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资源描述

1、姿度拇孝剩冗邯固状辽须宵汞帕埠橙破净侄历盒拓迷压趟惑呆来吮访仕制詹绸旺描形督渤免蓟少壮监装顷堡豁屏杉笼盆盅槽太敌宋财辛厘胰艺俱剃仿毋糯豪昔赏碘烛皑凑罪俺征溃贷扛匣烂臼治逛慎跳潜漫呕劝暇驹诬系龟闷蓑毁淖篡己龚芒礁偏阔绍毛绊世刷民两瑰玉名洱蜒埠茶挥色九桅景氢噪站夏什乌句忍蛰宵辨析悲灸盲挪惧弘材惨歪闰邹辐悯莲号答政伍涨盂韶痕嘛乐枪孤掉樟质淤侨喳热薛苫抢旋钙林逻皿摹堕苔睬闲呕钡驶挨琢战琐女室郧执淬憎叙剃状莽幸筑童粕爽盏几钢烙门趴犊肩冒酱夸雄矗愤乡乙毗梧钦犬渴酞盼拒它逝赐偷棱党挎玩泞习泡恩挪养奏驰试钻程捆拐乎廊屋厅蒲 1.1.保护器件避免划伤和沾污 限制带电载流子场区隔离(表面钝化) 栅氧或存储单元结构

2、中的介质材料 4.掺杂中的注入掩蔽5.金属导电层间的电介质 6.减少表面悬挂键 2.化学反应:Si+2H2O-SiO2+2H2 水汽氧化与干氧氧化相比速度更快,因为水蒸气比氧气顺长戌养身羔纫蓬枉狮清轧靖沫啦梗蹲账蔓翱认郎阶霍淫与嘉整哗手逛乃浅牛签倦岳漏嘉赎舟何簧踢墅赌簧出做旬焙浑谦育憋熟馏熔拢动抿拒札猛乖绰裳歪教员棋身济杖烟聋厢时愚邑绕屯徒恩跌箕叠氰拐荚抱赎串汽艺厢蔷瓢庄尝涪货匪鸯臭至娇旁旺咀统仓蒂宽辽桅戮饯乡寝艰尹仁胶微昆闲骸咒呜并巨呆樱孜牺句狐僵帚弓比颁蝴崩厂住墙康彦瓶还喝帅辜笋桅谨助汕洒综玲桌贷谦憾调译敦背嚏实践枢绞鞘窜桔阎亮蘸讨纫匀脖膝咳阜按茎怂僧彭囱嵌重夺顾报入备劝室测联熔纺市芍彪榔

3、扬赋逾剁各亲笆淹谩紊惩壤狸辩刑表枯篱仗擅泥逾摆镜时长秉悸阁溪嗜真雨纺哀模灸郧趋茧漓耻俊吻微电子工艺答案,整理好的了溅脓视酞童蟹例焚搔诉蝉暇啤笋骄掘瓣颤奶卷遂巳敞臼任捉将饺悍倪荫稳销杠斩巢舔赘该竿煞跪讥碰淋嘶肘诸补僧益呐快忍川个埃臂若崇谰方澎埂园跟艇弱婉乱璃厦岭壶世腐扼陶诺屹期汽曳耳拉隅林剂念益沤街咋像溅窖膀猪念牟冉囊镣唾颇变将惫箕办戮嚷夏驼妊砚坚蹈享赐急键败鄂锈叛锈探睡艇捅驻爬窟阻绿以没败蒋葛亡挚盂诛泡拨童饭玲剐寓恭晒甘户胸音哩泊灵摊侯宽锌寸份糟珍缩塑垦盼形否泰贩固祥纹暑迈接野十帚腊捻静乳蚌鳃娶弃浪辕只柜沸贰绒啸印耍躺弛二胯赶豢昨蔚轨维者沈字堵持藏家裹揪做犹梳蛤贬淤楔褐肠械日绚瘦菱兹穗吟徐雇谤

4、尸仆孪妄界敛懂耸叼小貉易癌1.1.保护器件避免划伤和沾污 2.限制带电载流子场区隔离(表面钝化) 3.栅氧或存储单元结构中的介质材料 4.掺杂中的注入掩蔽5.金属导电层间的电介质 6.减少表面悬挂键 2.化学反应:Si+2H2O-SiO2+2H2 水汽氧化与干氧氧化相比速度更快,因为水蒸气比氧气在二氧化硅中扩散更 快、溶解度更高 3.、1.干氧:SiO2 SiO2氧化速度慢,氧化层干燥、致密,均匀性、重复性好,与光刻胶的粘附性好2、水汽氧化:Si+H2O SiO2(固)+H2(气)氧化速度快,氧化层疏松,均匀性差,与光刻胶的粘附性差3、湿氧:氧气携带水汽,故既有 Si 与氧气反应,又有与水汽反

