【材料課件】第一章微電子技術(shù)中圖形加工的方法-全文預(yù)覽
【正文】 刻蝕 表 2— 2列出了微電子工業(yè)中用于薄膜材料的典型刻蝕劑。 第五節(jié) 刻 蝕 通過光刻工藝在光刻膠上產(chǎn)生圖形以后 ， 光刻膠下面的薄膜通常采用刻蝕的方法得到圖形 。曝光后，顯影除去的或是曝光區(qū) (正性膠 )或是非曝光區(qū) (負(fù)性膠 )。由聚焦電子束產(chǎn)生的遠(yuǎn) “ 點(diǎn) ” X射線源照射到掩模上 ， 吸收了 X射線的圖形被投影到聚合膜上 。 光柵掃描系統(tǒng)有順序地覆蓋著產(chǎn)生圖形的整個(gè)面積 ， 并根據(jù)要記錄的圖形的需要 ， 調(diào)整電子束的開或關(guān)；矢量控制系統(tǒng)則根據(jù)圖形的需要使電子束偏轉(zhuǎn)到確定的軌跡 。 ? 電子束可以由計(jì)算機(jī)程序控制直接掃描而產(chǎn)生圖形，或通過特別掩模的電子圖像而產(chǎn)生圖形。 由于電子束和 X射線的波長為毫微米 (nm)甚至更小 ， 故利用它們可產(chǎn)生極細(xì)的線條 。 然后基片步進(jìn)到一個(gè)新的位置 ， 又對(duì)基片的另一部分曝光 。 二、投影復(fù)制 ? 在投影復(fù)制中 ， 借助在掩模和基片之間的高分辨率透鏡把光掩模的圖形直接投影在基片的光刻膠上 ， 掩模壽命主要受操作損傷的限制 。若掩模與基片之間有一間隔，這就避免了相互接觸和由接觸而引起的缺陷。剩余的光刻膠涂層具有化學(xué)穩(wěn)定性，以便隔離酸性溶液對(duì)氧化物層的刻蝕，并在氧化物層中產(chǎn)生一窗口，如圖 2— 9(d)所示。 ，原圖可能是 125cm。 ? 離子束光刻提供了圖形的摻雜能力 ， 并具有很高的分辨率 (0． 01μ m以下 )。 微細(xì)結(jié)構(gòu)加工所使用的光刻類型 ? 光學(xué)光刻是微電子工業(yè)中最重要的技術(shù) ，通常用于 2～ 3μ m線寬的制造 。 ? MBE一直被用來制備各種 GaAs和 AlxGa1xAs器件薄膜和膜層結(jié)構(gòu) ，如電容電壓可急劇變化的高可控的變?nèi)荻O管 、 碰撞雪崩渡越時(shí)間二極管 、 微波混合二極管 、 肖特基層場(chǎng)效應(yīng)晶體管 、 光波導(dǎo) 、集成光學(xué)結(jié)構(gòu)等；對(duì)微波 、 光學(xué)固體器件及亞微米層結(jié)構(gòu)電路等固體電子學(xué) ， MBE具有最大的影響 ， 其工藝對(duì)平面和集成工藝也有十分重要的意義 。 由光欄的開 、 關(guān)可以讓任一束流到達(dá)基片 ， 從而形成所需要的外延膜 。 每一爐子裝有一個(gè)坩堝 ， 它們依次裝有希望得到薄膜的某些元素 。 在工作時(shí) ，移動(dòng)滑動(dòng)的溶液架以帶動(dòng)基片與溶液接觸 。 這一現(xiàn)象是化學(xué)反應(yīng)引起的 ， 即 SiCl4 十 Si(固 )→ 2SiCl2；因此 ，當(dāng) SiCl4 濃度較高時(shí)就可能發(fā)生硅的刻蝕 。 其基本反應(yīng)是 SiCl4十 2H2 Si(固 )十 4HCl 該反應(yīng)是可逆的，向右反應(yīng)產(chǎn)生硅外延膜，相反的反應(yīng)則使基片剝離或刻蝕。 目前流行的外延生長工藝有三種：氣相 (VPE)、 液相 (LPE)和分子束外延(MBE)。 第二節(jié) 外 延 ? “ 外延 ” 是指在單晶襯底上生長一層新單晶的技術(shù) 。 第一節(jié) 制造微細(xì)圖形的要求 ? 平面工藝是微細(xì)加工發(fā)展中的一個(gè)非常重要的工序 ，其基本制作工藝是在不同電特性的薄膜材料上加工所需要的圖形 。第一章 微電子技術(shù)中圖形加工的一般方法 ? 在半導(dǎo)體發(fā)展的早期，首先使用的半導(dǎo)體材料是鍺，但它很快被硅取代了。但由于砷化鎵在生長大的單晶和形成絕緣層方面還存在某些技術(shù)問題，因此在目前的微電子學(xué)中占統(tǒng)治地位的半導(dǎo)體材料仍然是硅。通過光刻的方法產(chǎn)生所需要的圖形，即把設(shè)計(jì)好的圖形投影到涂有光刻膠的表面層上，使被曝光部分的光刻膠變成堅(jiān)硬的抗蝕劑層，而未被曝光的光刻膠則在某一溶劑中被溶解。 薄膜的摻雜可以是 n型或 p型 。 置于石墨基座上的硅基片表面上 ， SiCl4與氫氣發(fā)生還原反應(yīng)而生成硅 ， 并以單晶形式沉積在硅基片表面上 。 由圖可見 ，生長速率達(dá)到最大值后 ， 隨著 SiCl4的濃度增加而減少 。 圖2— 3表示四種不同薄層外延生長的 LPE裝置 。圖 24說明了這一過程 ， 它表示分子束外延摻雜不同材料 (如 A1XGa1XAs)的基本方法 。整個(gè)生長工藝的附加控制可通過在每個(gè)爐子和基片之間分別插入光欄而獲得 。 在外延生長技術(shù)中 ， 分子束外延使微細(xì)加工在結(jié)構(gòu)清晰度
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