；3）薄膜表面洁净，无沾污、无斑点；4）薄膜结构均匀，无层错。5.氧化的质量要求3.1.3认识氧化工艺6.氧化层异常（1）炉温设置不当；（2）进出石英舟太快。裂纹划痕（1）设备作业区存在杂物；（2）操作员作业时意外损坏。（1）硅片表面有漩涡缺陷；（2）氧化前清洗不当；（3）纯水或试剂过滤孔径大；（4）气体控制系统出问题。斑点针孔（1）氧化前清洗不当；（2）气体控制系统问题。3.1.3认识氧化工艺知识总结氧化工艺有以下四种作用：1.杂质扩散掩蔽膜；2.器件表面钝化膜或缓冲层；3.电路隔离介质或绝缘介质，电容介质。4.MOS管对绝缘栅材料3.1薄膜制备3.1.4氧化工艺设备知识目标1.了解氧化流程及所需设备2.掌握氧化炉的分类、组成及工作方式3.了解清洗和氧化后检测设备3.1.4氧化工艺设备氧化的流程与设备氧化前清洗热氧化工艺氧化后检查氧化流程清洗机氧化炉膜厚测量仪氧化所需设备3.1.4氧化工艺设备3.1.4氧化工艺设备1.清洗机3.1.4氧化工艺设备3.1.4氧化工艺设备2.氧化炉卧式氧化炉示意图3.1.4氧化工艺设备2.立式氧化炉3.1.4氧化工艺设备3.1.4氧化工艺设备3.膜厚测量仪膜