【正文】 氧化層厚度取為7um，即是7000主擴(kuò)溫度取1200℃（1473K），此時(shí)有 由于預(yù)擴(kuò)散的結(jié)深很淺，可將它忽略，故，由再擴(kuò)散結(jié)深公式：， 而且 故可整理為： 即經(jīng)過化簡(jiǎn)得， 利用MATLAB軟件求解方程，得t=6571s=如下所示：. 氧化時(shí)間的計(jì)算 表3 1100℃的干氧和濕氧的氧化速率常數(shù)（半導(dǎo)體制造基礎(chǔ)41頁(yè)）A()B()B/A()干氧濕氧(95℃水汽)0表4 1200℃的干氧和濕氧的氧化速率常數(shù)（半導(dǎo)體制造基礎(chǔ)41頁(yè)）A()B()B/A()干氧濕氧(95℃水汽)0由前面算出基區(qū)氧化層厚度是6000，如果氧化溫度是1100℃，要得到6000的氧化層，可以采用干氧－濕氧－干氧工藝,因?yàn)? 所以可以根據(jù)所需厚度來算時(shí)間可以先后干氧各500，然后濕氧5000，根據(jù)1100℃的相關(guān)系數(shù)代入上述式子，則可以得到：1100℃干氧，1100℃濕氧，將上面的厚度對(duì)應(yīng)代入，可以得到干氧時(shí)間和濕氧時(shí)間：干氧11min（500）濕氧36min(5000)—干氧11min(500)由前面算出基區(qū)氧化層厚度是7000，如果氧化溫度是1200℃，要得到7000的氧化層，可以采用干氧－濕氧－干氧工藝,同樣根據(jù) 來算時(shí)間可以先后干氧各1000，然后濕氧5000，根據(jù)1200℃的相關(guān)系數(shù)代入上述式子，則可以得到：1200℃干氧，1200℃濕氧，將上面的厚度對(duì)應(yīng)代入，可以得到干氧時(shí)間和濕氧時(shí)間：即干氧17min（1000）濕氧22min(5000)—干氧17min(1000)五、設(shè)計(jì)參數(shù)總結(jié)采用外延硅片，其襯底的電阻率為2的P型硅，選取111晶向。 硅片清洗在晶體管和集成電路生產(chǎn)中，處理不當(dāng)，可使全部硅片報(bào)廢，做不出管子來，或使制造出來的器件性能低劣，穩(wěn)定性和可靠性很差。③ 硅片清洗的一般程序：吸附在硅片表面的雜質(zhì)大體上可分為分子型，離子型和原子型三種，分子型雜質(zhì)粒子與硅片表面之間的吸附較弱，具有疏水性的特點(diǎn)，這種雜質(zhì)的存在，對(duì)于清除離子型和原子型雜質(zhì)具有掩蔽作用，因此在對(duì)硅片清洗時(shí)首先要把它們清除，離子型和原子型吸附的雜質(zhì)屬于化學(xué)吸附雜質(zhì)，其吸附力都較強(qiáng)，因此在化學(xué)清洗時(shí)，一般都采用酸，堿溶液或堿性雙氧水先清除離子型吸附雜質(zhì)，然后用王水或酸性雙氧水再來清除殘存的離子型雜質(zhì)用原子型雜質(zhì)，最后用高純?nèi)ルx子水將硅片沖洗干凈，再加溫烘干就可得到潔凈表面的硅片。5℃10min去油脂去光刻膠殘膜去金屬離子去金屬原子Ⅱ號(hào)洗液HCl:H2O2:H2O=1:1:6→1:2:880177。制備二氧化硅的方法很多，但熱氧化制備的二氧化硅掩蔽能力最強(qiáng)，是集成電路工藝最重要的工藝之一。（1）干氧法: 生長(zhǎng)速率最慢，但生成的SiO2膜結(jié)構(gòu)致密，干燥，均勻性和重復(fù)性好，掩蔽能力強(qiáng)，鈍化效果好，SiO2膜表面與光刻膠接觸良好，光刻時(shí)不易浮膠。