【正文】 掌握 N溝 CMOS工藝流程， CMOS晶體管的截面圖和俯視圖。 所以稱為 自對(duì)準(zhǔn)工藝 。 ?形成兩個(gè) pn結(jié)時(shí) ， 擴(kuò)散的雜質(zhì)濃度必須考慮載流子的 補(bǔ)償 作用 。 絕緣物上硅隔離技術(shù)（ SoI） 單晶硅薄層 — 絕緣層 — 襯底 在絕緣層襯底上生長(zhǎng)的單晶 硅薄層制備電路。 此外， Si3N4本身氧化過(guò)程也非常緩慢。 SiO2 N硅 Al N硅襯底 SiO2 N+ SiO2 多晶硅 多晶硅 N+ SiO2 第三章 MOS電路： 同一襯底但不同導(dǎo)電類型MOS管間是 自然隔離 ， 因 MOS管都是 在導(dǎo)電類型相反的硅材料上 制成 如：同一硅襯底上的 NMOS 和 PMOS 互補(bǔ)型 CMOS也是如此。 隔離技術(shù) 首要問(wèn)題 采用 隔離技術(shù) 將元器件分離 ,進(jìn)行電學(xué)上的隔離 。 第三章 167。為形成良好的歐姆接觸 還要進(jìn)行 合金化 處理。 ? 較容易控制膜厚 。 第三章 真空蒸發(fā)鍍膜 2. 真空蒸發(fā)鍍膜 ? 提高溫度熔解并蒸發(fā)材料 。 ? 銅 — 鋁合金 鋁中摻銅， 銅 原子在多晶鋁邊界處分凝阻止 鋁 原子沿晶界遷移，抑制 鋁的 電遷移 。 第三章 電遷移現(xiàn)象 鋁是 多晶 結(jié)構(gòu) ， 電流通過(guò)時(shí)鋁原子受電子作用 沿晶粒邊界向高電位端遷移 ， 使此處出現(xiàn)原子堆積形成 小丘 導(dǎo)致相鄰金屬線斷路 ， 低電位處出現(xiàn) 空洞 導(dǎo)至開(kāi)路 。 ? MBE系統(tǒng)基本要求： 超高真空 1010 ~ 1011 τ， 加熱后轟擊準(zhǔn)備 沉積 物質(zhì)形成分子流 ， 在襯底表面淀積生長(zhǎng)單晶層 ， 生長(zhǎng)速率 ~ ?生長(zhǎng)速度慢 ， 設(shè)備昂貴 ， 外延質(zhì)量好 ， 實(shí)施監(jiān)控厚度 、 摻雜濃度和生長(zhǎng)質(zhì)量 。 2. 氣相外延生長(zhǎng) VPE 反應(yīng)管 線圈 氣體入口 氣流 ? 石墨板 ? 氣相 四氯化硅在加熱的硅襯底表面與 氫氣 反應(yīng)還原出 硅原子 淀積在表面上。 ? 外延生長(zhǎng)通過(guò)控制反應(yīng) 氣流中的雜質(zhì)含量 可方便調(diào)節(jié)外延層中的 雜質(zhì)濃度 ，不依賴于襯底中的雜質(zhì)種類與摻雜水平。 主要缺點(diǎn)： 效率低 ， 設(shè)備貴 。 新光刻技術(shù) 根據(jù)波長(zhǎng) 越小 光刻出的線條寬度 越細(xì) ， 縮小特征尺寸關(guān)鍵在于 改進(jìn)光源 ，盡可能用 波長(zhǎng)短 的光源。 ? 通常 SiO2采用濕法刻蝕技術(shù) ， 有時(shí)金屬鋁也采用濕法刻蝕技術(shù) 。 ? 是 各向異性 刻蝕技術(shù) ， 在被刻蝕區(qū)域內(nèi) ， 各方向上刻蝕速度不同 。 第三章 Dry etch of Si 刻蝕分為兩類 濕法刻蝕 ： 各向同性 刻蝕法，簡(jiǎn)單方便、效率高，但存 在 橫向腐蝕 問(wèn)題。 除初次光刻外 ， 其它次光刻必須要與前幾次光刻圖形嚴(yán)格套準(zhǔn) ， 不能偏差絲毫 。 第三章 涂膠、前烘 曝光 顯 定 影 堅(jiān)膜 去膠 1. 光刻工藝基本流程 腐蝕 第三章 前烘 顯、定影 掩 膜 版 對(duì)準(zhǔn)、曝光 紫外光 去膠 涂膠 光刻膠 晶片 SiO2 堅(jiān)膜（后烘） 腐蝕 光刻基本流程 第三章 2. 光刻 涂膠 采用 旋轉(zhuǎn)涂膠 技術(shù)對(duì)晶片進(jìn)行涂膠。 光刻工藝 光刻 利用光的作用把掩模版（光刻版）上的圖形轉(zhuǎn)換到 晶 片 上的過(guò)程。 ? 注入不受雜質(zhì)在襯底材料中溶解度限制，各種元素均可摻雜。 ? 同一平面內(nèi)的雜質(zhì) 均勻度 可保證在 177。 