【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 資料來 自企業(yè) 機(jī)械拋光工藝 方法及原理 優(yōu)缺點(diǎn) 適用范圍 化學(xué)拋光工藝 原理 方法 優(yōu)缺點(diǎn) 適用范圍 化學(xué)機(jī)械拋光工藝 方法及原理 化學(xué)機(jī)械拋光種類 拋光過程分析 課程重點(diǎn)：本節(jié)簡(jiǎn)單介紹了襯底制備中切片、磨片和拋光三個(gè)工藝的基本情況。關(guān)于硅單晶體的切割，討論了該工藝的四個(gè)作用：即決定了所切出的硅單晶片的晶向、晶片厚度、晶 片平行度和晶片翹度；討論了切割原理：實(shí)際上是利用了刀片上的金剛砂刀刃對(duì)硅單晶棒進(jìn)行脆性磨削，由于切割刀片的高速旋轉(zhuǎn)和緩慢進(jìn)刀，而使硅單晶棒變成了一片一片的硅單晶片；介紹了兩種切割設(shè)備，一種是多用于硅單晶片的切割的內(nèi)圓切割機(jī)，另一種是用于定位面切割的外圓切割機(jī)；最后還給出了硅單晶體的切割的要求和注意事項(xiàng)。關(guān)于硅單晶片的研磨，討論了該工藝的四個(gè)作用：即去除切片造成的刀痕、調(diào)節(jié)硅單晶片的厚度、提高硅單晶片的平行度和改善硅單晶片的平整度；討論了硅單晶片研磨的方法，根據(jù)設(shè)備的不同分為硅單晶片的單面研磨和硅單晶片的雙面 研磨，其研磨機(jī)理是相同的；討論了影響硅單晶片研磨的因素，研磨質(zhì)量主要取決于磨料的質(zhì)量和磨盤壓力的大小。關(guān)于硅單晶片的拋光，討論了該工藝的作用，主要是去除磨片造成的與磨料粒度相當(dāng)?shù)膿p傷層，以獲得高潔凈的、無損傷的、平整光滑的硅單晶片的鏡面表面；討論了拋光工藝的三種拋光方法，即機(jī)械拋光、化學(xué)拋光和化學(xué)機(jī)械拋光方法。機(jī)械拋光是采用更細(xì)的磨料在蓋有拋光布的磨盤上進(jìn)行細(xì)磨，由于其工藝過程中無化學(xué)反應(yīng)，則該工藝適用于化合物半導(dǎo)體晶片的表面拋光；化學(xué)拋光是利用化學(xué)腐蝕的方法對(duì)晶片表面進(jìn)行拋光，它對(duì)待研磨片平整度要求較高， 化學(xué)拋光可分為液相拋光和氣相拋光兩種拋光方式，由于該拋光工藝拋光速度快、效率高，則該工藝更適用于高硬度襯底表面的拋光（如藍(lán)寶石、尖晶石等）；化學(xué)機(jī)械拋光是硅單晶片拋光的常用工藝，該工藝綜合了機(jī)械拋光、化學(xué)拋光兩種方法的各自的優(yōu)點(diǎn)，從方法上看，是采用了機(jī)械拋光設(shè)備而加入了化學(xué)拋光劑，化機(jī)拋光的種類可分為酸性拋光液拋光和堿性拋光液拋光兩種，酸性拋光液拋光有鉻離子拋光和銅離子拋光兩種方式，堿性拋光液拋光為二氧化硅拋光、也分為膠體二氧化硅拋光和懸浮二氧化硅拋光兩種方式。 課程難點(diǎn)：硅單晶切割的方法與原理；硅單晶 切割的要求和注意事項(xiàng)。硅單晶片研磨的方法和原理；硅單晶片單面研磨方式和雙面研磨方式的區(qū)別；注意磨料質(zhì)量和磨盤壓力是如何影響研磨質(zhì)量的。硅單晶片的三種拋光方法各自的拋光原理與拋光 工藝；三種拋光方法各自的應(yīng)用特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。 基本概念： 1 晶片的平行度 指某晶片的厚度不均勻 的狀況。 2晶片的厚度公差 晶片與 晶片之間厚度的差別。 3 晶片的單面研磨 晶片的單面研磨指將晶片用石蠟粘在壓塊上，在磨盤上加壓對(duì)空面進(jìn)行研磨的方法。 4 晶片的雙面研磨 –指將晶片置于行星托片中，在上、下磨盤中加壓進(jìn)行雙面研磨 的方法。 此資料來 自企業(yè) 5 機(jī)械拋光 采用極細(xì)的磨料、在蓋有細(xì)密拋光布的拋光盤上對(duì)襯底表面進(jìn)行細(xì)磨的工藝過程。 6 化學(xué)拋光 利用化學(xué)腐蝕的方法對(duì)襯底表面進(jìn)行去損傷層處理的過程。 7 化學(xué)機(jī)械拋光 采用機(jī)械拋光設(shè)備、加入化學(xué)拋光劑對(duì)襯底表面損傷層進(jìn)行處理的過程。 基本要求：熟知半導(dǎo)體集成電路制造對(duì)襯底片的要求，了解襯底制備工藝是如何一步步達(dá)到以上要求的。