【正文】 基座上方不遠(yuǎn)的一定距離之內(nèi)，存在著氣體流速受到極大擾動(dòng)的流體區(qū)域，這就是我們上面所提到的速度附面層。以速度附面層為界，該區(qū)域之外的流體可稱之為自由流體，而速度附面層之內(nèi)的流體速度明顯地滯慢于速度附面層之外的自由流體速度。越是靠近石墨加熱基座，流體速度越是緩慢。顯然，位于速度附面層之內(nèi)的反應(yīng)生成物粒子客觀上有了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定淀積的小的汽相環(huán)境，學(xué)者們定義了一個(gè)類似與速度附面層的概念：質(zhì)量附面層。質(zhì)量附面層的存在是因速度附面層的存在而存在的。質(zhì)量附面層的邊界當(dāng)然位于速度附面層內(nèi)的某個(gè)位置。我們之所以要從流體力學(xué)的視角來(lái)切入對(duì)外延生長(zhǎng)過(guò)程中襯底基片表面反應(yīng)生成物粒子輸運(yùn)狀態(tài)的研究，正是速度附面層的存在和質(zhì)量附面層的存在對(duì)外延生長(zhǎng)過(guò)程中反應(yīng)生成物質(zhì)量轉(zhuǎn)移的影響是極大的。(11) 課件原理篇離子注入工藝教學(xué)內(nèi)容輔導(dǎo)教案 ★ 該部分教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)： 掌握離子注入摻雜工藝與常規(guī)熱擴(kuò)散工藝的主要區(qū)別。 ★ 學(xué)習(xí)該部分教學(xué)內(nèi)容的學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí) 1關(guān)于離子注入摻雜技術(shù)的特點(diǎn) 與高溫?zé)釘U(kuò)散摻雜方式相比較：（1） 注入的雜質(zhì)離子是通過(guò)磁性質(zhì)量分析器選取出來(lái)的，故在元素的屬性和能量選擇等方面具有極高的精度，從而保障了離子源的高純度和轟擊能量的單一穩(wěn)定和能量分布的集中。整個(gè)注入過(guò)程是在極為清潔和干燥的高真空條件下進(jìn)行的，從而避免了摻雜過(guò)程中的各種污染。（2） 通常，離子注入摻雜的劑量可以任意調(diào)節(jié)。（3） 離子注入摻雜的溫度環(huán)境極低（包括退火過(guò)程），也避免了常規(guī)高溫?zé)釘U(kuò)散過(guò)程中將大量產(chǎn)生的熱缺陷。（4） 離子注入摻雜的注入深度是隨離子能量的增加而增加的。因此，可以通過(guò)能量和劑量以及離子屬性的不同來(lái)獲得十分復(fù)雜的電性層結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)的縱向分布，即工藝靈活性極大。（5） 離子注入摻雜的過(guò)程是一個(gè)非平衡過(guò)程，它不受某雜質(zhì)在襯底材料中的溶解度的限制。（6） 離子注入摻雜是垂直于基片靶的表面進(jìn)行的，有著極好的直進(jìn)性，故完全可以忽略橫向擴(kuò)展。（7） 離子注入摻雜也適合于化合物基片靶的注入摻雜，這是因?yàn)榛衔锇雽?dǎo)體通常是基于兩種或更多種元素定組分定方式構(gòu)成的，遇高溫條件會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)異變。而低溫條件下的注入摻雜則不會(huì)發(fā)生化合物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)異變。2 關(guān)于離子注入摻雜技術(shù)的基本原理原子的離子態(tài)是經(jīng)過(guò)離化之后的分子或原子所處的狀態(tài)，原子的離子態(tài)是帶有電荷的。人們常見(jiàn)的“等離子體”發(fā)生器就是一種用以產(chǎn)生帶電離子的裝置。