微电子二极管制作.doc

西安郵電一 实习目的： （一）、清洗： 在学习和掌握清洗工艺原理的基础上，通过实验操作对清洗工艺流程有一个深刻的认识，掌握清洗工艺中各个操作步骤，了解芯片产生玷污的原因和解决方法。 （二）、热氧化技术： 了解的基本结构和特性； 熟悉硅氧化的基本原理、工艺过程以及不同氧化工艺所得到的氧化层特性； 能够针对不同的氧化层要求，确定其制备工艺和制备条件； 重点掌握热氧化生长法制备膜的方法。 （三）、光刻技术： 在学习和掌握光刻工艺原理的基础上，通过实验操作对光刻工艺流程有一个深刻的认识，掌握光刻工艺中各个操作步骤，包括涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶等工序的目的、方法和原理。了解常见光刻缺陷，如浮胶、毛刺、钻蚀等产生的原因和解决方法。 （四）、高温扩散技术： 在学习和掌握扩散原理的基础上，对扩散工艺中常用的扩散方法，包括液态源扩散、箱法扩散、氮化硼扩散、氧化物源扩散和乳胶源扩散有所了解；掌握高温扩散炉的基本原理和设备结构，通过对具有一定代表性的扩散方法进行实际操作，初步掌握扩散炉的基本操作方法和扩散工艺的操作步骤；对扩散结果进行测试与检验，比如薄层电阻测量、结深测量、表面杂质浓度测量、pn结的击穿特性和I-V特性测量、三区两结结构（双极型晶体管）输出特性测试等；了解影响扩散工艺质量和解决方法。 二，实习安排： 1.介绍整个器件的工艺流程及注意事项。 2.硅片表面二氧化硅的去除和硅片的清洗，烘干。 3.氧化。采取干-湿-干工艺，在硅片表面生长一层SiO2。 4..利用椭圆偏振仪测试氧化薄膜厚度。 5. 对硅片进行充分的清洗和烘干。 6.进行光刻和刻蚀工艺，涂胶-前烘-曝光-显影-坚膜-腐蚀-去胶。观察刻蚀后的窗口。 7.清洗硅片。 8.用氧气激活硼源（需6小时），为扩散做准备。 9. 用扩散炉对硅片进行预扩散。 10. 清洗陪片并测试其方块电阻。 11.进行再扩散。 12.测试pn结I-V特性。 三，实习内容及过程： （一）、准备工作： 1、自己先阅读《半导体工艺实验指导书》，了解相关原理和流程； 2、听老师介绍整个器件的工艺流程及注意事项。 （二）、实习过程： 1、第一天： （1）、二氧化硅的去除及硅片的清洗： 将硅片放入BOE液中浸泡2分钟，其中BOE液为：氢氟酸（49%）: 氟化氢（40%）=1:5。然后将硅片用去离子水清洗8-10遍。 将硅片放在恒温35摄氏度的3#液中水浴15分钟，其中3#液为：双氧水（30%）：浓硫酸（96%）=1:3～5。同样，完毕后用去离子水冲洗干净。 把所要烘干的硅片放在支架上，放入石英烧杯中，放在电炉上，加热烘干。 、氧化： 目的：保护和钝化表面，作为杂质扩散的掩蔽层。 方法：采用干—湿—干氧化的方法制备氧化层。 氧化分为干氧和湿氧，干氧的优点为氧化层致密，但氧化时间较长，而湿氧氧化层没有干氧的致密，但氧化时间短。所以，我们采用干氧与湿氧混合的氧化方法。 具体过程为：干氧8分钟；湿氧90分钟，其中，湿氧水浴温度为1100°C；最后干氧8分钟。 氧化后，对硅片进行充分的清洗和烘干，利用椭圆偏振仪测试氧化薄膜厚度并记录。 图2 对硅片进行烘干处理 2、第二天： （1）、光刻： 1 匀胶工艺（用负胶工艺）掩模版上图形与硅片上相反。 2 烘培工艺：加热恒温70度，时间为5—10分钟。 3 曝光工艺 开电源，真空泵—调节掩模版3个定位钉右旋固定—吸住掩模版—放置硅片—吸住硅片— （按下吸片）—定位—上顶硅片—固定按钮—放置到光源中央—曝光（大约为18秒） 曝光结束后，打开按钮—下调载物台—拉开掩模版—硅片解吸—取片。 实验中，需要注意以下事项：匀胶的时候将硅片尽量放在匀胶台中心，并使胶尽量呈圆形分布、并保证适当的量；显影时需将其对准，否则效果不好；腐蚀的时候要注意不要腐蚀太久，防止表面的胶层被腐蚀。 4 显影工艺 显影1—2分钟—定影30秒—显微镜观看—若坚膜合适140度，时间为30分钟。 光刻后，观察刻蚀后的窗口来确定刻蚀的程度和效果。 图3 匀胶机 图4 光刻机 3 第三天：硼预淀积 预扩散的步骤： 1 打开氧气，氮气的气阀，调节减压阀为1格，并开上氮气； 2 炉子预热为787度左右（达到7档），恒温30分钟； 3 关闭氮气，打开氧气，开始进样，拉出石英舟（一定要慢，推20公分，停1分钟，大约为3次）—将片子小心地放在石英舟上，注意：抛光面要朝向炉子内，保证背面气流； 4 把石英舟放到炉口，烘干5分钟，以后要慢推，推10公分，停1—2分钟，让有机溶剂 挥发，推3次后，停30分钟，然后继续推，10cm/次，直到恒温区； 5 调上氧气为0.5升，氮气2升； 6 升温960