清楚知道晶片切割工藝的方法與原理，了解晶片切割工藝過程，知道晶片切割的工藝要求和注意事項(xiàng)。清楚知道晶片研磨的工藝方法和工藝原理，熟悉兩種研磨方法，知道研磨工藝達(dá)到 的目的和要求，能分析影響研磨質(zhì)量的各種因素。清楚知道晶片拋光的各種工藝方法和工藝原理，能根據(jù)不同的待拋光襯底的實(shí)際狀況選擇合適的拋光方式，合適的拋光方法。 第一章襯底材料及襯底制備作業(yè) 思考題 3 題 +習(xí)題 3 題 第二章： 外延工藝原理 （ 8學(xué)時(shí)） 167。 外 延 技 術(shù) 概 述 學(xué)時(shí) 課程內(nèi)容： 1 外延分類 由外延材料的名稱不同分類 由外延層材料與襯底材料相同否分類 同質(zhì)外延 異質(zhì)外延 由器件作在外延層上還是襯底上分類 正外延 負(fù)外延（反外延） 由外延生長(zhǎng)狀態(tài)分類 液相外延 氣相外延 分子束外延 由外延生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)分類 直接外延 間接外延 2 外延技術(shù)簡(jiǎn)介 定義 外延技術(shù) 外延層 外延新技術(shù) 低溫外延 變溫外延 分步外延 分子束外延 3 集成電路制造中常見的外延工藝 硅外延工藝 此資料來 自企業(yè) 典型外延裝置 硅外延可進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) 砷化鎵外延工藝 氣相外延工藝 液相外延工藝 課程重點(diǎn)：本節(jié)介紹了什么是外延？外延技術(shù)解決了哪些器件制造中的難題。介紹了外延技術(shù)的分類，由外延材料的不同可分為硅外延、砷化鎵外延等等；由外延層與襯底材料相同否可分為同質(zhì)外延和異質(zhì)外延；由在外延層上還是在襯底上制造器件可分為正外延和負(fù) 外延（反外延）；由外延的生長(zhǎng)環(huán)境狀態(tài)可分為 液相外延、氣相外延和分子束外延；由外延過程中的生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)可分為直接外延和間接外延。對(duì)外延技術(shù)做了簡(jiǎn)單的介紹，給出了外延技術(shù)和外延層的定義；介紹了低溫外延、變溫外延、分步外延和分子束外延幾種較新的外延技術(shù)。對(duì)在集成電路制造中常見的外延工藝做了概述。對(duì)硅外延工藝，介紹了其典型外延裝置，包括了臥式外延反應(yīng)器裝置、立式外延反應(yīng)器裝置和桶式外延反應(yīng)器裝置；以氫氣還原四氯化硅的典型臥式外延反應(yīng)器裝置為例進(jìn)行了設(shè)備介紹，該設(shè)備包含了氣體控制裝置（氣體純化裝置、硅化物源〈純硅化物 源和含雜硅化物源〉、控制管道及裝置等）、高（射）頻加熱裝置（高〈射〉頻感應(yīng)信號(hào)爐 、可通冷卻水的銅感應(yīng)線圈、靠產(chǎn)生渦流加熱的石墨基座）、測(cè)溫裝置及石英管構(gòu)成的反應(yīng)器；對(duì)硅外延可進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了討論，包括氫氣還原法中的四氯化硅氫氣還原法、三氯氫硅氫氣還原法 以及熱分解法中的二氯氫硅熱分解法、硅烷熱分解法。對(duì)砷化鎵外延工藝，主要介紹了三類外延方法中常見的氣相外延工藝和液相外延工藝，在氣相外延工藝中，討論了鹵化物外延工藝和氫化物外延工藝；在液相外延工藝中，介紹了液相外延應(yīng)注意的幾個(gè)問題、介紹了液相外延生長(zhǎng)系統(tǒng) （水平生長(zhǎng)系統(tǒng)和垂直生長(zhǎng)系統(tǒng)），由于水平生長(zhǎng)系統(tǒng)較為常用，所以重點(diǎn)介紹了各種水平液相生長(zhǎng)系統(tǒng)。 課程難點(diǎn)：外延的定義、外延技術(shù)的定義、外延層的定義。在外延分類中，按外延材料不同分類時(shí)所包含的種類及其定義；按器件制作的層次不同分類時(shí)所包含的種類及其定義；按外延外延層與襯底材料相同或不同分類時(shí)所包含的種類及其定義；按外延生長(zhǎng)環(huán)境狀態(tài)不同分類時(shí)所包含的種類及其定義；按外延生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)不同分類時(shí)所包含的種類及其定義。