第三章集成電路制造工藝(存儲(chǔ)版)
【正文】 基極引線 發(fā)射極 引線若要使晶體管有放大作用，必須保證： NeNbNc第三章集成電路 中雙極型晶體管N 外延 集電區(qū) N +埋層 p Si P 基區(qū)N+ N+be CP+隔離環(huán) P+ 隔 離 環(huán)集成電路中的雙極型晶體管結(jié)構(gòu) 與分立型相同因所有的元器件均在同一電路上，所以必須要有 隔離 分開(kāi)集電極 只能從 上面 引出第三章IC中 縱向 NPN晶體管剖面圖ALSiO2 bPP+P襯底e cn+外延Nepi P+n+ n+P襯底n+埋層N外延外延P+P+ P+P+ PN結(jié)隔離槽NPP+隔離P+隔離cb eppIC中 橫向 PNP晶體管剖面圖第三章襯底單晶片鍵合封帽老化篩選總測(cè)隔離區(qū)氧化2埋層窗口擴(kuò)散外延生長(zhǎng)初始氧化1埋層窗口光刻1隔離窗口光刻2基區(qū)窗口光刻3隔離區(qū)窗口擴(kuò)散基區(qū)氧化3基區(qū)擴(kuò)散電極鋁反刻6引線孔光刻5蒸發(fā)電極發(fā)射區(qū)擴(kuò)散引線孔氧化5劃片中間測(cè)試裝架壓焊點(diǎn)光刻7合金表面鈍化6發(fā)射區(qū)氧化4發(fā)射區(qū)窗口光刻43. 平面 雙極 型 集成電路 晶體管 基本 工藝流程第三章平面 集成電路基本 工藝平面 集成電路 工藝也 分為 前部 工序、 后部 工序、 輔助 工序前工序 （管芯工序）即中測(cè)前所有的工序 薄膜制備工藝 : 外延層制備、氧化層、鈍化層、金屬電極層 摻雜工藝 : 制備埋層、隔離區(qū)、基區(qū)、發(fā)射區(qū)等 圖形加工工藝 : 光刻掩膜、制版后工序 ： 中測(cè)后直至成品所有的工序輔助工序 ：高純水的制備、高純氣體制備、單晶片制備， 超凈環(huán)境等第三章167。f. 引線及后續(xù)工藝第三章a. N阱的生成氧化光刻摻雜PPN阱第三章b. 有源區(qū)的確定和場(chǎng)氧氧化有源區(qū)：晶體管所在的區(qū)域 (N溝晶體管 ) (P溝晶體管 )N+ N+ N+N+寄生晶體管場(chǎng)氧：不同晶體管之間形成較厚的氧化層第三章襯底氧化去掉氮化層SiO2緩沖層Si3N4SiO2的作用？Si3N4的作用？第三章沒(méi)有氧化層的區(qū)域即為有源區(qū)第三章c. 生長(zhǎng)柵氧化層和生成多晶硅柵電極確定了有源區(qū)以后，就可以制作 MOS晶體管第三章 P溝 MOS晶體管第三章e. 形成 N溝 MOS晶體管第三章N+ N+ N 阱P+ P+ N+SiO2SiO2AlAl AlSiO2場(chǎng)氧化層?xùn)叛趸瘜?柵氧化層N+多晶硅柵P+多晶硅 柵f. 引線及后續(xù)工藝第三章硅柵與自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)如果在柵氧化層上采用 多晶硅 作為 柵電極 ，在形成源、漏區(qū)進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)， 柵材料 可以起到 掩膜 的作用，自動(dòng)解決了柵金屬電極與源、漏區(qū)對(duì)準(zhǔn)的問(wèn)題。 畫(huà)出雙極晶體管 (NPN和 PNP)的截面圖以及幾種 MOS晶體管的截面圖 (標(biāo)注區(qū)域和電極 )。d. 形成 P溝 MOS晶體管216。216。3. 