在微電子工藝裝置中也采用反應(yīng)氣氛的等離子化，用來(lái)降低反應(yīng)溫度。PECVD（等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積）工藝就是這樣一種工藝方式。而在離子注入摻雜的設(shè)備中，電離雜質(zhì)氣氛產(chǎn)生帶電的離子束流，目的是可以使用電場(chǎng)來(lái)加速離子流（實(shí)質(zhì)上就是雜質(zhì)流），并基于電場(chǎng)環(huán)境來(lái)全方位地調(diào)控離子束流。經(jīng)高場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)加速的離子擊中基片靶面后，將會(huì)發(fā)生離子與靶體內(nèi)原子的碰撞。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這種碰撞行為為彈性碰撞行為，彈性碰撞的特點(diǎn)是伴隨著能量的交換且穩(wěn)定狀態(tài)良好。對(duì)離子注入摻雜過(guò)程進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，較為成熟的是LSS射程理論。同時(shí)，采用對(duì)稱的高斯分布來(lái)近似體內(nèi)的注入分布。數(shù)學(xué)分析表明，若采用對(duì)稱的高斯分布來(lái)等效計(jì)算雜質(zhì)的剖面注入分布，需已知注入射程、射程偏差及注入劑量等參數(shù)。還有人提出了“兩個(gè)相聯(lián)的半高斯分布”數(shù)學(xué)模型來(lái)近似描述離子注入摻雜的體內(nèi)分布行為。這是較“對(duì)稱高斯分布”模型更為精確的一種模型。(12) 課件原理篇制版工藝原理教學(xué)內(nèi)容輔導(dǎo)教案 ★ 學(xué)習(xí)該部分教學(xué)內(nèi)容的學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí) 1 關(guān)于集成電路的掩膜版制備 我們已經(jīng)知道，常規(guī)集成電路制造工藝中，光刻工藝是關(guān)鍵工序之一。制造一塊大規(guī)模集成電路芯片，要經(jīng)過(guò)數(shù)十次光刻，而每一次光刻都要使用光刻掩模版。 集成電路制造工藝中的光刻掩模版制備工藝是關(guān)系到集成電路的質(zhì)量和集成度的重要工序。通常，集成電路的版圖設(shè)計(jì)和制版過(guò)程如下圖： 設(shè)計(jì)掩模版總圖 按比例放大總圖 刻掩模紅膜分圖 （1） （2） （3） 制備初縮掩模版 精縮與分步重復(fù) 復(fù)印生產(chǎn)用套版 （4） （5） （6） 圖示：集成電路的版圖設(shè)計(jì)和制版的常規(guī)過(guò)程2 關(guān)于集成電路的掩膜版制備工藝集成電路光刻掩模版制備工藝過(guò)程描述 紅膜或藍(lán)膜 精縮照相設(shè)備（耐磨性好）總圖與分圖設(shè)計(jì) 初縮照相設(shè)備 鉻或氧化鐵版版圖設(shè)計(jì)與繪制 刻分圖版膜片 初縮照相 精確縮小 復(fù)制精縮版 分步重復(fù) 座標(biāo)紙 手動(dòng)刻圖 自動(dòng)刻圖 精縮母版 生產(chǎn)版復(fù)印設(shè)備 繪圖紙 超微粒感光版 超微粒感光版 生產(chǎn)用版`課件教學(xué)課堂練習(xí)輔助教案參考答案版安排在課件綜述篇及原理篇CAI教學(xué)之后，課件課堂自測(cè)教學(xué)單元之前進(jìn)行CAI教學(xué)模式過(guò)程中使用教學(xué)用課堂練習(xí)★ 學(xué)習(xí)該部分教學(xué)內(nèi)容的學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)（一） 填 空1． 