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正文內(nèi)容

微電子學(xué)概論ch4集成電路制造工藝(編輯修改稿)

2024-09-12 02:55 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 高的溫度 (950~ 1280℃)下進行 ? 間隙式擴散:間隙 ? Na、 K、 Fe、 Cu、 Au 等元素 ? 擴散系數(shù)要比替位式擴散大 6~ 7個數(shù)量級,擴散溫度較低 硅原子 空位 下一頁 上一頁 ? 選區(qū)擴散 ? 不能用光刻膠作掩蔽 ? 磷、硼、砷等在二氧化硅層中的擴散系數(shù)均遠小于在硅中的擴散系數(shù),可利用氧化層作為雜質(zhì)擴散的掩蔽層 下一頁 上一頁 擴散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 下一頁 上一頁 固態(tài)源擴散:如 B2O P2O BN等 固態(tài)源擴散系統(tǒng) 下一頁 上一頁 液態(tài)源擴散系統(tǒng) 下一頁 上一頁 氣態(tài)源擴散系統(tǒng) 擴散視頻 下一頁 上一頁 ? 離子注入:將具有很高能量的雜質(zhì)離子射入半導(dǎo)體襯底中的摻雜技術(shù),摻雜深度由注入雜質(zhì)離子的能量和質(zhì)量決定,摻雜濃度由注入雜質(zhì)離子的數(shù)目 (劑量 )決定 ? 摻雜的均勻性好 ? 溫度低:小于 600℃ ? 可以精確控制雜質(zhì)分布 ? 可以注入各種各樣的元素 ? 橫向擴展比擴散要小得多。 ? 可以對化合物半導(dǎo)體進行摻雜 摻雜技術(shù) :離子注入 ?高能離子注入改變晶格結(jié)構(gòu) ?設(shè)備昂貴 P+ B+ 下一頁 上一頁 離子注入系統(tǒng)的原理示意圖 下一頁 上一頁 ? 注入時,表面有氧化層等薄膜 ,做掩蔽層。 N 襯底 P 阱 下一頁 上一頁 光刻膠 有效掩蔽層 不有效掩蔽層 ? 離子注入的特點 ? 摻雜純度不受雜質(zhì)源純度的影響 ? 可以精確控制注入雜質(zhì)的數(shù)目:劑量和能量 ? 可以注入各種各樣的元素 ? 溫度低:小于 600℃ ,二氧化硅、氮化硅、光刻膠、鋁作為掩蔽層 ? 橫向擴展比擴散要小得多:幾乎垂直射入 ? 可以對化合物半導(dǎo)體進行摻雜 下一頁 上一頁 擴散 VS. 離子注入 下一頁 上一頁 鏈接 : 硅柵 MOS結(jié)構(gòu)和自對準(zhǔn)技術(shù) ?問題的提出: P N+ N+ Al P N+ N+ 鋁柵 MOS結(jié)構(gòu) Al 溝道無法和源漏連上 柵氧化層 ? 考慮到光刻的對準(zhǔn)誤差,要求柵氧化層和柵金屬電極均要與源漏有 部分交疊 。 寄生電容 下一頁 上一頁 ?解決方法: 硅柵自對準(zhǔn)離子注入 采用多晶硅作為柵電極材料,在形成源漏區(qū)進行擴散或離子注入時柵材料起到掩膜的作用,自動地保證了柵金屬與源漏區(qū)對準(zhǔn)問題,此技術(shù)稱為 自對準(zhǔn)工藝 下一頁 上一頁 ?對晶格的影響 離子與原子核碰撞 —— 級聯(lián)碰撞 —— 晶格損傷 離子 損傷區(qū) 下一頁 上一頁 退 火 ? 退火: 也叫熱處理,集成電路工藝中所有的在氮氣等不活潑氣氛中進行的熱處理過程都可以稱為退火。 ? 激活雜質(zhì):使不在晶格位置上的離子運動到晶格位置,以便具有電活性,產(chǎn)生自由載流子,起到雜質(zhì)的作用 ? 消除損傷 ? 退火方式 : ? 爐退火 ? 快速退火:脈沖激光法、掃描電子束等 離子注入視頻 下一頁 上一頁 OUTLINE Pattern Transfer ?Lithography ?Etching ?Oxidation ?Diffusion ?Ion Implantation Doping Film Preparation ?Chemical Vapor Deposition ?Physical Vapor Deposition Packaging Insulation 下一頁 上一頁 薄膜制備: 氧化工藝 ?目的:在硅及其他襯底上制備 SiO2層 ?SiO2是一種十分理想的電絕緣材料,它的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,室溫下它只與氫氟酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 硅襯底 SiO2 下一頁 上一頁 氧化硅層的主要作用 ? 在 MOS電路中作為 MOS器件的絕緣柵介質(zhì),器件的組成部分 ? 擴散時的掩蔽層,離子注入的 (有時與光刻膠、Si3N4層一起使用 )阻擋層 ? 作為集成電路的隔離和絕緣介質(zhì)材料 ? 作為電容器的絕緣介質(zhì)材料 ? 作為多層金屬互連層之間的 介質(zhì)材料 ? 作為對器件和電路進行鈍化 的鈍化層材料 下一頁 上一頁 SiO2的制備方法 ?熱氧化法:柵氧化層、場氧化層 ? 干氧氧化: ? 水蒸汽氧化: ? 濕氧氧化:
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