根據(jù)迪爾和格羅夫模型，熱氧化過程須經(jīng)歷如下過程：（1）氧化劑從氣體內(nèi)部以擴(kuò)散形式穿過滯流層運(yùn)動(dòng)到SiO2氣體界面，其流密度用F1表示，流密度定義為單位時(shí)間通過單位面積的粒子數(shù)。氧化的致密性和氧化層厚度與氧化氣氛（氧氣、水氣）、溫度和氣壓有密切關(guān)系。并開始升溫。同時(shí)關(guān)閉干氧流量計(jì)。將石英舟拉出，并在凈化臺(tái)內(nèi)將硅片取出，同時(shí)，檢測(cè)氧化層面狀況和厚度。并開始升溫。同時(shí)關(guān)閉干氧流量計(jì)。將石英舟拉出，并在凈化臺(tái)內(nèi)將硅片取出，同時(shí)，檢測(cè)氧化層面狀況和厚度。比色法是利用不同厚度的氧化膜在白光垂直照射下會(huì)呈現(xiàn)出不同顏色的干涉條紋，從而大致判斷氧化層的厚度。集成電路對(duì)光刻的基本要求有如下幾個(gè)方面：（1）高分辨率：一個(gè)由10萬元件組成的集成電路，其圖形最小條寬約為3um，而由500萬元件組成的集成電路，百萬以上元件組成的集成電路，其圖形最小條寬≤1um，因此，集成度提高則要求條寬越細(xì)，也就要求光刻技術(shù)的圖形分辨率越高。精密的套刻對(duì)準(zhǔn)：集成電路的圖形結(jié)構(gòu)需要多此光刻完成，每次曝光都需要相互套準(zhǔn)，因此集成電路對(duì)光刻套準(zhǔn)要求非常高，其誤差允許為最小條寬的10%左右。本次采用正光刻膠。D) 開啟腐蝕恒溫槽，溫度設(shè)定40℃E) 清洗膠瓶和吸管，并倒好光刻膠。5. 曝光:將套準(zhǔn)后的硅片頂緊，檢查套準(zhǔn)誤差、檢查曝光時(shí)間，確認(rèn)無誤后，進(jìn)行曝光。然后進(jìn)行腐蝕，腐蝕后沖水10分鐘，甩干后在顯微鏡下檢查是否腐蝕干凈，若未腐蝕干凈繼續(xù)腐蝕。此分布為余誤差分布?；鶇^(qū)詳細(xì)工藝步驟如下：：開擴(kuò)散爐，并將溫度設(shè)定倒700750℃，開氮?dú)饬髁?升/分鐘。，使溫度達(dá)到預(yù)擴(kuò)散溫度800℃，調(diào)節(jié)氧氣調(diào)整氧氣流量為3升/分鐘，并開始計(jì)時(shí)，預(yù)擴(kuò)散時(shí)間為39min，根據(jù)工藝條件進(jìn)行干氧。液清洗，沖洗干凈甩干。干氧完成后，開濕氧流量計(jì)，立即進(jìn)入濕氧化。，開氮?dú)饬髁坑?jì)，流量3升/分鐘，根據(jù)工藝條件，確定氮?dú)鈺r(shí)間336分鐘。1根據(jù)實(shí)測(cè)β值，與工藝要求進(jìn)行比較，如果不滿足工藝條件，重新計(jì)算再擴(kuò)散時(shí)間，并制定再擴(kuò)散工藝條件，至到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（1）預(yù)擴(kuò)散硼雜質(zhì)濃度分布方程為： 表示恒定表面濃度（雜質(zhì)在預(yù)擴(kuò)散溫度的固溶度），D1為預(yù)擴(kuò)散溫度的擴(kuò)散系數(shù)，x表示由表面算起的垂直距離（cm）,他為擴(kuò)散時(shí)間。發(fā)射區(qū)擴(kuò)散雜質(zhì)為硼擴(kuò)散，預(yù)擴(kuò)散時(shí)間為在950℃，主擴(kuò)散為1200℃，即是110min。2. 硅片清洗：清洗硅片（見清洗工藝），將清洗好的硅片甩干。5. 預(yù)擴(kuò)散完成后，拉出石英舟，取出硅片，漂去硼硅玻璃，沖洗干凈后，檢測(cè)R□值,用四探針法進(jìn)行測(cè)量。，并開始計(jì)時(shí)，干氧時(shí)間是17分鐘。同時(shí)關(guān)閉干氧流量計(jì)。