微加工原理.doc

目 录 第一章 导论 〈一〉微加工技术的发展史 〈二〉微加工的方式和特点 〈三〉本课程的内容 第二章 微加工过程的物理和化学基础 〈一〉气体和真空的物理特性 〈二〉气体放电 〈三〉等离子体 〈四〉直流辉光放电 〈五〉射频辉光放电 第三章 微加工技术 〈一〉薄膜技术 〈二〉光刻技术 〈三〉刻蚀技术 〈四〉测试和其他技术 《微加工原理》 Principles of Microfabrication 参考书目： 1.毫微加工——物理、技术、应用 1991.10 2.超大规模集成电路工艺学 S.M.Sze 1987.10 上海交通大学出版社 3.Glow Discharge Processes——sputtering and plasma etching Brain Chapman. 4.固体电子学中的等离子体技术 钱振型主编 电子工业出版社 第一章 导论 〈一〉微加工技术的发展史 1906年电子管的研制成功开拓了电子技术的新领域。 1947年12月23日，美国新译西州贝尔实验室的二位科学家向世人展示了一个可将电流放大，现在称作为晶体管的实验装置，这是一个重大的发明，是电子技术发展中的一个新的里程碑。晶体管以其不可比拟的显著优点：体积小，重量轻，耗电省和坚固耐用引起人们极大的重视，在短短的十几年时，各式各种的晶体管相继出现，九十年代，集成化技术的闻世又为电子技术的发展开创了一个新的时代。继而集成技术便迅猛地发展起来，也仅十几年的时间，集成电路的集成度就从小规模集成（SSI）；发展到中规模集成（MSI）；大规模集成（LSI），到1977年就达到了超大规模集成（VLSI），加工线宽从十几μm缩小到2-3μm。八十年代，进入超超大规模集成（ULSI）的亚微米线条量级。九十年代，更是将集成技术推进到毫微米和纳米技术时代。半导体工业和微电子工业的发展推动了半导体工艺的发展，随着集成度的不断提高，一门新的微加工技术伴之而生。现在微加工技术已成为一门独立的新型加工技术，并不断开拓其新的应用领域，例如集成光学，微机械系统，微电子机械系统，微光、机、电系统。 我国的半导体技术的理论研究和推广起始于1956年，半导体器件的生产起始于1958年，当时我国在该方面的研究还稍领先于日本，但随后的十年浩劫使我国的国民经济处于崩溃的边缘，改革开放后才奋起直追，至1986年才跨入超大规模集成时代，落后国际先进水平整整十年。 《 SSI -10μ -65年 MIS 10μ以下 65-70年 LSI -5μ 70-75年 VLSI -1μ 77-80年 ULSI 1μ 80年代 目前（1998年）日本东京大学集成电路研究中心的制版中心的制版中心电子米制版的“Step”达到0.01μ=10nm上海杜邦制版中心精度为0.1μm冶金所制版中心则为0.5μm。 当前PⅡ奔腾的CPU芯片采用的是0.25μm工艺，跨进21世纪的工艺是0.13μm。 1956年我国制定了十二年科学发展规划，并提出发展半导体事业的紧急实施措施，由北大、复旦、南大、厦大和吉大（东北人民大学）五校师生在北大联合举办半导体专业。 1958年国产第一只晶体管在复旦大学诞生。》 〈二〉微加工的方式和特点 传统的机械加工方式是典型的车、钳、创、浇铸等，最初的半导体电路也都是分立元件。随着集成电路的诞生和发展，应用而生的新技术——微加工技术，以一种全新的加工方式出现在人们的面前。在微加工中，往往利用具有一定能量的粒子束或射线，例如电子束，离子束和光束等与固体表面相互作用产生物理和化学变化，达到预定的加工目的。在工艺上，有各种手段，例如：光刻、热阻蒸发、电子束蒸发、高频溅射、汽相外延、液相外延、分子束外延、化学气相淀积（CVD）金属有机物化学气相淀积（MOCVD）、离子注入、离子铣、等离子体辅助淀积（PECVD）、等离子体刻蚀（PE）、反应离子刻蚀（RIE）、氧化、扩散、离子交换、剥离（Lift-off）。 为了达到一个目标，可以有若干种方法，例如薄膜生长有许多方法，可用热阻蒸发、电子束蒸发，也可以用高频溅射，还可以用各种外延的方法，还有各种淀积的方法，但到底用何种方法要视具体情况而定，每种方法都有其本身的特点。