離子注入摻雜方法 第三章 適用于結(jié)深小于 1微米的平面工藝 摻雜原子經(jīng)離化變成帶電的雜質(zhì)離子 電場(chǎng) (104106)eV 轟擊半導(dǎo)體基片 第三章 離子注入摻雜分兩步： 離子注入 退火再分布 離子注入深度 較淺 ， 濃度 較大 ， 必須熱處理使雜質(zhì)向半導(dǎo)體體內(nèi)重新分布 。 ? 控制硅片表面的雜質(zhì)總量 再分布 ? 主擴(kuò)散 表面限定源擴(kuò)散過(guò)程。 ? 限定源擴(kuò)散 硅中雜質(zhì)總量不變，隨時(shí)間增加表面雜質(zhì)濃度不斷下降，雜質(zhì)擴(kuò)入硅片的深度增大。 減小布線電容 的有效方法就是 采用低介質(zhì)常數(shù) 的材料作 層間絕緣 。 第三章 4. 氧化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和面臨問(wèn)題 ? 隨著集成電路的集成度的不斷提高，器件尺寸的不斷減小， 使 MOS器件的 柵氧化層厚度 的不斷減小。 石英管 高純水 加熱器 硅片 石英舟 濕 O2 95度的去 離子水 第三章 硅 干法氧化 濕法氧化 干法氧化 實(shí)際氧化工藝： 干氧化 濕氧化 干氧化 第三章 氫氧合成氧化 OHOH 222 %)(%)9 9 9 ( ?? Si（固體） + 2H2O → SiO2（固體） + 2H2 氧化速度快，避免濕法氧化中水蒸氣對(duì)器件帶來(lái)的污染， 薄膜質(zhì)量好，純度高。 第三章 二 .SiO2薄膜的生長(zhǎng)方法 工藝 ： 氧化 熱氧化 化學(xué)氣相沉積 氧氣氧化 氫氧合成氧化 高壓氧化 第三章 第三章 熱氧化過(guò)程 do xS i O2do x0 . 4 4S i( b ) 氧 化 后 的 硅 片( a ) 氧 化 前 的 硅 片S i氧 化氧化前 氧化后 第三章 氧氣法氧化 按照氧氣的情況 干法氧化 濕法氧化 第三章 ?干氧生成的 SiO2結(jié)構(gòu)致密 、干燥 、 均勻性和重復(fù)性好 ， 掩蔽能力強(qiáng) ， 與光刻膠粘附好等優(yōu)點(diǎn) ? 干氧化速率慢 ， 由于已生長(zhǎng)的 SiO2對(duì)氧有阻礙作用 ， 氧化的速度會(huì)逐漸降低 ， O2 Si（固體） + O2 → SiO2（固體） ? 干法氧化 將硅片置于通有 氧氣 的高溫環(huán)境內(nèi)，通過(guò)到達(dá)硅表面的氧原子與硅的作用發(fā)生反應(yīng)形成 SiO2。因半導(dǎo)體表面態(tài)對(duì)器件的影響非常大，采用氧化層保護(hù)可防止環(huán)境對(duì)器件的污染。 選擇性擴(kuò)散前均要進(jìn)行氧化，在晶片的表面生長(zhǎng)二氧化硅薄膜。同一晶片上可制備出成千上萬(wàn)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的 芯片 晶片尺寸越大技術(shù)難度就越高 目前晶片尺寸在 150 ~ 300 mm ( 6~ 12 inch ) 相應(yīng)的生產(chǎn)線為 12 inch。 金屬層制備工藝 167。 擴(kuò)散摻雜工藝 167。第三章 集成電路制造工藝 第三章 第三章 167。 光刻工藝 167。 隔離工藝技術(shù) 167。 第三章 第三章 第三章 第三章 167。 把不需擴(kuò)散的區(qū)域用一定厚度的 SiO2 保護(hù)起來(lái) 第三章 ? 對(duì)擴(kuò)散雜質(zhì)起 掩蔽作用 ? 可作為 MOS器件的絕緣層，柵極氧化層 ? 用作集成電路中的 隔離 介質(zhì)和 絕緣 介質(zhì)。 一 . SiO2 薄膜在集成電路中的作用 第三章 SiO2 的基本性質(zhì) 晶體結(jié)構(gòu)： 結(jié)晶型 (石英玻璃 ) 非晶態(tài) 半導(dǎo)體器件生產(chǎn)所用的 SiO2 薄膜屬于 非晶態(tài) 結(jié)構(gòu)。 將石英管高溫加熱至 1000℃ 以上，通入氧氣。 第三