半导体工艺总复习.ppt

摩尔定律 1965年，Gordon Moore提出了一个关于集成电路发展的预测： “The complexity for minimum component cost has increased at a rate of roughly a factor of two per year”. 后来在1975年被修正为： The number of components per IC doubles every 18 - 24 months. “集成电路中的元件数每18～24个月翻一倍。” 列举几种常采用的杂质并说明它们是N型还是P型？ P型：硼B，铝Al，镓Ga，铟In N型：磷P，砷As，锑Sb 常用的掺杂方法有几种？ 合金法；扩散法；离子注入法 半导体工艺总复习全文共21页，当前为第1页。 在集成电路发展过程中半导体材料锗被硅取而代之的原因。 a.硅的储量丰富：硅在地壳中含量约占27％，仅次于氧。形成普通沙粒的二氧化硅，就是最常见的硅化合物。 b.很好的物理化学特性：更高的熔化温度允许更宽的工艺容限，硅1412℃的熔点远高于锗937℃的熔点，可以承受高温工艺。机械强度较高，无毒，利于加工生产。 c.更宽的工作温度范围：锗的Eg=0.67eV，操作温度仅能到达90℃，漏电流较大。硅Eg=1.12eV，可以用于比锗更宽的温度范围（可高于200℃），更小的漏电流，更高的可靠性。 d.硅可以自然形成的氧化物：不论是砷化嫁（GaAs）还是锗（Ge）都不能形成稳定且不溶于水的氧化物，例如：二氧化锗是水溶性，且会在800℃左右的温度自然分解。 试问MOS器件制作中用得最多的是哪种方向晶面的材料？双极器件呢？ （100）晶面：表面陷阱密度和Si/SiO2界面电荷数量较少，MOS器件采用。 （111）晶面：单晶生长容易，扩散结平坦，双极工艺多采用。 制造硅单晶的两种常用方法？ 直拉（CZ）法和区熔（FZ）法 半导体工艺总复习全文共21页，当前为第2页。 请列出二氧化硅在电路制作过程中的六种应用 答： 1. 作为杂质选择扩散的掩膜；因为在二氧化硅中的扩散系数较高，因此在铝 扩散时不能采用二氧化硅做掩膜。 2. 作为器件表面的保护和钝化膜： 3. 用作IC的介质隔离（如场氧化等）； 4. 用作多层布线间的绝缘介质； 5. 用作MOS电容器的介质材料； 6. 用作MOSFET的绝缘栅材料。 试述氧化工艺的两种方法，各自的优缺点和应用范围？ 氧化分干氧氧化和湿氧氧化： ?采用干氧法生长的SiO2薄膜,其质量最好,但生长速率太慢; ?湿氧法生长速率快, 但不够致密，存在较多的位错和腐蚀坑; ?干氧氧化用于对氧化层质量要求较高的场所，如MOS管的栅氧，LOCOS工艺中的衬垫氧等。 湿氧氧化用于较厚氧化层的生长，如MOS工艺中的场氧。 半导体工艺总复习全文共21页，当前为第3页。 什么是薄层电阻，其物理意义是什么？ 薄层电阻是表面为正方形的半导体薄层，在电流方向呈现的电阻。单位为Ω/□。其大小与正方形边长无关，只要知道了某个掺杂区域的方块电阻，就知道了整个掺杂区域的电阻值。 物理意义：薄层电阻的大小直接反映了扩散入硅内部的净杂质总量。即 薄层电阻、结深和薄膜厚度的常用测量方法。 答：薄膜电阻：四探针法； 结深：磨角染色法，滚槽法； 膜厚：椭圆偏振法，干涉法，比色法。 半导体工艺总复习全文共21页，当前为第4页。 列举离子注入在集成电路生产中的几种应用。 阱区形成，源漏形成，多晶硅栅和电阻掺杂，阈值电压控制调节，沟道阻断注入，轻掺杂漏(LDD)结构，高能注入形成埋层，形成SOI结构。 表面二氧化硅层在离子注入中的作用是什么？ 减小注入沟道效应。 离子注入损伤退火的目的是什么？损伤退火常用方法？ 目的： 去除由注入造成的损伤，让硅晶格恢复其原有完美晶体结构； 让杂质进入电活性位置－替位位置；恢复电子和空穴迁移率。 常用的损伤退火方法是RTP快速热退火。 半导体工艺总复习全文共21页，当前为第5页。 * 光刻分辨率 一般来说， 最小线宽 K1＝0.6~0.8 提高分辨率，减小最小线宽的方法： 减小波长，但用于短波长的光刻胶开发是难点； 采用高数值孔径（NA）的光学系统(大透镜），但与景深(DOF)矛盾，需折衷考虑。 采用光学邻近效应校正，移相掩膜等掩膜版工程技术 K1取决光刻系统和光刻胶的性质 黄光区 光刻胶对大部分可见光灵敏，对黄光不灵敏，可在黄光下进行光刻工艺操作。因此，在集成电路生产线上一般将光刻工序称黄光区。 半导体工艺总复习全文共21页，当前为第6页。 常用的淀积薄膜有哪些？有集成电路中的作用？薄膜淀积方法一般分为哪两类？ 单晶硅（外延）—器件；多晶硅—栅电极；SiO2—互连介质；Si3N4—钝化；