晶圓制造工藝詳解.doc

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1、晶圓制造工藝詳解表血清洗晶圓表面附著一層大約2um的A1203和甘汕混合液保護(hù)Z,在制作前必須進(jìn)行化學(xué)刻蝕和表面清洗。初次氧化有熱氧化法生成SiO2緩沖層，用來減小后續(xù)屮Si3N4對品圓的應(yīng)力氧化技術(shù)：干法氧化Si(固)+02aSi02(固)和濕法氧化Si(固)+2H20aSi02(固)+2H2°干法氧化通常用來形成，柵極二氧化硅膜，要求薄，界面能級和固定電荷密度低的薄膜。干法氧化成膜速度慢于濕法。濕法氧化通常用來形成作為器件隔離用的比較厚的二氧化硅膜。當(dāng)Si02膜較薄時，膜厚與時間成正比。Si02膜變厚時，膜厚與時間的平方根成正比。因而，要形成較厚

2、Si02膜，需要較長的氧化時間。Si02膜形成的速度取決于經(jīng)擴(kuò)散穿過Si02膜到達(dá)硅表面的02及0H基等氧化劑的數(shù)量的多少。濕法氧化時，因在于0H基Si02膜屮的擴(kuò)散系數(shù)比02的大。氧化反應(yīng),Si表面向深層移動,距離為Si02膜厚的0.44倍。因此,不同厚度的Si02膜,去除示的Si表面的深度也不同。Si02膜為透明，通過光干涉來估計膜的厚度。這種干涉色的周期約為200mn,如果預(yù)告知道是幾次干涉，就能正確估計。對其他的透明薄膜，如知道其折射率，也可用公式計算出(dSi02)/(dox)=(nox)/(nSi02)oSi02膜很薄時,看不到干涉色，但

3、可利用Si的疏水性和Si02的親水性來判斷Si02膜是否存在。也可用干涉膜計或橢惻儀等測出。Si02和Si界面能級密度和同定電荷密度可rflMOS二極管的電容特性求得。(100)面的Si的界面能級密度最低,約為10E+10-lOE+ll/cm?2.eV-1數(shù)量級。(100)面時,氧化膜屮間定電荷較多，固定電荷密度的大小成為左右閾值的主要因索。熱CVD(HotCVD)/(thermalCVD)此方法生產(chǎn)性高，梯狀敷層性佳(不管多凹凸不平，深孔屮的表血亦產(chǎn)生反應(yīng)，及氣體可到達(dá)表面而附肴薄膜)等，故用途極廣。膜生成原理，例如由揮發(fā)性金屬鹵化物(MX)及金屬

4、有機(jī)化合物(MR)等在高溫屮氣相化學(xué)反應(yīng)(熱分解，氫還原、氧化、替換反應(yīng)等)在基板上形成氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、高熔點金屬、金屬、半導(dǎo)體等薄膜方法。因只在高溫下反應(yīng)故用途被限制，但由于其可用領(lǐng)域屮，則可得致密高純度物質(zhì)膜，口附肴強(qiáng)度極強(qiáng)，若用心控制，則可得安定薄膜即可輕易制得觸須(短纖維)等，故其應(yīng)用范圍極廣。熱CVD法也可分成常壓和低圧。低壓CVD適川于同時進(jìn)行多片基片的處理，壓力一般控制在0.25-2.OTorrZ間。作為柵電極的多晶硅通常利用HCVD法將SiH4或Si2H。氣體熱分解(約650oC)淀積而成。采用選擇氧化進(jìn)行器件

5、隔離時所使用的氮化硅薄膜也是用低壓CVD法，利用氨和S1H4或Si2H6反應(yīng)面生成的，作為層間絕緣的S102薄膜是用SiH4和02在400—4500oC的溫度下形成SiH4+O2-SiO2+2H2或是用Si(0C2H5)4(TE0S:tetraethoxysilane)和02在750oC左右的高溫下反應(yīng)生成的，后者即采用TEOS形成的S102膜具有臺階側(cè)面部被覆性能好的優(yōu)點。前者，在淀積的同時導(dǎo)入PH3氣體，就形成磷硅玻璃(PSG：phosphorsilicateglass)再導(dǎo)入B2H6氣體就形成BPSG(borro?phosphorsilicat

6、eglass)膜。這兩種薄膜材料，高溫下的流動性好，廣泛用來作為表面平坦性好的層間絕緣膜。熱處理在涂敷光刻膠之前，將洗凈的基片表面涂上附著性增強(qiáng)劑或?qū)⒒旁谇男詺怏w屮進(jìn)行熱處理。這樣處理是為了增加光刻膠與基片間的粘附能力，防止顯影時光刻膠圖形的脫落以及防止?jié)穹ǜg時產(chǎn)生側(cè)血腐蝕(sideetching)。光刻膠的涂敷是川轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時間可自［tl設(shè)定的甩膠機(jī)來進(jìn)行的。首先、用真空吸引法將基片吸在甩膠機(jī)的吸盤上，把具有一定粘度的光刻膠滴在基片的表面，然示以設(shè)定的轉(zhuǎn)速和時間甩膠。由于離心力的作用，光刻膠在基片表血均勻地展開，多余的光刻膠被甩掉，獲得一定厚

7、度的光刻膠膜，光刻膠的膜厚是由光刻膠的粘度和甩膠的轉(zhuǎn)速來控制。所謂光刻膠，是對光、電了朿或X線等敏感，具有在顯影液屮溶解性的性質(zhì)，同時具有耐腐蝕性的材料。一般說來，正型膠的分辯率高，而負(fù)型膠具有感光度以及和下層的粘接性能好等特點。光刻工藝精細(xì)圖形(分辯率，清晰度)，以及與其他層的圖形有多高的位置吻合精度(套刻精度)來決池，因此有良好的光刻膠，還要有好的曝光系統(tǒng)。去除氮化硅此處用干法氧化法將氮化硅去除離了注入離了布植將硼離了(B+3)透過S102膜注入襯底，形成P型阱離了注入法是利用電場加速雜質(zhì)離了，將其注入硅襯底屮的方法。離了注入法的特點是可以精密地

8、控制擴(kuò)散法難以得到的低濃度雜質(zhì)分布。MOS電路制造屮，器件隔離工序中防止寄生溝道用的溝道截斷，調(diào)整閥值電壓川