制備出合格的單晶硅棒后，還要經(jīng)過(guò) 切割 、 研磨 和 拋光 三道加工過(guò)程方可制 成符合晶體管或集成電路制造要求的硅襯底基片。2．常規(guī)的硅集成電路平面制造工藝主要由 外延生長(zhǎng) 、 氧化 、 擴(kuò)散 、 光刻 、 制版 等主要工序手段組成。3． 硅集成電路平面制造工藝中的常規(guī)高溫氧化步序是 由 干氧 + 濕氧 + 干氧 三步組成的。4． 常規(guī)平面工藝擴(kuò)散工序中的恒定表面源擴(kuò)散過(guò)程中，雜質(zhì)在硅體內(nèi)的分布近似 余誤差 函數(shù)分布。 常規(guī)平面工藝擴(kuò)散工序中有限表面源擴(kuò)散過(guò)程中，雜質(zhì)在硅體內(nèi)的分布近似 高 斯 函數(shù)分布。 5．采用負(fù)性光致抗蝕劑曝光前，其在某特定溶劑中 可溶解 ， 而曝光后的溶解特性則變?yōu)?難溶解 。（光致抗蝕聚合） 正性光致抗蝕劑曝光前，在某特定溶劑中 難溶解 ， 而曝光后則變?yōu)? 可溶解 。（光致不抗蝕分解反應(yīng)）6． 設(shè)計(jì)與生產(chǎn)一種最簡(jiǎn)單的硅雙極性PN結(jié)隔離結(jié)構(gòu)的集成電路，至少需要 埋層光刻 、 隔離光刻 、 基區(qū)光刻 、 發(fā)射區(qū)光刻 、 光刻引線孔 、 反刻鋁電極 等六次光刻。7． 硅集成平面工藝中高溫氧化生成的非本征無(wú)定性二氧化硅對(duì)硼（B）磷（P）砷（As）銻（Sb）等元素有 阻擋 作用。8． 常規(guī)硅集成電路平面制造工藝中光刻工序正確的工藝步驟 順序應(yīng)是 涂膠 、 前烘 、 暴光 、 顯影 、 定影 、 堅(jiān)膜 、 腐蝕 、 去膠 。 （二）問(wèn)與答：1． 制造晶體管或集成電路為什么要使用單晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料（象多晶硅體或非晶硅體就不可用來(lái)制造集成電路） ？解答：要形成平坦的PN結(jié)結(jié)面，對(duì)摻雜雜質(zhì)要有定向擴(kuò)散的要求。2． 請(qǐng)回答什么是同質(zhì)外延，什么是異質(zhì)外延。解答：生長(zhǎng)與襯底材料相同材料的外延電性薄層即為同質(zhì)外延。 生長(zhǎng)與襯底材料不同材料的外延電性薄層即為異質(zhì)外延。3． 采用外延結(jié)構(gòu)可同時(shí)滿足晶體管集電極串聯(lián)電阻和器件 集電結(jié)擊穿電壓的不同要求，這里體現(xiàn)出外延材料及外延層所構(gòu)成的這種結(jié)構(gòu)應(yīng)具備哪些特征 ？解答： 所生長(zhǎng)的應(yīng)是低濃度的外延層與高濃度的管芯襯底組成的特 征結(jié)構(gòu)。4． 常規(guī)分立晶體管平面工藝與常規(guī)集成電路平面工藝相比，后者比前者多了哪幾道工序 ？解答： 埋層氧化、埋層光刻、埋層擴(kuò)散，隔離氧化、隔離光刻、隔離擴(kuò)散。 5．常規(guī)集成電路工藝過(guò)程中實(shí)現(xiàn)有選擇性的擴(kuò)散是依靠何種工藝手段的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ？解答：是依靠氧化介質(zhì)層對(duì)擴(kuò)散雜質(zhì)的掩蔽作用來(lái)限制雜質(zhì)在某特定區(qū)域的擴(kuò)散與遷移，而通過(guò)光刻手段剝除需要引入雜質(zhì)區(qū)域的氧化層，從而實(shí)現(xiàn)有選擇地進(jìn)行指定區(qū)域的定域擴(kuò)散，則達(dá)到選擇性擴(kuò)散的目的。 6．常規(guī)高溫?cái)U(kuò)散過(guò)程中的恒定表面源擴(kuò)散與有限表面源擴(kuò)散兩種擴(kuò)散方式的工藝條件主要區(qū)別在哪里 ？