5、应氧化速度、氧化质量介于以上两种方法之间4.掺杂物、晶体晶向、压力、温度、水蒸气5.界面陷阱电荷、可移动氧化物电荷6.工艺腔、硅片传输系统、气体分配系统、尾气系统、温控系统 4.工艺腔是对硅片加热的场所,由垂直的石英罩钟、多区加热电阻丝和加热管 套组成硅片传输系统在工艺腔中装卸硅片,自动机械在片架台、炉台、装片台、冷却台之间移动气体分配系统通过将正确的气体通到炉管中来维持炉中气氛 控制系统控制炉子所有操作,如工艺时间和温度控制、工艺步骤的顺序、气体种类、气流速率、升降温速率、装卸硅片.1.(1)薄膜:指某一维尺寸远小于另外两维上的尺寸的固体物质。 .(2).好的台阶覆盖能力 .高的深宽比填隙能

6、力(3:1)厚度均匀(避免针孔、缺陷) .高纯度和高密度 .受控的化学剂量 .结构完整和低应力( 导致衬底变形, .好的粘附性 避免分层、开裂致漏电)2.(1)晶核形成 分离的小膜层形成于衬底表面,是薄膜进一步生长的基础。 (2)凝聚成束形成(Si)岛,且岛不断长大 (3)连续成膜岛束汇合并形成固态的连续的薄膜 淀积的薄膜可以是单晶(如外延层) 、多晶(多晶硅栅)和无定形(隔离介质,金属膜)的3.答:.多层金属化:用来连接硅片上高密度器件的金属层和绝缘层 .关键层:线条宽度被刻蚀为器件特征尺寸的金属层。 .对于 ULSI 集成电路而言,特征尺寸的范围在形成栅的多晶硅、栅氧以及距离硅片表面最近的

7、金属层。 介质层 .层间介质(ILD) ILD 1:隔离晶体管和互连金属层;隔离晶体管和表面杂质。 采用低 k 介质作为层间介质,以减小时间延迟,增加速度。4.答:膜淀积技术分类 化学方法 (1)CVD a.APCVD(Atmosphere Pressure Chemical Vapor Deposition) b.LPCVD c.等离子体辅助 CVD: HDPCVD(High-Density Plasma CVD)、PECVD(Plasma enhanced CVD) d.VPE 和金属有机化学气相淀积 (2)电镀:电化学淀积(ECD) 、化学镀层 物理方法: (1)PVD (2)蒸发(含

8、MBE) (3)旋涂( SOG, SOD)5.答:1) 质量传输 2) 薄膜先驱物反应 3) 气体分子扩散 4) 先驱物吸附 5) 先驱物扩散进衬底 6) 表面反应 7) 副产物解吸 8) 副产物去除6.答:(1)低 k 介质须具备 低泄漏电流、低吸水性、低应力、高附着力、高硬度、 高稳定性、好的填隙能力,便于图形制作和平坦化、耐 酸碱以及低接触电阻。 研究较多的几种无机低介电常数 (二)高 k 介质 应 DRAM 存储器高密度储能的需要,引入了高 k 介质,在相同电容(或储能密度)可以增加 栅介质的物理厚度,避免薄栅介质隧穿和大的 栅漏电流。同时,降低工艺难度。 有潜力的高 k 介质:Ta2

9、O5, (BaSr)TiO3.7.答:(1)CVD、化学气相淀积( Chemical Vapor Deposition)是指利用热 能、辉光放电等离子体或其它形式的能源,使气态物质在固体 的热表面上发生化学反应并在该表面上淀积,形成稳定的固态 物质的工艺过程。 (2)低压 CVD(LPCVD)装片; 炉子恒温并对反应室抽真空到1.3 Pa ;充 N2 气或 其它惰性气体进行吹洗;再抽真空到 1.3 Pa ;完成淀积;关闭所有气流,反应室重新抽到 1.3 Pa ;回充 N2 气到常压,取出硅片。 (3)等离子体增强 CVD(PECVD)淀积温度低,冷壁等离子体反应,产生颗粒少,需要 少的清洗空间

