微电子清洗工艺.ppt

**1湿法清洗的问题（1）表面粗糙度：清洗剂、金属污染对硅表面造成腐蚀，从而造成表面微粗糙化。SC-1中，NH4OH含量高，会对硅造成表面腐蚀和损伤。降低沟道内载流子的迁移率，对热氧化生长的栅氧化物的质量、击穿电压都有破坏性的影响。Ra(nm)MixingratioofNH4OH(A)inNH4OH+H2O2+H2Osolution(A:1:5,A1)降低微粗糙度的方法：减少NH4OH的份额降低清洗温度减少清洗时间**1Wuetal.,EDL25,289(2004).SiGe-gate/high-k/SiGepMOSFETs**1Surfaceroughness(nm)Surfaceroughness(nm)不同清洗（腐蚀）方法与表面粗糙度**1Surfaceroughness(nm)Ebd(MV/cm)表面粗糙度降低了击穿场强**1颗粒的产生较难干燥价格化学废物的处理和先进集成工艺的不相容湿法清洗的问题（2）**1干法清洗工艺气相化学，通常需激活能在低温下加强化学反应。所需加入的能量，可以来自于等离子体，离子束，短波长辐射和加热，这些能量用以清洁表面，但必须避免对硅片的损伤HF／H2O气相清洗紫外一臭氧清洗法（UVOC）H2／Ar等离子清洗热清洗**1其它方法举例**1其他去除污染物的方法之吸杂把重金属离子和碱金属离子从有源区引导到不重要的区域。器件正面的碱金属离子被吸杂到介质层（钝化层），如PSG、Si3N4硅片中的金属离子则被俘获到体硅中（本征吸杂）或硅片背面（非本征吸杂）PSG=PhosphosilicateGlass磷硅酸盐玻璃**1硅中深能级杂质（SRH中心）扩散系数大容易被各种机械缺陷和化学陷阱区域俘获**1吸杂三步骤：杂质元素从原有陷阱中被释放，成为可动原子杂质元素扩散到吸杂中心杂质元素被吸杂中心俘获**1高扩散系数＋间隙扩散方式＋聚集并占据非理想缺陷（陷阱）位置深能级金属离子的吸杂：**1Aus＋I?AuI踢出机制Aus?AuI＋V分离机制引入大量的硅间隙原子，可以使金Au和铂Pt等替位杂质转变为间隙杂质，扩散速度可以大大提高。方法高浓度磷扩散离子注入损伤SiO2的凝结析出激活?可动，增加扩散速度。替位原子?间隙原子**1PSG——可以束缚碱金属离子成为稳定的化合物超过室温的条件下，碱金属离子即可扩散进入PSG超净工艺＋Si3N4钝化保护——抵挡碱金属离子的进入其他金属离子的吸杂：本征吸杂——使硅表面10－20mm范围内氧原子扩散到体硅内，而硅表面的氧原子浓度降低至10ppm以下。利用体硅中的SiO2的凝结成为吸杂中心。非本征吸杂——利用在硅片背面形成损伤或生长一层多晶硅，制造缺陷成为吸杂中心。在器件制作过程中的一些高温处理步骤，吸杂自动完成。碱金属离子的吸杂：**1本征吸杂工艺更易控制造成的损伤范围大距有源区更近缺陷热稳定性好方法：外延或热循环处理外扩散凝结成核沉淀析出**1bipolar**1净化的三个层次：环境、硅片清洗、吸杂本节课主要内容小结1净化级别高效净化净化的必要性器件：少子寿命?，VT改变，Ion?Ioff?，栅击穿电压?，可靠性?电路：产率?，电路性能?杂质种类：颗粒、有机物、金属、天然氧化层强氧化天然氧化层HF:DIH2O本征吸杂和非本征吸杂**1硅片清洗湿法清洗：Piranha，RCA（SC－1，SC－2），HF:H2O干法清洗：气相化学吸杂三步骤：激活，扩散，俘获碱金属：PSG，超净化＋Si3N4钝化保护其他金属：本征吸杂和非本征吸杂——大密度硅间隙原子＋体缺陷SiO2的成核生长。硅片背面高浓度掺杂，淀积多晶硅本节课主要内容小结211**11、清洗的概念及超净室环境介绍2、污染的类别及清除过程第五讲之Si片的清洗工艺**1三道防线:净化环境（cleanroom）硅片清洗（wafercleaning）吸杂（gettering）引言**1芯片代加工工厂的环境通过以下措施进行:HEPA(high-efficiencyparticulatearresting)filtersandrecirculationfortheair.(高效过滤器和空气再循环)“Bunnysuits”