第三章IC制造工艺.pptxVIP

第三章集成电路工艺

§3.1概述

§3.2集成电路制造工艺

§3.3BJT工艺

§3.4MOS工艺

§3.5BiMOS工艺

§3.6MESFET工艺与HEMT工艺;

50?m;;;第3章IC制造工艺;集成电路制造工艺;多晶硅放入坩埚内加热到1440℃熔化。为了防止硅在高温下被氧化，坩埚内被抽成真空并注入惰性气体氩气。之后用纯度99.7%的钨丝悬挂“硅籽晶”探入熔融硅中，以2~20转/分钟的转速及3~10毫米/分钟的速率从熔液中将单晶硅棒缓慢拉出。这样就会得到一根纯度极高的单硅晶棒，理论上最大直径可达45厘米，最大长度为3米。;ProcessFlowofAnnealedWafer;3.2集成电路加工过程简介

硅片制备（切、磨、抛）

*圆片（Wafer）尺寸与衬底厚度：

2??—0.4mm3??—0.4mm

5??—0.625mm4??—0.525mm

6??—0.75mm

硅片的大部分用于机械支撑。;3.2.1外延生长(Epitaxy);化学汽相淀积(CVD);化学汽相淀积(CVD);Si基片的卤素生长外延;化学汽相淀积(CVD)——二氧化硅;化学汽相淀积(CVD)——多晶硅;物理气相淀积(PVD)——金属;蒸发原理图;金属有机物化学气相沉积（MOCVD:MetalOrganicChemicalVaporDeposition）;;分子束外延生长

(MBE:MolecularBeamEpitaxy);英国VGSemicom公司型号为V80S-Si的MBE设备关键部分照片;3.2掩膜(Mask)的制版工艺;什么是掩膜？;整版及单片版掩膜;早期掩膜制作方法：;IC、MaskWafer;整版和接触式曝光;2.图案发生器方法：(PG:PatternGenerator);图案发生器方法(续);3.X射线制版;4.电子束扫描法(E-BeamScanning);电子束光刻装置:LEICAEBPG5000+;电子束制版三部曲：;电子束扫描法(续);3.2.3光刻(Lithography);光刻步骤;正性胶与负性胶光刻图形的形成;涂光刻胶的方法(见下图)：;光刻步骤二、三、四;几种常见的光刻方法

接触式光刻：分辨率较高，但是容易造成掩膜版和光刻胶膜的损伤。

接近式曝光：在硅片和掩膜版之间有一个很小的间隙(10～25?m)，可以大大减小掩膜版的损伤，分辨率较低

投影式曝光：利用透镜或反射镜将掩膜版上的图形投影到衬底上的曝光方法，目前用的最多的曝光方式;接触式光刻;曝光系统(下图):点光源产生的光经凹面镜反射得发散光束，再经透镜变成平行光束，经45?折射后投射到工作台上。;掩膜和晶圆之间实现理想接触的制约因素;非接触式光刻;缩小投影曝光系统;缩小投影曝光系统(示意图);缩小投影曝光系统的特点;图形刻蚀技术(EtchingTechnology);湿法刻蚀;干法刻蚀;干法刻蚀

—反应离子刻蚀RIE;台湾ASTCirie-200等离子体刻蚀设备;3.2.4掺杂;热扩散掺杂;离子注入法;离子注入机包含离子源，分离单元，加速器，偏向系统，注入室等。;离子注入机工作原理;注入法的优缺点;退火;3.6绝缘层形成;氧化硅的形成方法;氧化硅层的主要作用;IC工艺;;1.二极管（PN结）;;;§3.3双极集成电路中元件的隔离;;§1.1.2双极集成电路元件的形成过程、结构和寄生效应;双极集成电路等效电路;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;;具体步骤如下：

1．生长二氧化硅（湿法氧化）：;2．隐埋层光刻：;As掺杂（离子注入）;P-Si;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;双极集成电路元件断面图;;C;3.结合双极性晶体管版图解释名词：隐埋层、寄生晶体管、PN结隔离

;IC工艺;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;2020/9/24;202