解答：恒定表面源擴(kuò)散：待擴(kuò)散芯片始終處于含雜質(zhì)的氣氛之中，硅片表面的雜質(zhì)濃度始終恒定在當(dāng)前溫度條件下的固溶度值上，雜質(zhì)數(shù)量隨時(shí)間的增加而增加，但溫度較低，可以忽略雜質(zhì)的縱向擴(kuò)散深度。 有限表面源擴(kuò)散：切斷含雜質(zhì)的氣氛，提高擴(kuò)散溫度。此后，硅片表面的雜質(zhì)濃度隨時(shí)間增加而降低，但雜質(zhì)的擴(kuò)散深度卻隨時(shí)間的增加而增加。若不考慮分凝效應(yīng)，該過(guò)程中體內(nèi)的雜質(zhì)總量是不變的。（三） 求 解1． 試寫出恒定表面源擴(kuò)散與有限表面源擴(kuò)散兩擴(kuò)散狀態(tài)下邊界條件及初始條件的數(shù)學(xué)形式。解答：恒定表面源擴(kuò)散： 邊界條件：N（0，t）=Ns, N（∞，t）=0 。 初始條件：N（X0，0）= 0 。解答：有限表面源擴(kuò)散：初始條件如下：在0〈X〈З區(qū)域內(nèi)含雜僅為Q。 邊界條件如下：N（∞，t）=0 ，dN / dX (X=0) =0 。2． 試描繪出有限表面源擴(kuò)散條件下雜質(zhì)擴(kuò)散的一維分布的示意圖?？v坐標(biāo)為濃度N，橫坐標(biāo)為擴(kuò)散深度X，設(shè)進(jìn)行的是反型擴(kuò)散，襯底濃度為NB，擴(kuò)散時(shí)間t3t2t1。 N 雜質(zhì)擴(kuò)散濃度 Ns1 Ns2 Ns3 t1 t2 t3 NB 襯底雜質(zhì)濃度 0 Xj1 Xj2 Xj3 擴(kuò)散深度 X （四）綜合題 1．請(qǐng)指出下圖表示完成了光刻工序中的哪一道步驟 ？ 光刻膠 二氧化硅 二氧化硅 硅襯底 解答: 光刻工序中的腐蝕工藝環(huán)節(jié)。2． 請(qǐng)準(zhǔn)確地加注上圖中常規(guī)PN結(jié)隔離模式的集成平面工藝一維剖面結(jié)構(gòu)所表示出的各電性區(qū)名稱。 解答: SiO2 SiO2 N+型 P P N型 P型 N型 N型 P型 N型 隔離 銻擴(kuò)散埋層 隔離 P型硅襯底 《集成電路制造技術(shù)》CAI課程教學(xué)計(jì)劃山東大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院制定( 僅供參考 )課程：《集成電路制造技術(shù)》CAI教學(xué)課 參考學(xué)時(shí)：32—36學(xué)時(shí) 任課教師： 李惠軍任課單位：山大孟堯微電子研發(fā)中心 授課條件：多媒體教室 教學(xué)模式：（CAI模式）《集成電路制造技術(shù)》CAI課程教學(xué)內(nèi)容安排一覽表周次 次時(shí) 間 教 學(xué) 內(nèi) 容 備 注介紹《集成電路制造技術(shù)》CAI教學(xué)課程及課件內(nèi)容學(xué)習(xí)電子文檔1：《集成電路制造技術(shù)》CAI教學(xué)文檔緒論部分請(qǐng)做課堂筆記學(xué)習(xí)《集成電路制造技術(shù)》CAI教學(xué)課件（課件說(shuō)明）教學(xué)單元學(xué)習(xí)電子文檔：綜述篇1（半導(dǎo)體材料的特性）教學(xué)輔助文檔交互學(xué)習(xí)課件綜述篇1 — （半導(dǎo)體材料的基本特性）單元學(xué)習(xí)電子文檔：綜述篇2(半導(dǎo)體材料的制備) 教學(xué)輔助文檔交互學(xué)習(xí)課件綜述篇2 — （半導(dǎo)體材料的制備）單元請(qǐng)做課堂筆記學(xué)習(xí)電子文檔：綜述篇3（晶體管的工藝結(jié)構(gòu)）教學(xué)輔助文檔交互學(xué)習(xí)課件綜述篇3 — 晶體管的工藝結(jié)構(gòu)單元學(xué)習(xí)電子文檔：綜述篇4（集成電路的工藝結(jié)構(gòu)）輔助文檔交互學(xué)習(xí)課件綜述篇4 —（集成電路的工藝結(jié)構(gòu)）單元請(qǐng)做