【正文】 ，溫度為750℃，氮?dú)饬髁?升/分鐘；清洗源瓶，并倒好固態(tài)P2O5陶瓷片源；開(kāi)涂源凈化臺(tái)，并調(diào)整好涂源轉(zhuǎn)速。硅片清洗：清洗硅片（見(jiàn)清洗工藝），并甩干（甩干比烘干的效果好）。將硅片涂上固態(tài)P2O5陶瓷片源，并靜置10分鐘風(fēng)干。將硅片裝在石英舟上，并將石英舟推到恒溫區(qū)。調(diào)節(jié)溫控器，使溫度達(dá)到預(yù)擴(kuò)散溫度800℃，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，時(shí)間是928s（約15分鐘）。干氧完成后，通氮?dú)?升/分鐘，按工藝條件調(diào)節(jié)氮?dú)庋鯕獗壤?，然后，開(kāi)通源閥，使通源流量達(dá)到工藝要求，并開(kāi)始計(jì)時(shí)。通源完成后關(guān)閉通源流量計(jì)，保持氮?dú)?、氧氣流量進(jìn)行吹氣，吹氣完成后，調(diào)整氮?dú)饬髁?升/分鐘，關(guān)閉氧氣流量計(jì)，同時(shí)調(diào)整擴(kuò)散爐溫控器，降溫30分鐘。拉出石英舟，取出硅片，用HF溶液（HF:H2O=1:1）漂去磷硅玻璃，去離子水沖洗干凈后，采用四探針?lè)z測(cè)R值： 四探針?lè)ㄖ刑结樀乳g距配置，有恒流源供給外側(cè)兩根探針一個(gè)小電流I，在內(nèi)部?jī)蓚€(gè)探針之間可以測(cè)到電壓V，對(duì)于厚度遠(yuǎn)小于直徑d的薄型半導(dǎo)體樣品來(lái)說(shuō)，電阻率可以由下式給出: 圖 式中CF為修正因子，它與壁紙d/s有關(guān)，s為探針間距，當(dāng)d/s20時(shí)。硅片用Ⅱ號(hào)洗液清洗10分鐘，沖洗干凈甩干，除去氧化膜。將硅片裝入石英舟，并將石英舟推到恒溫區(qū)。調(diào)節(jié)溫控器，使溫度達(dá)到再擴(kuò)散溫度1250℃，調(diào)整氧氣流量3升/分鐘，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，時(shí)間為？？？？小時(shí)。調(diào)節(jié)氧氣調(diào)整氧氣流量為3升/分鐘，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，干氧時(shí)間是20分鐘。在開(kāi)始干氧同時(shí)，將濕氧水壺加熱到95℃。干氧完成后，開(kāi)濕氧流量計(jì)，立即進(jìn)入濕氧化。同時(shí)關(guān)閉干氧流量計(jì)，濕氧16分鐘。濕氧完成后，開(kāi)干氧流量計(jì)，調(diào)整氧氣流量3升/分鐘，同時(shí)關(guān)閉濕氧流量計(jì)，干氧時(shí)間是20分鐘。1干氧完成后，通氮?dú)?升/分鐘，根據(jù)工藝條件，確定氮?dú)鈺r(shí)間。1氮?dú)馔瓿珊螅贁U(kuò)散結(jié)束，調(diào)整溫控器降溫，氮?dú)饬髁坎蛔?，時(shí)間30分鐘。1降溫完成后，拉出石英舟，取出硅片，檢測(cè)氧化層厚度、均勻性，漂去氧化層，沖洗干凈后，檢測(cè)R值（四探針?lè)ǎ?，結(jié)深(磨角法或者SEM法)，β值。1將擴(kuò)散后的硅片交光刻工藝，光刻完成后，檢測(cè)擊穿電壓、β值。1根據(jù)實(shí)測(cè)β值，與工藝要求進(jìn)行比較，如果不滿(mǎn)足工藝條件，重新計(jì)算再擴(kuò)散時(shí)間，并制定再擴(kuò)散工藝條件，至到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。硼擴(kuò)散工藝結(jié)束。 第二次光刻工藝（發(fā)射區(qū)光刻）在磷擴(kuò)散之后就形成了晶體管的基區(qū)，之后就要進(jìn)行二次光刻以便進(jìn)行發(fā)射區(qū)的硼擴(kuò)散，基本上二次光刻與一次光刻的過(guò)程是一樣的（除了光刻掩膜版外），只是二次光刻需要進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，并且相當(dāng)重要。 