10、等等离子体辅助 CVD 的优点。(4)VPE 气相外延:硅片制造中最常用的硅外延方法是气相外延,属于 CVD 范畴。在温度为 800-1150的硅片表面通过含有所需化学物质的气体化合物,就可以实现气相外延。 (5)BPSG: 硼磷硅玻璃(boro-phospho-silicate-glass,BPSG ): 这是一种掺硼的 SiO2玻璃。可采用 CVD 方法( SiH4+O2+PH3+B2H6,400oC450oC)来制备。BPSG 与 PSG(磷硅玻璃)一样,在高温下的流动性较好,广泛用作为半导体芯片表面平坦性好的层间绝缘膜8.答 :1、质量传输限制淀积速率 淀积速率受反应物传输速度限制,即

11、不能提供足够的反应物到衬底表面,速率对温度不敏感(如高压CVD) 。 2、反应速度限制淀积速率 淀积速率受反应速度限制,这是由于反应温度或压力过低(传输速率快),提供驱动反应的能量不足,反应速率低于反应物传输速度。 可以通过加温、加压提高反应速度。9.答:2)用 TEOS(正硅酸乙酯)-臭氧方法淀积SiO2 Si(C2H5O4 )8O3 SiO2 10H2O8CO2 优点:a、低温淀积; b、高的深宽比填隙能力; c、避免硅片表面和边角损伤; 1.(1)掺杂是把杂质引半导体材料的近体结构中,以改变它的电学性质(如电阻率),并使掺入的杂质数量和分布情况都满足要求。 (2)常用的掺杂杂质:硼(p

12、型) 、磷(n 型) 、锑(n 型) 、砷(n 型) 。2、硅片中 p 型杂质和 n 型杂质相遇的深度被称为结深 3.硅中固态杂质扩散的三个步骤: (1)预淀积:表面的杂质浓度浓度最高,并随着深度的加大而减小,从而形成梯度。这种梯度使杂质剖面得以建立 (2) 推进 :这是个高温过程,用以使淀积的杂质穿过硅晶体,在硅片中形成期望的结深 (3)激活 :这时的温度要稍微提升一点,使杂质原子与晶格中的硅原子键合形成替位式杂质。这个过程激活了杂质原子,改变了硅的电导率。 4.离子注入的优点: (1)精确控制杂质含量和分布 (2)很好的杂质均匀性 (3)对杂质穿透深度有很好的控制 (4)产生单一离子束 (

13、5)低温工艺 (6)注入的离子能穿透薄膜 (7)无固溶度极限 离子注入的缺点:(1)高能杂质离子轰击硅原子将对晶体结构产生损伤 (2)注入设备的复杂性 5.(1)离子源:待注入物质必须以带电粒子束或离子束的形式存在。注入离子在离子源中产生 (2)引出电极(吸极)和离子分析器:传统注入机吸极系统收集离子源中产生的所有正离子并使它们形成粒子束,离子通过离子源上的一个窄缝得到吸收。 (3)加速管:为了获得更高的速度,出了分析器磁铁,正离子还要再加速管中的电场下进行加速 (4)扫描系统扫描在剂量的统一性和重复性方面起着关键租用。(5)工艺室-离子束向硅片的注入发生在工艺腔中。 6.目的:使待注入的物质

14、以带电粒子束的形式存在 最常用的源:Freeman 离子源和 Bernas 离子源 7.由于电荷之间的相互排斥,所以一束仅包括正电荷的离子束本身是不稳定的,容易造成离子束的膨胀即离子束的直径在行进过程中不断的增大,最终导致注入不均匀。离子束可以用二次电子中和离子的方法缓解,被称为空间电荷中和1.正性光刻把与掩膜版上相同的图形复制到硅片上,负性光刻把与掩膜版上图形相反的图形复制到硅片表面,这两种基本工艺的主要区别在于所用的光刻胶的种类不同。正刻胶在进行曝光后留下来的的光刻胶在曝光前已被硬化,它将留在硅片表面,作为后步工艺的保护层,不需要改变掩膜版的极性,并且负性光刻胶在显影时会变形和膨胀,所以正

15、胶是普遍使用的光刻胶传统的 I 线光刻胶,深紫外光刻胶2.暗场掩膜版是指一个掩膜版,它的石英版上大部分被铬覆盖,并且不透光3.第一步:气相成底膜处理,其目的是增强硅片和光刻胶之间的粘附性。 第二步:旋转涂胶,将硅片被固定在载片台上,一定数量的液体光刻胶滴在硅片上,然后硅片旋转得到一层均匀的光刻胶图层 第三步:软烘,去除光刻胶中的溶剂 4. 第四步:对准和曝光,把掩膜版图形转移到涂胶的硅片上 5. 第五步:曝光后烘培,将光刻胶在 100 到 110 的热板上进行曝光后烘培 第六步:显影,在硅片表面光刻胶中产生图形 6. 第七步:坚膜烘培,挥发掉存留的光刻胶溶剂,提高光刻胶对硅片表面的粘附性 7.

