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【正文】 ， 也可在其后 ， 例如 ， 雙極性硅 IC的摻雜過程主要在外延之后 ，而大多數(shù) GaAs及 InP器件和 IC的摻雜與外延同時進行 。 青島科技大學 ? VLSI 2022/6/2 41 熱擴散摻雜 熱擴散是最早也是最簡單的摻雜工藝 ， 主要用于 Si工藝 。 施主雜質用 P， As， Sb， 受主雜質可用 B。 要減少少數(shù)載流子的壽命 ， 也可摻雜少量的 Au。 Si02隔離層常被用作熱擴散摻雜的掩膜 。 擴散過程中 ， 溫度與時間是兩個關鍵參數(shù) 。 在生產(chǎn)雙極型硅 IC時 ， 至少要 2次摻雜 ，一次是形成基區(qū) ， 另一次形成發(fā)射區(qū) 。 在基片垂直方向上的摻雜濃度變化對于器件性能有重要意義 。 青島科技大學 ? VLSI 2022/6/2 42 離子注入法 離子注入技術是 20世紀 50年代開始研究 ， 70年代進入工業(yè)應用階段的 。 隨著 VLSI超精細加工技術的進展 ， 現(xiàn)已成為各種半導體攙雜和注入隔離的主流技術 。 青島科技大學 ? VLSI 2022/6/2 43 離子注入機包含離子源 ， 分離單元 ， 加速器 ， 偏向系統(tǒng) ， 注入室等 。 離子注入機 圖 青島科技大學 ? VLSI 2022/6/2 44 離子注入機工作原理 ? 首先把待攙雜物質如 B， P， As等離子化， ? 利用質量分離器 (Mass Seperator)取出需要的雜質離子。分離器中有磁體和屏蔽層。由于質量，電量的不同，不需要的離子會被磁場分離，并且被屏蔽層吸收。 ? 通過加速管，離子被加速到一個特定的能級，如 10?500keＶ。 ? 通過四重透鏡，聚成離子束，在掃描系統(tǒng)的控制下，離子束轟擊在注入室中的晶圓上。 ? 在晶圓上沒有被遮蓋的區(qū)域里，離子直接射入襯底材料的晶體中，注入的深度取決于離子的能量。 ? 最后一次偏轉 (deflect)的作用是把中性分離出去 ? faraday cup的作用是用來吸收雜散的電子和離子． 青島科技大學 ? VLSI 2022/6/2 45 注入法的優(yōu)缺點 ?優(yōu)點： ? 摻雜的過程可通過調整雜質劑量及能量來精確的控制 ， 雜質分布的均勻 。 ? 可進行小劑量的摻雜 。 ? 可進行極小深度的摻雜 。 ? 較低的工藝溫度 ， 故光刻膠可用作掩膜 。 ? 可供摻雜的離子種類較多 ， 離子注入法也可用于制作隔離島 。 在這種工藝中 ， 器件表面的導電層被注入的離子 （ 如Ｏ +） 破壞 ， 形成了絕緣區(qū) 。 ?缺點： ? 費用高昂 ? 在大劑量注入時半導體晶格會被嚴重破壞并很難恢復 青島科技大學 ? VLSI 2022/6/2 46 絕緣層形成 在整個電子工程中 ， 導體與絕緣體是互補而又相對的 。 在器件與 IC工藝里也如此 。在制作器件時 ， 必須同時制作器件之間 ， 工作層及導線層之間的絕緣層 。 在 MOS器件里 ，柵極與溝道之間的絕緣更是必不可少的 。 絕緣層與隔離島的另一些功能包括： ? 充當離子注入及熱擴散的掩膜 ? 作為生成器件表面的鈍化層 ， 以保護器件不受外界影響 。 青島科技大學 ? VLSI 2022/6/2 47 絕緣層的形成方法 ? 平面上的絕緣層可通過腐蝕和 /或離子注入法制成 。垂直方向上的不同層之間的絕緣可以使用絕緣層 。絕緣層可用氧化及淀積法制成 。 在所有的 Si工藝中 ，Si02被廣泛用于制作絕緣層 ， 其原因在于 ? Si02層可直接在 Si表面用干法或濕法氧化制成 ? Si02層可用作阻止離子注入及熱擴散的掩模 。 ? 在高速 Si雙極型及 MOS技術中 ， 硅的局部氧化[LOCOS]法廣泛用于器件之間的絕緣 。 與背對背的PN結隔離相比 ， 用 LOCOS法隔離的器件里的寄生電容小的多 。 青島科技大學 ? VLSI 2022/6/2 48 金屬層形成 ?金屬層的制作方法主要有：蒸發(fā) 、 濺射和電鍍 。 ?空氣橋 （ Airbridge） ?“ 起飛 ” （ Liftoff）
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