微电子工艺课程总结

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1、课程总结西安电子科技大学微电子学院戴显英2005.6.27微电子工艺基础绪论（了解）一、微电子技术发展历史二、微电子技术发展的规律与趋势三、器件与集成电路制造工艺简介1、硅外延平面晶体管制造工艺（了解）（3DK3—NPN型开关管）2、PN结隔离双极型集成电路制造工艺（了解）3、集成电路的特有工艺（熟悉）①隔离扩散②埋层扩散第一章衬底制备§1.1衬底材料（了解）一、衬底材料的类型1.元素半导体Si、Ge、C（金刚石）2.化合物半导体GaAs、SiGe、SiC、GaN、ZnO、HgCdTe3.绝缘体

2、蓝宝石表1周期表中用作半导体的元素Ⅱ族Ⅲ族Ⅳ族Ⅴ族Ⅵ族第2周期BCN第3周期AlSiPS第4周期ZnGaGeAsSe第5周期CdInSnSbTe第6周期HgPb二、对衬底材料的要求（了解）§1.2单晶的制备（了解）一、直拉法（CZ法）二、悬浮区熔法（float-zone，FZ法）三、水平区熔法（布里吉曼法）---GaAs单晶§1.3衬底制备一、晶体定向（了解）1．光图像定向法（表1.11）2.X射线衍射法二、晶面标识（熟悉）1．主参考面（主定位面，主标志面）①作为选定芯片图形与晶体取向关系的参考；

3、②作为硅片（晶锭）机械加工定位的参考面；③作为硅片装架的接触位置，可减少硅片损耗；2.次参考面（次定位面，次标志面）识别晶向和导电类型三、晶片加工（了解）切片、磨片、抛光第二章掺杂技术（熟悉、掌握）§1扩散一、扩散原理（熟悉）本质上：扩散是微观粒子做无规则热运动的统计结果。方向上：高浓度向低浓度扩散。1.菲克第一定律J=-D·▽N2.扩散模型（掌握）①间隙式扩散②替位（代位）式扩散3.扩散系数（熟悉）D=D0exp(-Ea/kT)D0—表观扩散系数，Ea—激活能；D是描述粒子扩散快慢的物理量，是微观

4、扩散的宏观描述。3.菲克第二定律—扩散方程（掌握）二、扩散杂质的浓度分布1.恒定表面源扩散/恒定表面浓度扩散（掌握）定义（特征）:在扩散过程中，Si片表面的杂质浓度始终不变。例如：预淀积，箱法扩散余误差分布杂质总量结深2.有限表面源扩散/恒定杂质总量扩散(掌握)定义（特点）：在扩散过程中，杂质源限定于扩散前淀积在晶片表面极薄层内的杂质总量Q，没有补充，也不会减少。例如：再分布。－－高斯分布结深3．两步扩散工艺(熟悉）第一步：较低温度下，预淀积；第二步：较高温度下，再分布；两步法的浓度分布：①预淀积（

5、恒定源扩散）――余误差分布；目的:准确控制表面杂质总量Q。②再分布（有限源扩散）―高斯分布目的：达到所需的Ns和Xj4.实际杂质分布（了解）5．扩散层质量参数（了解）①结深的测量（熟悉）a.磨角染色法：b.滚槽染色法：②方块电阻R□(RS)③表面浓度Ns--查图法（了解）④次表面浓度和次表面薄层电阻（了解）⑤击穿特性(了解）三.扩散方法（了解）§2-2离子注入特点（熟悉）①注入温度低②掺杂数目完全受控③无污染④横向扩散小⑤不受固溶度限制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

6、火。②成本高一,离子注入设备（了解）二.能量损失模型（掌握）1.核阻挡模型2.电子阻挡模型三.注入深度（熟悉）1.总射程R①E0Ene,即以电子阻挡为主，令Sn(E)=0,则R≈k2E01/22.投影射程XP3.平均投影射程RP4.标准偏差（投影偏差）△RP—反映了RP的分散程度（分散宽度）。5.R,RP,△RP间的近似关系四.浓度分布1.高斯分布（了解）2.横向效应（了解）3.沟道效应（熟悉）减小沟道效应的途径①注入方向偏离晶体的主

7、轴方向；②提高温度；③增大剂量；④淀积非晶表面层（SiO2)；⑤在表面制造损伤层。五.注入损伤与退火（了解）第三章薄膜技术外延及特点（熟悉）§3.1硅外延薄膜制备原理外延的分类（了解)一、外延生长动力学原理外延生长的步骤(熟悉）①传输（扩散）②吸附③化学反应④脱吸⑤逸出⑥加接速度附面层（熟悉）；质量附面层δN（了解）；生长速率（熟悉）：①当hG»ks，是表面反应控制。②当ks»hG，是质量转移控制。二、外延掺杂及杂质再分布1.掺杂原理（了解）2.影响掺杂浓度的因素（了解）3.杂质再分布（熟悉）①衬底

8、杂质的再分布；②外延掺入杂质的再分布；③总的杂质分布（图3－24）：N(x,t)=N1(x,t)±N2(x,t)“+”:同一导电类型；“－”:相反导电类型；三、自掺杂（非故意掺杂）（了解）四、缺陷及检测1.缺陷（了解）①位错；②层错（堆垛层错）。2.埋层的漂移与畸变（熟悉）§3.2其他外延技术（不考)§3.3SiO2薄膜(重点）SiO2薄膜在工艺中的作用（掌握）①杂质扩散的掩蔽膜；②器件薄膜的钝化、保护膜；③IC隔离介质和绝缘介质；④MOS电容介质；⑤MOSFET的绝