集成電路基本工藝-wenkub
2023-01-27 12:24:48 本頁(yè)面
【正文】 (VPE: Vapor Phase Epitaxy)n VPE是指所有在氣體環(huán)境下在晶體表面進(jìn)行外延生長(zhǎng)的技術(shù)的總稱。 關(guān)心每一步工藝對(duì)器件性能的影響，讀懂 PDK， 挖掘工藝潛力。2023/1/28 2 外延生長(zhǎng) (Epitaxy)外延生長(zhǎng)的目的n 半導(dǎo)體工藝流程中的基片是拋光過(guò)的晶圓基片 ,直徑在 50到 300mm(212英寸 )之間 ,厚度約幾百微米 .n 盡管有些器件和 IC可以直接做在未外延的基片上 ,但大多數(shù)器件和 IC都做在經(jīng)過(guò)外延生長(zhǎng)的襯底上 .原因是未外延過(guò)的基片性能常常不能滿足要求 .外延的目的是用同質(zhì)材料形成具有不同的摻雜種類及濃度 ,因而具有不同性能的晶體層 .外延也是制作不同材料系統(tǒng)的技術(shù)之一 . 外延生長(zhǎng)后的襯底適合于制作有各種要求的器件與 IC,且可進(jìn)行進(jìn)一步處理 .n 不同的外延工藝可制出不同的材料系統(tǒng) .2023/1/28 3 (LPE: Liquid Phase Epitaxy)nLPE意味著在晶體襯底上用金屬性的溶液形成一個(gè)薄層。在不同的 VPE技術(shù)里，鹵素 (Halogen)傳遞生長(zhǎng)法在制作各種材料的沉淀薄層中得到大量應(yīng)用。在外延過(guò)程中，石墨板被石英管周圍的射頻線圈加熱到 15002023度，在高溫作用下，發(fā)生 SiCl4+2H2?Si+4HCl? 的反應(yīng)，釋放出的 Si原子在基片表面形成單晶硅，典型的生長(zhǎng)速度為 ~1 ?m/min.2023/1/28 6（ MOVPE: Metalanic Vapor Phase Epitaxy）n IIIV材料的 MOVPE中，所需要生長(zhǎng)的 III， V族元素的源材料以氣體混和物的形式進(jìn)入反應(yīng)爐中已加熱的生長(zhǎng)區(qū)里，在那里進(jìn)行熱分解與沉淀反應(yīng)。這種技術(shù)可以控制 GaAs， AlGaAs或InGaAs上的生長(zhǎng)過(guò)程，還可以控制摻雜的深度和精度達(dá)到納米極。 關(guān)心每一步工藝對(duì)器件性能的影響，讀懂 PDK， 挖掘工藝潛力。工藝流程中需要的一套掩膜必須在工藝流程開始之前制作出來(lái)。2023/1/28 13 整版及單片版掩膜n整版 按統(tǒng)一的放大率印制，因此稱為 1X掩膜 。上面的圖案可通過(guò)步進(jìn)曝光機(jī)映射到整個(gè)基片上。 這叫初縮 。它可用來(lái)制作更高分辨率的掩膜版。2023/1/28 204. 電子束掃描法 (EBeam Scanning) 采用電子束對(duì)抗蝕劑進(jìn)行曝光，由于高速的電子具有較小的波長(zhǎng)，分辨率極高。二甲苯是一種較柔和的有弱極性的顯影劑，顯像速率大約是 MIBK/IPA的 1/8，用 IPA清洗可停止顯像過(guò)程。2023/1/28 25 光刻原理與流程n在 IC的制造過(guò)程中，光刻是多次應(yīng)用的重要工序。n 待晶圓冷卻下來(lái)，立即涂光刻膠。? 常用 OMR83,負(fù)片型。 光量 , 時(shí)間取決于光刻膠的型號(hào)，厚度和成像深度。2023/1/28 30 曝光方式1. 接觸式 曝光 方式中， 把掩膜 以 ? 的壓力 壓在涂光刻膠的晶圓 上，曝光光源的波長(zhǎng)在 ?m左右。2023/1/28 35非接觸式光刻n 接近式光刻系統(tǒng)中，掩膜和晶圓之間有 20?50?m的 間隙 。 圖 2023/1/28 36縮小投影 曝 光系統(tǒng) 工作原理 :n水銀燈光源通過(guò)聚光鏡投射在掩膜上。2023/1/28 37縮小投影 曝 光系統(tǒng) (示意圖 )圖 2023/1/28 38縮小投影 曝 光系統(tǒng)的特點(diǎn)n由于一次 曝 光只有一個(gè) Reticle上的內(nèi)容，也就是只有一個(gè)或幾個(gè)芯片，生產(chǎn)量不高。2023/1/28 39 外延生長(zhǎng) 掩膜制作 光刻原理與流程 氧化 淀積與刻蝕 摻雜原理與工藝216。2023/1/28 41 外延生長(zhǎng) 掩膜制作 光刻原理與流程 氧化 淀積與刻蝕 摻雜原理與工藝216。n 刻蝕的作用 :制作不同的器件結(jié)構(gòu)，如線條、接觸孔、臺(tái)式晶體管、凸紋、柵等。n 濕法刻蝕在 VLSI制造中的問(wèn)題 := 接觸孔的面積變得越來(lái)越小 , 抗蝕材料層中的小窗口會(huì)由于毛細(xì)作用而使得接觸孔不能被有效的浸潤(rùn)。 RIE的基板是帶負(fù)電的。2023/1/28 46 摻雜原理
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