硼擴(kuò)散工藝(發(fā)射區(qū)擴(kuò)散) 硼擴(kuò)散原理反應(yīng)方程式：2B2O3 + 3Si → 4B +3SiO2 選源：固態(tài)BN源使用最多，必須活化（活化：4BN + 3O2→2B2O3 + 2N2） 特點(diǎn)：B與Si原子半徑相差較大，有伴生應(yīng)力缺陷，能造成晶格損傷。硼在硅中的最大固溶度達(dá)4*10^20/cm3，但濃度在10^20/cm3以上有結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。 工藝:兩步工藝，預(yù)淀積為恒定源擴(kuò)散，用氮?dú)獗Ｗo(hù)，再分布有限源擴(kuò)散，生長(zhǎng)氧化層（干氧濕氧干氧） 硼擴(kuò)散工藝步驟準(zhǔn)備：開(kāi)擴(kuò)散爐，溫度為800℃，氮?dú)饬髁?升/分鐘；清洗源瓶，并倒好硼源（固態(tài)源，由氧化硼與其他穩(wěn)定的氧化物壓制而成）；開(kāi)涂源凈化臺(tái)，并調(diào)整好涂源轉(zhuǎn)速。硅片清洗：清洗硅片（見(jiàn)清洗工藝），并甩干。將硅片涂上硼源，并靜置10分鐘風(fēng)干。將硅片裝在石英舟上，并將石英舟推到恒溫區(qū)。調(diào)節(jié)溫控器，使溫度達(dá)到預(yù)擴(kuò)散溫度950℃，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，時(shí)間是4294s（約71分鐘）。干氧完成后，通氮?dú)?升/分鐘，按工藝條件調(diào)節(jié)氮?dú)庋鯕獗壤?，然后，開(kāi)通源閥，使通源流量達(dá)到工藝要求，并開(kāi)始計(jì)時(shí)。通源完成后關(guān)閉通源流量計(jì)，保持氮?dú)?、氧氣流量進(jìn)行吹氣，吹氣完成后，調(diào)整氮?dú)饬髁?升/分鐘，關(guān)閉氧氣流量計(jì)，同時(shí)調(diào)整擴(kuò)散爐溫控器，降溫30分鐘。拉出石英舟，取出硅片，用HF溶液（HF:H2O=1:1）漂去硼硅玻璃，去離子水沖洗干凈后，采用四探針?lè)z測(cè)方塊電阻。硅片用Ⅱ號(hào)洗液清洗10分鐘，沖洗干凈甩干，除去氧化膜。將硅片裝入石英舟，并將石英舟推到恒溫區(qū)。調(diào)節(jié)溫控器，使溫度達(dá)到再擴(kuò)散溫度1250℃，調(diào)整氧氣流量3升/分鐘，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，時(shí)間為？？？小時(shí)。調(diào)節(jié)氧氣調(diào)整氧氣流量為3升/分鐘，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，干氧時(shí)間是20分鐘。在開(kāi)始干氧同時(shí)，將濕氧水壺加熱到95℃。干氧完成后，開(kāi)濕氧流量計(jì)，立即進(jìn)入濕氧化。同時(shí)關(guān)閉干氧流量計(jì)，濕氧16分鐘。濕氧完成后，開(kāi)干氧流量計(jì)，調(diào)整氧氣流量3升/分鐘，同時(shí)關(guān)閉濕氧流量計(jì)，干氧時(shí)間是20分鐘。1干氧完成后，通氮?dú)?升/分鐘，根據(jù)工藝條件，確定氮?dú)鈺r(shí)間。1氮?dú)馔瓿珊?，再擴(kuò)散結(jié)束，調(diào)整溫控器降溫，氮?dú)饬髁坎蛔儯瑫r(shí)間30分鐘。1降溫完成后，拉出石英舟，取出硅片，檢測(cè)氧化層厚度、均勻性，漂去氧化層，沖洗干凈后，檢測(cè)R值（四探針?lè)ǎ?，結(jié)深(磨角法或者SEM法)，β值。1將擴(kuò)散后的硅片交光刻工藝，光刻完成后，檢測(cè)擊穿電壓、β值。1根據(jù)實(shí)測(cè)β值，與工藝要求進(jìn)行比較，如果不滿(mǎn)足工藝條件，重新計(jì)算再擴(kuò)散時(shí)間，并制定再擴(kuò)散工藝條件，至到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。硼擴(kuò)散工藝結(jié)束。 光刻接觸孔、金屬化、光刻接觸電極和參數(shù)檢測(cè)光刻引線(xiàn)孔,刻出發(fā)射極。 蒸鋁，用蒸發(fā)或?yàn)R射的方法在硅片表面淀積一層金屬鋁。使Al與接觸孔中的硅形成良好的歐姆接觸，在450℃、N2H2氣氛下處理30分鐘；在低溫條件下(小于300℃)淀積氮化硅，刻蝕氮化硅，形成鈍化層。 