，再擴(kuò)散結(jié)束，調(diào)整溫控器降溫，氮?dú)饬髁坎蛔?，時(shí)間30分鐘。硼擴(kuò)散工藝結(jié)束。當(dāng)然，在計(jì)算的過程中，還遇到了許多細(xì)節(jié)的問題，不過在魏老師和何老師的指導(dǎo)下，以及和同學(xué)的討論下，逐一解決了。這個(gè)設(shè)計(jì)題目已經(jīng)很舊的，但從中能體會(huì)到一個(gè)pnp雙極型晶體管設(shè)計(jì)的過程，讓我們學(xué)到了不少。對(duì)于這里的設(shè)計(jì)主要是擴(kuò)散和氧化層的設(shè)計(jì)，主要問題也還是對(duì)于具體工藝流程的不熟悉，導(dǎo)致了很多方面的思路都出現(xiàn)偏差，在跟同學(xué)反復(fù)討論，最后詢問老師之后，終于確定了設(shè)計(jì)思路，從而通過相關(guān)計(jì)算完成了這個(gè)步驟的設(shè)計(jì)。在遭受到較多打擊之后終于暫時(shí)放棄了繼續(xù)設(shè)計(jì)的腳步，而開始通讀課本里的知識(shí)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)時(shí)，通過給定的電學(xué)參數(shù)，計(jì)算出晶體管的基本參數(shù)，由這些基本參數(shù)轉(zhuǎn)化為工藝控制參數(shù)。同時(shí)，這次課程設(shè)計(jì)也讓我更加熟悉matlab軟件的應(yīng)用，學(xué)會(huì)了一種應(yīng)用軟件的操作，相信對(duì)將來的工作會(huì)有很大的幫助。，光刻完成后，檢測(cè)擊穿電壓、β值。，開干氧流量計(jì)，調(diào)整氧氣流量3升/分鐘，并根據(jù)工藝條件確定干氧時(shí)間，干氧時(shí)間是17分鐘。，開氮?dú)饬髁坑?jì)，按工藝條件調(diào)節(jié)氮?dú)庋鯕獗壤?，然后，開通源閥，使通源流量達(dá)到工藝要求，并開始計(jì)時(shí)。，將甩干的硅片裝入石英舟，并將石英舟推到恒溫區(qū)。4. 從石英管中取出石英舟，將硅片裝在石英舟上，并將石英舟推到恒溫區(qū)。B) 清洗源瓶，并倒好硼源（固態(tài)源，由氧化硼與其他穩(wěn)定的氧化物壓制而成）。（2）再擴(kuò)散（主擴(kuò)散）硼再擴(kuò)散為有限表面源擴(kuò)散，雜質(zhì)濃度分布方程為： 其中Q為擴(kuò)散入硅片雜質(zhì)總量：D2為主擴(kuò)散（再分布）溫度的擴(kuò)散系數(shù)。 硼擴(kuò)散工藝(發(fā)射區(qū)擴(kuò)散)擴(kuò)散是微觀粒子的一種極為普遍的熱運(yùn)動(dòng)形式，各種分離器件和集成電路制造中的固態(tài)擴(kuò)散工藝簡(jiǎn)稱擴(kuò)散，硼擴(kuò)散工藝是將一定數(shù)量的硼雜質(zhì)摻入到硅片晶體中，以改變硅片原來的電學(xué)性質(zhì)。，拉出石英舟，取出硅片，檢測(cè)氧化層厚度、均勻性，漂去氧化層，沖洗干凈后，檢測(cè)R□值，結(jié)深(磨角法或者SEM法)，β值。根據(jù)工藝條件進(jìn)行濕氧36分鐘。，使溫度達(dá)到再擴(kuò)散溫度1250℃，調(diào)整氧氣流量3升/分鐘，并開始計(jì)時(shí)，擴(kuò)散336min，根據(jù)工藝條件進(jìn)行干氧11分鐘。，關(guān)閉通源流量計(jì)，保持氮?dú)?、氧氣流量進(jìn)行吹氣，吹氣完成后，調(diào)整氮?dú)饬髁?升/分鐘，關(guān)閉氧氣流量計(jì)，同時(shí)調(diào)整擴(kuò)散爐溫控器