外延技術(shù)解決了半導(dǎo)體集成電路制造中哪些難題？是如何解決的。對(duì)于半導(dǎo)體集成電路制造中常見的外延技術(shù)，關(guān)于硅外延技術(shù)的典型生長(zhǎng)裝置、裝置中的主要組成部分、外延中區(qū)別兩類方式（氫氣還原方式、熱分解方式）可進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)；關(guān)于砷化鎵外延技術(shù)的兩種外延類型、氣相外延工藝中的兩種外延方法（鹵化物外延工藝、氫化物外延工藝）各自的工藝過程和化學(xué)反應(yīng)狀況、液相外延工藝中應(yīng)注意的問題和幾種實(shí)際外延系統(tǒng)的外延原理。 基本概念： 1 外延 在一定條件下，通過一定方法獲得所需原子，并使這些原子有規(guī)則地排列在襯底上；在排列時(shí)控制有關(guān)工藝條件，使排列的結(jié)果形成具有一定導(dǎo)電類 此資料來 自企業(yè) 型、一定電阻率、一定厚度。晶格完美的新單晶層的過程。 2 硅外延 生長(zhǎng)硅外延層的外延生長(zhǎng)過程。 3砷化鎵外延 生長(zhǎng)砷化鎵外延層的外延生長(zhǎng)過程。 4 同質(zhì)外延 生長(zhǎng)的外延層材料與襯底材料結(jié)構(gòu)相同的外延生長(zhǎng)過程。 5 異質(zhì)外延 生長(zhǎng)的外延層材料與襯底材料結(jié)構(gòu)不同的外延生長(zhǎng)過程。 6 正外延 在（外延 /襯底）結(jié)構(gòu)上制造器件時(shí)器件制造在外延層上的前期外延生長(zhǎng)過程。 7負(fù)外延（反外延） 在（外延 /襯底）結(jié)構(gòu)上制造器件時(shí)器件制造在襯底上的前期外延生長(zhǎng)過程。 8 液相外延 襯底片的待生長(zhǎng)面浸入外延生長(zhǎng)的液體環(huán)境中生長(zhǎng)外延層的外延生長(zhǎng)過程。 9氣相外延 在含有外延生長(zhǎng)所需原子的化合 物的氣相環(huán)境中，通過一定方法獲取外延生長(zhǎng)所需原子，使其按規(guī)定要求排列而生成外延層的外延生長(zhǎng)過程。 10 分子束外延 在高真空中，外延生長(zhǎng)所需原子（無中間化學(xué)反應(yīng)過程）由源直接轉(zhuǎn)移到待生長(zhǎng)表面上，按規(guī)定要求排列生成外延層的外延生長(zhǎng)過程。 11 直接外延 整個(gè)外延層生長(zhǎng)中無中間化學(xué)反應(yīng)過程的外延生長(zhǎng)過程。 12 間接外延 外延所需的原子由含其基元的化合物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)得到，然后淀積、加接形成外延層的外延生長(zhǎng)過程。 13 外延層 由原始襯底表面起始，沿其結(jié)晶軸向（垂直于襯底表面的方向）平行向外延伸所生成的新單晶層。 14外延技術(shù) 生長(zhǎng)外延層的技術(shù)。 基本要求：了解外延技術(shù)解決了半導(dǎo)體分離器件和集成電路制造中存在的哪些難題？為什么說外延技術(shù)解決了器件參數(shù)對(duì)材料要求的矛盾、是什么矛盾、如何解決的？為什么說外延技術(shù)提供了集成電路隔離的一種方法、什么方法？為什么說外延技術(shù)為發(fā)光器件、光學(xué)器件的異質(zhì)結(jié)形成提供了途徑？要求知道外延技術(shù)是如何分類的、各種分類中的外延是如何定義的？要求能大致了解較新的外延技術(shù)。要求清楚的知道在集成電路制造中常用的硅外延工藝的典型外延裝置和外延過程中的所有可能的化學(xué)反應(yīng)；要求清楚的知道在集成電路制造中常用 于砷化鎵外延工藝中的液相外延的注意事項(xiàng)及液相外延反應(yīng)系統(tǒng)、氣相外延的兩種外延工藝及其外延過程中的所有化學(xué)反應(yīng)。 167。 四氯化硅氫氣還原法外延原理 學(xué)時(shí) 課程內(nèi)容： 167。 四氯化硅的氫氣還原法外延生長(zhǎng)過程 1 化學(xué)原理 此資料來 自企業(yè) 四氯化硅的氫氣還原機(jī)理 為吸熱反應(yīng) 伴有有害副反應(yīng)