文档介绍：复习
1、硅片制备的四个阶段
制造IC级的硅晶圆分四个阶段进行:
矿石到高纯气体的转变
气体到多晶的转变
多晶到单晶,掺杂晶棒的转变
晶棒到晶圆的制备
2、如何通过硅片滚磨定形来判断其类型
3、硅片清洗任务有哪些?
三道防线:
净化环境(clean room)
硅片清洗(wafer cleaning)
吸杂(gettering)
硅片清洗的基本任务
粒子
金属杂质
有机物
表面微粗糙度(栅氧化层厚度小于100埃)
自然氧化层
栅氧化/外延前的最后一步清洗
4、典型的湿法清洗工艺流程
5、二氧化硅的性质(P21)和用途,常见的介质薄膜还有?
硅工艺中的一系列重要硅基材料:
SiO2:绝缘栅/绝缘/介质材料;
Si3N4:介质材料,用作钝化/掩蔽等;
多晶硅:可以掺杂,导电;
硅化物:导电,作为接触和互连……
SiO2的主要性质
密度 SiO2致密程度的标志
折射率 密度大,折射率大
电阻率 1016 与制备方法,掺杂有关
介电强度 106-107 V/cm
介电常数表征电容性能的一个重要参数
腐蚀 SiO2+6HF®H2(SiF6)+2H2O
6、什么是线性氧化和抛物线氧化极限
7、弄清恒定表面源扩散与有限表面源扩散
1、恒定表面源的扩散
特点:表面浓度始终保持不变,为Cs
初始条件: t = 0 x> 0 处 C(x, t) = 0
边界条件: t >> 0 x = 0 处 C(x, t) = Cs
t >> 0 x ® ¥ C(x, t) = 0
解方程,得恒定扩散方程的表达式
C(x, t) 某处t时,杂质浓度Cs表面杂质浓度,取决于某种杂质在硅中的最大固溶度erfc 余误差函数
称为特征扩散长度
恒定表面源扩散的主要特点
: 扩散时间越长,杂质扩散距离越深,进入衬底的杂质总量越多。
2. 恒定表面源的扩散的表面杂质浓度Cs基本由杂质在扩散温度(900-1200)下的固溶度决定,而固溶度随温度变化不大。
影响结深的因素
D与T有关,T上升10°C D上升1倍
T对D的作用较t大
xj 又和A,即Cs/Cb有关
· Cb Cb上升 xj下降
· Cs 余误差分布 Cs上升,Q上升,xj上升
但Cs和T关系不大,所以一般不以提高Cs来增加xj。
高斯分布 Cs上升,Q不变的话,则xj下降。
T ± 1°C D差10% 则xj差5%
所以T的误差必须< ±1°C。
2、有限表面源扩散
在整个扩散过程中,已形成的扩散杂质总量作为扩散的杂质源,不再有新源补充,其初始条件和边界条件为
费克第二定律的解是高斯分布
表面浓度Cs随时间而减少
有限表面源扩散的特点
:扩散时间越长,杂质扩散距离越深,
表面浓度Cs随扩散时间而减少有限表面源扩散Xj为
8、硅外延的反应,自掺杂效应
气相外延(VPE)
液相外延(LPE)
固相外延(SPE)
分子束外延(MBE)
外延
按反应室分类:
卧式、立式、桶式
系统和工序
自掺杂效应
外延层中的缺陷:
硅的选择外延生长:
衬底裸露出硅的部份可以淀积生长硅外延层,而表面为氧化硅或氮化硅的区域不会同时淀积非晶硅。最初的目的是想获得一种先进的介质隔离结构。
在SiCl4中加入HCl会防止在二氧化硅掩蔽层上硅核的成形和硅的生长
9、光刻基本工艺流程
1、衬底处理
a)表面清洁度
b) 平面度
c) 增粘处理;
高温烘培;
增粘剂处理:二甲基二氯硅烷和三甲基二硅亚胺
2、涂胶
旋转涂胶精确控制转速,加速度提供具有一定厚度和均匀性良好的光刻涂胶层
a)膜厚对分辨率的影响
膜越厚分辨率越低,但为了减少针孔,又需要膜厚。
负胶的膜厚/线宽比为 1:2-1:3
正胶的膜厚/线宽比为1:1
b) 膜厚对针孔密度的关系
c) 膜厚对粘附力的影响
如膜太厚,曝光被上层胶吸收,引起下层光刻胶曝光不足,在显影时下层胶会膨胀甚至溶解,影响光刻胶和衬底的粘附。
3、前烘
方式:热板和红外等
作用: 去除光刻胶中的溶剂
改善胶与衬底的粘附性,
增加抗蚀性,防止显影时浮胶和钻蚀但不能发生热胶联
显影后要在显微镜下检查:
*图形套准情况
*边缘是否整齐
*有无残胶,皱胶,易浮胶,划伤等
4、曝光(套准)
关系到光刻的分辨率、条宽控制、套准精度
5、显影 devel