半導(dǎo)體元件的製作(編輯修改稿)
2025-06-12 01:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 MBE 是近年來最熱門的磊晶技術(shù)，無論是 IIIV、IIVI 族化合物半導(dǎo)體、Si 或者 SixGe1x等材料的薄膜特性，為所有磊晶技術(shù)中最佳者。MBE 的原理基本上和高溫蒸鍍法相同，操作壓力保持在超真空 (Ultra High Vacuum，UHV) 約 1010 Toor 以下，因此晶片的裝載必須經(jīng)過閥門的控制來維持其真空度。微影(Lithography) 微影 (Lithography) 技術(shù)是將光罩 (Mask) 上的主要圖案先轉(zhuǎn)移至感光材料上，利用光線透過光罩照射在感光材料上，再以溶劑浸泡將感光材料受光照射到的部份加以溶解或保留，如此所形成的光阻圖案會和光罩完全相同或呈互補(bǔ)。由於微影製程的環(huán)境是採用黃光照明而非一般攝影暗房的紅光，所以這一部份的製程常被簡稱為”黃光”?！ ?為了加強(qiáng)光阻覆蓋的特性，使得圖轉(zhuǎn)移有更好的精確度與可靠度，整個(gè)微影製程包含了以下七個(gè)細(xì)部動作。(１) 表面清洗：由於晶片表面通常都含有氧化物、雜質(zhì)、油脂和水分子，因此在進(jìn)行光阻覆蓋之前，必須將它先利用化學(xué)溶劑 (甲醇或丙酮) 去除雜質(zhì)和油脂，再以氫氟酸蝕刻晶片表面的氧化物，經(jīng)過去離子純水沖洗後，置於加溫的環(huán)境下數(shù)分鐘，以便將這些水分子從晶片表面蒸發(fā)，而此步驟則稱為去水烘烤 (Dehydration Bake)，一般去水烘烤的溫度是設(shè)定在 100~200 186。C 之間進(jìn)行。(２)塗底 (Priming)：用來增加光阻與晶片表面的附著力，它是在經(jīng)表面清洗後的晶片表面上塗上 一層化合物，英文全名為”Hexamethyldisilizane”(HMDS)。HMDS 塗佈的方式主要有兩種，一是以旋轉(zhuǎn)塗蓋 (Spin Coating)，一是以氣相塗蓋 (Vapor Coating)。前者是將 HMDS 以液態(tài)的型式，滴灑在高速旋轉(zhuǎn)的晶片表面，利用旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力，促使 HMDS 均勻塗滿整個(gè)晶片表面；至於後者則是將 HMDS 以氣態(tài)的型式，輸入放有晶片的容器中，然後噴灑在晶片表面完成 HMDS 的塗佈。(３)光阻覆蓋：光阻塗佈也是以旋轉(zhuǎn)塗蓋或氣相塗蓋兩種的方式來進(jìn)行，亦即將光阻滴灑在高速旋轉(zhuǎn)的晶片表面，利用旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力作用，促使光阻往晶片外圍移動，最後形成一層厚度均勻的光阻層；或者是以氣相的型式均勻地噴灑在晶片的表面。(４)軟烤 (Soft Bake)：軟烤也稱為曝光前預(yù)烤 (PreExposure Bake) 在曝光之前，晶片上的光阻必須先經(jīng)過烘烤，以便將光阻層中的溶劑去除，使光阻由原先的液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的薄膜，並使光阻層對晶片表面的附著力增強(qiáng)。(５)曝光：利用光源透過光罩圖案照射在光阻上，以執(zhí)行圖案的轉(zhuǎn)移。(６)顯影：將曝光後的光阻層以顯影劑將光阻層所轉(zhuǎn)移的圖案顯示出來。(７)硬烤：將顯影製程後光阻內(nèi)所殘餘的溶劑加熱蒸發(fā)而減到最低，其目的也是為了加強(qiáng)光阻的附著力，以便利後續(xù)的製程。氧化（Oxidation） 氧化(Oxidation)是半導(dǎo)體電路製作上的基本熱製程。氧化製程的目的是在晶片表面形成一層氧化層，以保護(hù)晶片免於受到化學(xué)作用和做為介電層(絕緣材料)。擴(kuò)散（Diffusion） 擴(kuò)散(Diffusion)是半導(dǎo)體電路製作上的基本熱製程。其目的是藉由外來的雜質(zhì)，使原本單純的半導(dǎo)體材料的鍵結(jié)型態(tài)和能隙產(chǎn)生變化，進(jìn)而改變它的導(dǎo)電性。蝕刻（Etching） 泛指將材料使用化學(xué)或物理方法移除的意思，以化學(xué)方
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