微電子chappt課件(編輯修改稿)
2025-05-29 18:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ?干氧－濕氧－干氧 (簡(jiǎn)稱干濕干 )氧化法：交替氧化方法制備高質(zhì)量的氧化層。 ?氫氧合成氧化：在常壓下，將高純氫氣和氧氣通入氧化爐，燃燒生成水，水在高溫下汽化，與硅反應(yīng)。避免了濕氧氧化時(shí)水蒸汽帶來(lái)的污染。生長(zhǎng)速度高，氧化層質(zhì)量好，生長(zhǎng)速度易控制，均勻性和重復(fù)性好。集成電路中應(yīng)用廣泛。 進(jìn)行干氧和濕氧氧化的氧化爐示意圖 化學(xué)汽相淀積 (CVD) ?化學(xué)汽相淀積 (Chemical Vapor Deposition)：通過(guò)氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)在襯底上淀積一層薄膜材料的過(guò)程 ?CVD技術(shù)特點(diǎn)： ?具有淀積溫度低、薄膜成分和厚度易于控制、均勻性和重復(fù)性好、臺(tái)階覆蓋優(yōu)良、適用范圍廣、設(shè)備簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn) ?CVD方法幾乎可以淀積集成電路工藝中所需要的各種薄膜，例如摻雜或不摻雜的 SiO多晶硅、非晶硅、氮化硅、金屬 (鎢、鉬 )等 化學(xué)汽相淀積 (CVD) ?常壓化學(xué)汽相淀積 (APCVD) ?低壓化學(xué)汽相淀積 (LPCVD) ?等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積 (PECVD) APCVD反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖 ?石英管用三溫區(qū)管狀爐加熱 ,氣體由一端引入 ,另一端抽出 ,石英管壁靠近爐管 ,溫度很高 .又叫熱壁 CVD, ?優(yōu)點(diǎn)：薄膜厚度的均勻性好，一爐可加工幾百片，壓強(qiáng)低。 ?缺點(diǎn)：沉積速度慢。 LPCVD反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖 ?在通常的 CVD系統(tǒng)中增加了等離子體的能量，反應(yīng)室由兩塊平行的金屬電極板組成，射頻電壓加在上電極上，下電極接地，射頻電壓使平板電極之間的氣體發(fā)生等離子放電，工作氣體由位于下電極附近的進(jìn)氣口進(jìn)入，并流過(guò) 放電區(qū)。半導(dǎo)體片放在下電極上，加熱到 100400度左右。 ?優(yōu)點(diǎn)：沉積溫度低 平行板型 PECVD反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖 化學(xué)汽相淀積 (CVD) ?單晶硅的化學(xué)汽相淀積 (外延 )： 一般地，將在單晶襯底上生長(zhǎng)單晶材料的工藝叫做外延，生長(zhǎng)有外延層的晶體片叫做外延片。可同時(shí)控制導(dǎo)電類型、電阻率及厚度。 ?氣相：利用硅的氣態(tài)化合物或液態(tài)化合物的蒸汽在襯底表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成單晶硅。 ?液相：由液相直接在襯底表面生長(zhǎng)外延層。 ?分子束外延：在超高真空條件下，由一種或幾種原子或分子束蒸發(fā)到襯底表面形成外延層的方法，能精確控制外延層的化學(xué)配比及雜質(zhì)分布，溫度低。 ?材料：四氯化硅 (SiCl4)、二氯硅烷 (SiH2Cl2)、三氯氫硅 (SiHCl3)、硅烷 (SiH4)。 ?二氧化硅的化學(xué)汽相淀積： 可以作為金屬化時(shí)的介質(zhì)層，而且還可以作為離子注入或擴(kuò)散的掩蔽膜，甚至還可以將摻磷、硼或砷的氧化物用作擴(kuò)散源 ?低溫 CVD氧化層：低于 500℃ ,利用硅烷和氧氣反應(yīng)，優(yōu)點(diǎn)：溫度低。作為覆蓋器件的鈍化層與鋁之間的絕緣層。缺點(diǎn)：臺(tái)階覆蓋能力差，有顆粒狀氧化硅。 ?中等溫度淀積： 500～ 800℃ ，利用四乙氧基硅烷 Si(OC2H5)4。均勻性、臺(tái)階覆蓋性、氧化層的質(zhì)量比低溫的好，適于制作接觸孔的介質(zhì)層。 ?高溫淀積： 900℃ 左右。利用二氯甲硅烷 SiCl2H2和氧化亞氮（低壓下），非常均勻，有時(shí)沉積多晶硅上的絕緣膜。 化學(xué)汽相淀積 (CVD) ?多晶硅的化學(xué)汽相淀積： 利用多晶硅替代金屬鋁作為 MOS器件的柵極是 MOS集成電路技術(shù)的重大突破之一，它比利用金屬鋁作為柵極的 MOS器件性能得到很大提高，而且采用多晶硅柵技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)源漏區(qū)自對(duì)準(zhǔn)離子注入，使 MOS集成電路的集成度得到很大提高。 ?氮化硅的化學(xué)汽相淀積： 中等溫度 (780～820℃ )的 LPCVD或低溫 (300℃ ) PECVD方法淀積。 ?LPCVD：具有理想的化學(xué)配比，密度較高，氧化速度很慢，可作為局域氧化的掩蔽阻擋層。材料：二氯甲硅烷和氨氣。 ?PECVD：不具備理想的化學(xué)配比，密度較低，沉積溫度低。具有阻擋水和鈉離子擴(kuò)散及很強(qiáng)的抗劃傷能力，可作集成電路的鈍化層?？捎霉柰榕c氨氣或氮?dú)庠诘入x子體中反應(yīng)得到。 物理氣相淀積 (PVD) ?蒸發(fā)： 在真空系統(tǒng)中，金屬原子獲得足夠的能量后便可以脫離金屬表面的束縛成為蒸汽原子，淀積在晶片上。按照能量來(lái)源的不同，有燈絲加熱蒸發(fā)和電子束蒸發(fā)兩種 ?濺射： 真空系統(tǒng)中充入惰性氣體，在
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