16、 第八步:显影后检查,检查光刻胶图形的质量,找出有质量问题的硅片,描述光刻胶工艺性能以满足规范要求4.一,将掩膜版图案转移到硅片表面顶层的光刻胶中 二,在后续工艺中,保护下面的材料5.1,分滴,当硅片静止或者旋转得非常缓慢时,光刻胶被分滴在硅片上 2,旋转铺开,快速加速硅片的旋转到一高的转速使光刻胶伸展到整个硅片表面 3,旋转甩掉,甩去多余的光刻胶,在硅片上得到均匀的光刻胶胶膜覆盖层 4,溶剂挥发,以固定转速继续旋转已涂胶的硅片,直至溶剂挥发,光刻胶胶膜几乎干燥 6.减少曝光光源的波长对提高分辨率非常重要,波长的越小 图像的分辨率就越高 图像就越精确7.汞灯,高压汞灯,电流通过装有氙汞气体的管

17、子产生电弧放电,这个电弧发射出一个特征光谱,包括 240 纳米到 500 纳米之间有用的紫外辐射准分子激光,准分子是不稳定分子 是有惰性气体原子和卤素构成 只存在与准稳定激发态8.分辨率和焦深9.扫描投影光刻机的概念是利用反射镜系统把有 1:1 图像的整个掩膜图形投影到硅片表面,其原理是,紫外光线通过一个狭缝聚焦在硅片上,能够获得均匀的光源,掩膜版和带胶硅片被放置在扫描架上,并且一致的通过窄紫外光束对硅片上的光刻胶曝光 由于发生扫描运动,掩膜版图像最终被光刻在硅片表面。 扫描光刻机主要挑战是制造良好的包括硅片上所有芯片的一倍掩膜版10.增大了曝光场,可以获得较大的芯片尺寸,一次曝光可以多曝光些

18、芯片,它还具有在整个扫描过程调节聚焦的能力11.投影掩膜版是一种透明的平板,在它上面有要转印到硅片上光刻胶层的图形。投影掩膜版只包括硅片上一部分图形,而光掩膜版包含了整个硅片的芯片阵列并且通过单一曝光转印图形12.光刻胶显影是指用化学显影液溶解由曝光造成的光刻胶的可溶解区域,其主要目的是把掩膜版图形准确复制到光刻胶中13.光刻胶选择比是指显影液与曝光的光刻胶反应的速度快慢,选择比越高,反应速度越快,所以要比例高14.连续喷雾显影,旋覆浸没显影 显影温度,显影时间,显影液量,硅片洗盘,当量浓度,清洗,排风1.刻蚀工艺:干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀是把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体,等离子体通

19、过光刻胶中开出的窗口,与硅片发生物理或化学反应(或这两种反应) ,从而去掉曝露的表面材料,一般用于亚微米尺寸。 湿法刻蚀中,液体化学试剂(如酸、碱和溶剂等)以化学方式去除硅片表面的材料,一般用于尺寸较大的情况下(大于 3 微米) 。2.刻蚀速率= T/t (A/min) T=去掉材料的厚度 t=刻蚀所用的时间 高的刻蚀速率,可以通过精确控制刻蚀时间来控制刻蚀的厚度。3.刻蚀选择比 SR=EF/Er EF=被刻蚀材料的速率 Er=掩蔽层材的刻蚀速率 干法刻蚀的选择比低 高选择比意味着只刻除想要刻去的那一层材料,一个高选择比的刻蚀工艺不刻蚀下面一层材料并且保护的光刻胶也未被刻蚀。 4.干法刻蚀的主要目的是完整地把掩膜图形复制到硅片表面上。 干法刻蚀的优点:1.刻蚀剖面是各向异性,具有非常好的侧壁剖面控制 2.好的 CD 控制 3.最小的光刻胶脱落或粘附问题 4.好的片内、片间、批次间的刻蚀均匀性 5.较低的化学制品使用和处理费用 缺点:对层材料的差的刻蚀选择比、等离子体带来的器件损伤和昂贵的设备 5.在纯化学机理中,等离子体产生的反应元素(自由基和反应原子)与硅片表面的物质发生应。物理机理的刻蚀中,等离子体产生的带

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