微电子工艺复习提纲..docVIP

2008级《微电子工艺》复习提纲 一、衬底制备 硅单晶的制备方法。 直拉法 悬浮区熔法 晶圆的处理工艺，晶圆晶向的表征方法。 切：沿（100）或（111） 磨：机械研磨，消除划痕 抛；化学抛光 理解最大固浓度的概念，硅的杂质源和掺杂特点。 固浓度，杂质B在晶体A中最大的溶解浓度，最大固浓度给杂质扩散设置了表面最大浓度；P 10^21 B 10^19 二、外延生长 外延的定义和外延的几种方法。 在晶格衬底上生长一层单晶膜；气相 固相 液相 四氯化硅氢气还原法外延制备硅的技术，理解温度、反应剂浓度、衬底晶向对生长速率的影响。书P186 温度：高温区，单位时间反应剂输运到衬底表面的数量，质量输运，实际外延温度；低温区，生长速率由化学反应快慢决定。 反应剂浓度：四氯化硅浓度较低时，硅原子释放速度远小于成长速度，化学反应控制外延生长速率；当四氯化硅浓度达到一定程度，硅原子释放速率大于生长速率，排列生长的速率控制外延生长速率。到四氯化硅浓度大于0.28时，只存在腐蚀反应。 衬底晶相：不同晶面的键密度不同，键合能力存在差别，对生长速率产生影响，键密度大，键合能力强，外延层生长速率就相对快。 理解硅的外延生长模型解释硅外延生长为平面生长技术。 书P184 平台 扭转 台阶 吸附原子在扭转位置最为稳定，在继续生长过程中，更多吸附原子会迁移到扭转位置，从而加入生长的薄膜中。 硅外延多晶与单晶生长条件。 任意特定淀积温度下，存在最大淀积率，超过最大淀积率生成多晶薄膜，低于最大淀积率，生成单晶外延层。 三、薄膜制备1-氧化 干法氧化，湿法氧化和水汽氧化三种方式的优缺点。 干法氧化：干燥纯净氧气 湿法氧化：既有纯净水蒸汽有又纯净氧气 水汽氧化：纯净水蒸汽 速度 均匀重复性 结构 掩蔽性 干氧 慢 好 致密 好 湿氧 快 较好 中 基本满足 水汽 最快 差 疏松 差 理解氧化厚度的表达式和曲线图。 二氧化硅生长的快慢由氧化剂在二氧化硅中的扩散速度以及与硅反应速度中较慢的一个因素决定；当氧化时间很长时，抛物线规律，当氧化时间很短时，线性规律。 温度、气体分压、晶向、掺杂情况对氧化速率的影响。 温度：指数关系，温度越高，氧化速率越快。 气体分压：线性关系，氧化剂分压升高，氧化速率加快 晶向：（111）面键密度大于（100）面，氧化速率高；高温忽略。 掺杂：掺杂浓度高的氧化速率快；硼集中在二氧化硅中，增加非桥氧键的数目，加快氧在二氧化硅中的扩散，即抛物线性增长；磷集中在靠近硅表面的硅，加快线性氧化速率。 理解采用干法热氧化和掺氯措施提高栅氧层质量这个工艺。 掺氯改善二氧化硅特性，提高氧化质量。氯可以与硅中的可动金属离子，尤其是钠反应生成金属氯化物而挥发出去；氯源多为氯化氢；干法氧化中掺氯使氧化速率可提高1%-5%。 四、薄膜制备2-化学气相淀积CVD 工艺中影响台阶覆盖、间隙填充的图形保真度的因素。 到达角，反应剂的表面迁移率 三种常用的化学气相淀积方式，在台阶覆盖能力，呈膜质量等各方面的优缺点。 常压化学气相淀积APCVD：操作简单 淀积速率快，台阶覆盖性和均匀性差 低压化学气相淀积LPCVD：台阶覆盖性和均匀性好，对反应式结构要求不高，速率相对低，工作温度相对高，有气缺现象 PECVD：温度低，速率高，覆盖性和均匀性好，主要方式。 CVD的Grove模型提出的影响薄膜淀积速率的两个因素。 淀积速率与反应剂浓度或气相中反应剂的摩尔百分比成正比；当前二者一定时，有气相质量输运系数与表面化学反应速率常数中较小的决定；高温情况下，为质量输运控制，速率变化相对平缓，低温情况下，为表面化学反应控制，对温度变化敏感。 本征SiO2，磷硅玻璃PSG，硼磷硅玻璃BPSG的特性和在集成电路中的应用。 USG：台阶覆盖好，黏附性好，击穿电压高，均匀致密；介质层，掩模(扩散和注入)，钝化层，绝缘层。 PSG：台阶覆盖更好，吸湿性强，吸收碱性离子 BPSG：吸湿性强，吸收碱性离子，金属互联层还有用（具体再查书）。 热生长SiO2和CVD淀积SiO2膜的区别。 热生长：氧来自气态，硅来自衬底，质量好 CVD淀积：低温 高生长率，氧和硅源均来自气态 五、薄膜制备3-物理气相淀积PVD 两种真空蒸发方法和区别。 电阻加热：结构简单 价廉易做 电子束加热：热效率高 纯度高 溅射的不同的种类。溅射与真空蒸发的比较。 直流溅射 射频溅射 磁控溅射； 真空蒸发，淀积速率