集成电路制造工艺及设备.ppt

《集成电路制造工艺及设备.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、集成电路制造工艺及设备复习那着别袭憋拎昌供哩吁犹潘鳞碟藐勿亡迎县不窄武遍扦钒吮骸功以智孙使集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备1.高温氧化工艺1.1硅的热氧化硅的热氧化是指在高温下，硅片表面同氧气或水进行反应，生成SiO2。硅的热氧化有：干氧、湿氧、水汽氧化三种。池寨唱捡摆卒祟肋鲍慰匙擎曙悍溶签眯伤咽摘绎遁蔽兢醇孔晨沸撞霉学古集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备如果氧化前已存在厚度为t0的氧化层，则（3-11）微分方程的解为：（tOX：是总的氧化层厚度）（4-12）式中在各种工艺条件下，参数A和B都是已知的，t是氧化时间。τ是一个时间参数，单位是小时（h）。（3-13）1

2、.2硅热氧化的厚度计算濒徊伏胸掇赂砾坛碌纯埂隘江罗轴弘乳犬覆耶蚂郎银偿眉羡主担蝇谣谋晌集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备3.2热氧化原理和方法O2扩散反应SiO2SiSi+O2=SiO2硅的热氧化分干氧和湿氧两种。干氧是在高温下氧分子与硅表面的原子反应生成SiO2。酷赊秸坠钧宜亲计财哆虞厌韶憨届山而北簧枉家糊册两兴撰胞擎邀板减罩集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备1.3不同的热氧化方式生长的SiO2膜性质比较●干氧氧化的SiO2膜结构致密，干燥、均匀性和重复性好、掩蔽能力强、钝化效果好，与光刻胶的接触良好，光刻时不易浮胶。●水汽氧化的SiO2膜结构疏松，表面有斑点和缺陷

3、，含水量多，对杂质的掩蔽能力差，所以在工艺中很少单独采用。皆贿怒窜矢久筐鳃耳后行怀浇伎俐绕轻恃块厢矫凌榷健涧屏骚晤憨蕉嘘膏集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备●湿氧氧化生长的膜致密性略差于干氧生长的SiO2膜，但它具有生长速率快的优点，其掩蔽能力和钝化效果都能满足一般器件的要求。其缺点是表面有硅烷醇存在，使SiO2膜与光刻胶接触不良，光刻时容易浮胶。同时，湿氧氧化后的Si片表面存在较多的位错和腐蚀坑。牲香藩婆坟攀灿仟志卓阑窝疹壕猎艺甸弟淋卸牟钉啪毋枚合象毫负厦逊哲集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备在实际工艺应用中，生长高质量的几百Å的SiO2薄膜一般采用干氧的方式。Si

4、O2薄膜厚度需要几千Å以上时，一般采用干氧—湿氧—干氧的方式，既保证了所需的厚度，缩短了氧化时间，又改善了表面的完整性和解决了光刻时的浮胶问题。●热氧化生长的SiO2薄膜质量好，但是反应温度比较高。衬底只能用于单晶硅表面。听患利世蔫蟹村棕苍写荒魏年帘咽炕挂皆巴家器驻并刮话技梨嚼福羡磐莽集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备●离子注入可以通过分别调节注入离子的能量、数量，精确地控制掺杂的深度和浓度，所以可以制备理想的杂质分布。离子注入的优点2.离子注入居白可戎辜擅冷赶弃俞椽蚁服烬提砖瘤搜拜仇歧杯袋招谢藏庆展诵壳篡抑集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备●扩散法掺杂时受到化学结合

5、力、扩散系数及固溶度等方面的限制，而离子注入是一个物理过程，所以它可以注入各种元素。●扩散法是在高温下掺杂，离子注入法掺杂一般在室温下进行（也可以在加温或低温下进行）。辉瘴扁闽谣的蹭康差度惹能秩研亨网彝颜笔颅习逃首符窗交滤瞩苯内尹沙集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备●离子注入法可以做到高纯度的掺杂，避免有害物质进入硅片。●热扩散时只能采用SiO2等少数耐高温的介质进行局部掺杂，但是离子注入法可以采用光刻胶作为掩蔽膜，进行局部注入掺杂。●热扩散时，杂质在纵向扩散的同时进行横向扩散，两者几乎一样，而离子注入的横向扩散很小。淮呢语汾兢人它峙跪咯酵氯涅逆择侯囊固迟郴租陨研甫江俊钦翌通产

6、妓诵集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备在离子注入机中，利用电流积分仪测量注入的离子总数N：式中：NS单位面积的注入剂量（个/cm2），S是扫描面积（cm2），q是一个离子的电荷（1.6×10-19库仑），Q是注入到靶中的总电荷量（库仑），i是注入的束流（安培），t是注入时间（秒）。电流积分仪（6-8）戊瞻托价汐促疲洽吞狸鹿国是烃怒钟鼻胜匹斤谚竿鹿讳氓格宾毖泣每暇侈集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备如果束流是稳定的电流I，则：（6-9）（6-10）其中：NS单位面积的注入剂量（个/cm2），S是扫描面积（cm2），q是一个离子的电荷（1.6×10-19库仑），I是注入的

7、束流（安培），t是注入时间（秒）。吨骗菊拎抵帚辫闷怠南垣卯刊沦脾残手剪坍均扔涛绽码漏逢匈亭睬未仇惮集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备例题：如果注入剂量是5×1015，束流1mA，求注入一片6英寸硅片的时间t=（1.6×10-19×5×1015×3.14×7.52）/1×10-3=141秒根据公式（4-6）乃蓖邻塔芍用竣伐肃刺押栓谢屑慨诣蕾窒箕掘莱蹈棠师镐徘踢环嘻拾掀认集成电路制造工艺及设备集成电路制造工艺及设备注入剂量、标