局部氧化隔離法 : 介質(zhì) PN結(jié)混合隔離襯底氧化去掉氮化層SiO2緩沖層Si3N4隔離島底部 : PN結(jié)隔離隔離島側(cè)壁： 絕緣介質(zhì)第三章四、 絕緣物上硅隔離 PN結(jié)隔離擊穿電壓較低 (小于 40伏 )，結(jié)電容較大等，在輻射下會(huì)產(chǎn)生較大的 瞬態(tài)電流 導(dǎo)致隔離失敗。高溫外延時(shí)，下隔離的雜質(zhì)同時(shí)向上下擴(kuò)散上隔離 與基區(qū)擴(kuò)散同時(shí)完成，減小橫向擴(kuò)散展寬所占的面積第三章3. 集電極擴(kuò)散隔離集電極擴(kuò)散隔離 優(yōu)點(diǎn) :隔離占的 面積小 。 pn結(jié)對(duì)通隔離252。 隔離技術(shù) 首要問(wèn)題 : 采用 隔離技術(shù) 將元器件分離 ,進(jìn)行電學(xué)上的隔離。為形成良好的 歐姆接觸 還要進(jìn)行 合金化 處理。 第三章 真空蒸發(fā)鍍膜真空蒸發(fā)鍍膜 :? 提高溫度熔解并蒸發(fā)材料。第三章 電遷移現(xiàn)象 鋁是 多晶 結(jié)構(gòu)，電流通過(guò)時(shí)鋁原子受電子作用 沿晶粒邊界向高電位端遷移 ，使此處出現(xiàn)原子堆積形成 小丘 導(dǎo)致相鄰金屬線斷路，低電位處出現(xiàn) 空洞 導(dǎo)至開(kāi)路。 2. 氣相外延生長(zhǎng) VPE 反應(yīng)管 線圈氣體入口氣流 ? 石墨板? 氣相 四氯化硅 在加熱的硅襯底表面與 氫氣反應(yīng)還原出 硅原子 淀積在表面上。 主要缺點(diǎn)：效率低，設(shè)備貴。? 通常 SiO2采用濕法刻蝕技術(shù)，有時(shí)金屬鋁也采用濕法刻蝕技術(shù)。第三章Dry etch of Si 刻蝕分為兩類(lèi) : 濕法刻蝕 ： 各向同性 刻蝕法，簡(jiǎn)單方便、效率高，但存 在 橫向腐蝕 問(wèn)題。第三章涂膠、前烘 曝光 顯定影堅(jiān)膜 去膠 光刻工藝基本流程 腐蝕第三章前烘顯、定影掩膜版 對(duì)準(zhǔn)、曝光 紫外光 去膠 涂膠 光刻膠 晶片清洗 SiO2堅(jiān)膜（后烘） 腐蝕 光刻基本流程第三章 2. 光刻 涂膠 采用 旋轉(zhuǎn)涂膠 技術(shù)對(duì)晶片進(jìn)行涂膠。? 注入不受雜質(zhì)在襯底材料中溶解度限制，各種元素均可摻雜。 離子注入摻雜方法 第三章適用于結(jié)深小于 1微米的平面工藝摻雜原子經(jīng)離化變成帶電的雜質(zhì)離子電場(chǎng) (104106)eV轟擊半導(dǎo)體基片第三章離子注入摻雜分兩步： 離子注入 退火再分布離子注入深度 較淺， 濃度 較大 ，必須熱處理使雜質(zhì)向半導(dǎo)體體內(nèi)重新分布。第三章擴(kuò)散結(jié)深ND為樣品中原來(lái)的摻雜濃度t2t3t1 t2 t3t1NsxNxX j 1 X j2 X j3X j 《 X j2 《 X j3第三章二 . 常用的擴(kuò)散方法擴(kuò)散方法：液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)等在平面擴(kuò)散工藝中最常用的是 液態(tài)源 擴(kuò)散第三章1. 液態(tài)源擴(kuò)散源
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