光刻鋁，按電路要求刻出相應(yīng)的鋁條形狀，完成電路中各元件之間的互連。 在晶體管圖示儀下測(cè)量輸出特性曲線(xiàn)，測(cè)出β、VCEO和VCBO ，驗(yàn)證參數(shù)的正確性。九、版圖設(shè)計(jì)本次試驗(yàn)為最簡(jiǎn)單的晶體生產(chǎn)，需要三塊掩膜版，我所設(shè)計(jì)的掩膜版是配合正膠使用的。 C 定 位 孔 E C 定 位 孔 C C區(qū)金屬接觸孔 E區(qū)金屬接觸孔 B區(qū)金屬接觸孔 E C B AE = X = 1502 AB = X = 2002 AC = X =8802十、心得體會(huì) 歷時(shí)2周的微電子器件與工藝課程設(shè)計(jì)終于結(jié)束 。雖然只是為一個(gè)PNP管做一份設(shè)計(jì)的思路，但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，卻是困難重重。 首先查閱了大量的資料，初步知道了PNP管制作過(guò)程的一個(gè)大概輪廓。 接著，開(kāi)始根據(jù)任務(wù)的要求，計(jì)算材料參數(shù)以及工藝參數(shù)，而在計(jì)算的過(guò)程中，用到了大量課本以外的知識(shí)，曾一度無(wú)從下手，后通過(guò)向同學(xué)請(qǐng)教以及網(wǎng)上查閱等途徑得以解決，在計(jì)算硼再擴(kuò)散時(shí)間的時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)得到的結(jié)果居然有3天！這時(shí)候思索了好久好久，終于決定，把基區(qū)和發(fā)射區(qū)的摻雜濃度調(diào)大一些，再把擴(kuò)散溫度增大一些，即把之前計(jì)算好的參數(shù)重新計(jì)算一遍，這可是一個(gè)痛苦的過(guò)程，要知道之前的計(jì)算用了4天的時(shí)間。但因?yàn)橹耙呀?jīng)熟悉了計(jì)算的過(guò)程，所以只用了半天就得到了全部的結(jié)果，還好，得到4小時(shí)的再擴(kuò)散時(shí)間，比較符合實(shí)際生產(chǎn)情況。 然后，就到工藝流程的撰寫(xiě)，課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)里的參考流程都比較粗略。但在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程卻遇到很多疑惑，所以只好投目于課本以及網(wǎng)絡(luò)信息，然后結(jié)合自己的參數(shù)結(jié)果，寫(xiě)出了比較詳細(xì)的工藝流程，而這也耗費(fèi)了4天的時(shí)間。 最后，用了近2天的時(shí)間整理資料，制作報(bào)告。 通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，使我鞏固并運(yùn)用了半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件和微電子工藝等的知識(shí)，對(duì)NPN晶體管設(shè)計(jì)有了一個(gè)更為深入的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了本人創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。唯一的遺憾是，學(xué)校的設(shè)備不能滿(mǎn)足我們將理論化為實(shí)踐，未能親手把NPN管完整制作出來(lái)，以驗(yàn)正設(shè)計(jì)的合理性。另外，十分感謝在本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中給予了幫助的同學(xué)，和為我解疑的魏愛(ài)香老師、何玉定老師，以及參考文獻(xiàn)的作者。十一、參考文獻(xiàn)（器件物理），電子工業(yè)出版社，2010年7月，王蔚等編，電子工業(yè)出版社，2010年9月，廣東工業(yè)大學(xué)微電子材料與工程系編寫(xiě)， 2011年7月，廣東工業(yè)大學(xué)微電子材料與工程系編寫(xiě)， 2011年7月 ，劉恩科等編，電子工業(yè)出版社，2006年1月，李薇薇等編，化學(xué)工業(yè)出版社，2007年1月37 /