電學(xué)半導(dǎo)體制程及原理(編輯修改稿)
2024-07-13 15:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 布圖形取決于離子的質(zhì)量與植入能量。離子植入程序的優(yōu)點(diǎn)在于雜質(zhì)量的精確控制，雜質(zhì)分布的再重整，以及低溫下操作。雜質(zhì)的擴(kuò)散基本上是將半導(dǎo)體晶圓置于熔爐中，然后以帶雜質(zhì)原子的惰性氣體通過(guò)。于硅擴(kuò)散作用中，最常使用的雜質(zhì)為硼、砷及磷，這三種元素在硅中的溶解度相當(dāng)高。雜質(zhì)的來(lái)源包含數(shù)種，有固體來(lái)源(BN，AS2O3及P2O3)，液體來(lái)源(BBrAsCl3及POCl3)，氣體來(lái)源(B2HAsH及PH3)。通常，以上物質(zhì)由惰性氣體(如N，)輸送至半導(dǎo)體表面而發(fā)生還原反應(yīng)。固體來(lái)源的化學(xué)反應(yīng)式如下反應(yīng)時(shí)會(huì)往硅表面形成氧化層。2As2O3+3Si→4As+3SiO2離子植入是將高能量之帶電粒子射入硅基晶中。半導(dǎo)體中離子植入的實(shí)際應(yīng)用改變了基晶層的電子性質(zhì)。植入雜質(zhì)濃度在1011~1016離子/cm2。雜質(zhì)濃度的表示法是半導(dǎo)體單位表面積1cm2所植入的離子數(shù)目。 使用擴(kuò)散與離子植入技術(shù)將雜質(zhì)植入半導(dǎo)體基晶中的比較印刻與蝕刻印刻是在覆蓋半導(dǎo)體芯片表面的光敏感材料薄層(稱為光阻)印上幾何鑄型。不同的光阻鑄型不止一次的印刻在晶層上，以形成元件圖樣。再經(jīng)蝕刻程序獲得各不同區(qū)，以便進(jìn)行植入、擴(kuò)散等前幾節(jié)所敘述的步驟。IC印刻方法及對(duì)應(yīng)使用之光阻成分電子束印刻正光阻PMMA(聚甲基丙烯酸甲脂)，PBS(聚丁稀諷)。負(fù)光阻COP(縮水甘油丙烯酸甲脂與乙基丙稀酸酯共相聚合物)光學(xué)(uv)印刻負(fù)光阻硒化銬和銀覆蓋層X光印刻負(fù)光阻DCOPA(W烯(二氡丙基)酸及縮水廿油甲基丙烯酸酯一土二基丙烯酸酯)離子束光阻正光阻PMMA光阻化合物對(duì)輻射具敏感性，可區(qū)分為正光阻及負(fù)光阻。正光阻經(jīng)過(guò)光照后，曝光區(qū)可以化學(xué)物質(zhì)(去光阻劑或顯影液)溶解除去；負(fù)光阻正好相反。正光阻的組成有三：對(duì)光敏感化合物、樹脂及有機(jī)溶劑。負(fù)光阻是含光敏感組成的高分子。 IC印刻種類及其光阻型式印刻種類型式敏感度光學(xué)Kodak 747AZ1350JPR102負(fù)正正9 mJ/cm290mJ/cm2140mJ/cm2電子束COPGeSePBSPMMA負(fù)負(fù)正正80μC/cm21μC/cm250μC/cm2X光COPDCOPAPBSPMMA負(fù)負(fù)正正175 mJ/cm210 mJ/cm295 mJ/cm2l000mJ/cm2晶圓上光阻后，經(jīng)曝光處理，再由顯影液將曝光區(qū)的正光阻溶解、洗凈、涼干，再經(jīng)蝕刻去除曝光區(qū)的絕緣層，而未曝光區(qū)的光阻則不受蝕刻影向，最后除去剩余光阻，可用溶液(如H2SO4+H2O2槽)或電漿氧化，經(jīng)此道程序，可制成設(shè)計(jì)所需之絕緣層鑄型影像。而絕緣層之鑄型影像，乃作為下個(gè)制程的遮避保護(hù)層，如離子植入未被絕緣層保護(hù)的半導(dǎo)體基質(zhì)區(qū)域，整個(gè)集成電路的電路系統(tǒng)制程，通常須重覆地在晶圓表面作多次以上的印刻與蝕刻程序。濕法化學(xué)蝕刻乃利用液體化學(xué)物質(zhì)與基質(zhì)表面的特定材料反應(yīng)溶出，此程序廣泛的應(yīng)用于半導(dǎo)體制程中。最常使用的侵蝕液為硝酸(HNO3)及氫氟酸(HF)的水溶液或是醋酸(CH3COOH)溶液。SiO2+6HF→H2SiF6+H2OSi+HNO3+6HF→H2SiF6+HNO2+H2O+H2鎵砷半導(dǎo)體之蝕刻液以H2SO4H2O2H2O為主。另外，絕緣層與金屬層之蝕刻，使用的是能溶解這些物質(zhì)及其鹽類或錯(cuò)化物的化學(xué)品。 硅與鎵砷常用之浸蝕液 絕緣層與導(dǎo)電層常用之侵蝕液材料侵蝕液組成蝕刻液SiO228mlHF170mlH2O HF緩沖溶液113g NH4F15ml HF10ml HNO3P蝕刻300ml H2O1000A/min120 A/minSiN4HF緩沖溶液H3PO45 A/min100 A/minAl1mlHNO34mlCH3COOH4 mlH3PO41mlH2O350 A/minAu4g KI1g I240mlH2O1μm/minMo5ml H3PO42ml HNO34ml CH3COOH150mlH2OPt1ml HNO37mlHCl8mlH2O500 A/minW34g KH2PO4 KOH33g K3Fe(CN)6加入H2O至1公升1600 A/min干法蝕刻(電漿蝕刻)乃利用低壓放電將氣體電離成電漿，所以電漿含全部或部分電離之氣體，其中有離子、電子及中子。 濺射蝕刻制程及平行臺(tái)電漿蝕刻使用之氣體濺射蝕刻制程加，Ne平行臺(tái)電漿蝕刻CCI + CI@CF + H@BCl3 + CI@CCI + 0@SF@ + Cl, 晶圓切割將芯片排列組合，做成集成電路，利用閘區(qū)化切割機(jī)或鉆石刀及雷射槍來(lái)替代切割機(jī)切割晶圓，形成IC薄片， 晶圓成品之切割程序連線打著利用金屬線連接IC芯片與基板。塑封為保護(hù)已連線的I
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