《扩散部工艺培训》word版

《《扩散部工艺培训》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、ThermalprocesstrainingEDITBYYUMLCSMCHJ扩散部工艺培训----主要设备、热氧化、扩散、合金扩散部2002年7月ThermalprocesstrainingEDITBYYUML前言：扩散部按车间划分主要由扩散区域及注入区域组成，其中扩散区域又分扩散老区和扩散新区。扩散区域按工艺分，主要有热氧化、扩散、LPCVD、合金、清洗、沾污测试等六大工艺。本文主要介绍热氧化、扩散及合金工艺。目录第一章：扩散区域设备简介……………………………………第二章：氧化工艺第三章：扩散工艺第四章：合金工艺ThermalprocesstrainingEDIT

2、BYYUML第一章：扩散部扩散区域工艺设备简介炉管设备外观：扩散区域的工艺、设备主要可以分为：类别主要包括按工艺分类热氧化一氧、二痒、场氧、Post氧化扩散推阱、退火/磷掺杂LPCVDTEOS、SI3N4、POLY清洗进炉前清洗、漂洗合金合金按设备分类卧式炉A、B、C、D、F、H、I六台立式炉VTR-1、VTR-2、VTR-3清洗机FSI-1、FSI-2炉管：负责高温作业，可分为以下几个部分：组成部分功能控制柜→对设备的运行进行统一控制；装舟台：→园片放置的区域，由控制柜控制运行炉体：→对园片进行高温作业的区域，由控制柜控制升降温源柜：→供应源、气的区域，由控制柜控

3、制气体阀门的开关。FSI：负责炉前清洗。ThermalprocesstrainingEDITBYYUML第二章：热氧化工艺热氧化法是在高温下（900℃-1200℃）使硅片表面形成二氧化硅膜的方法。热氧化的目的是在硅片上制作出一定质量要求的二氧化硅膜，对硅片或器件起保护、钝化、绝缘、缓冲介质等作用。硅片氧化前的清洗、热氧化的环境及过程是制备高质量二氧化硅膜的重要环节。2.1氧化层的作用2．1．1用于杂质选择扩散的掩蔽膜常用杂质(硼,磷,砷等)在氧化层中的扩散系数远小于在硅中的扩散系数，因此氧化层具有阻挡杂质向半导体中扩散的能力。利用这一性质，在硅上的二氧化硅层上刻出选

4、择扩散窗口，则在窗口区就可以向硅中扩散杂质，其它区域被二氧化硅屏蔽，没有杂质进入，实现对硅的选择性扩散。SiO2N-WELLP-WLLS(P+)1960年二氧化硅就已被用作晶体管选择扩散的掩蔽膜，从而导致了硅平面工艺的诞生，开创了半导体制造技术的新阶段。同时二氧化硅也可在注入工艺中，作为选择注入的掩蔽膜。作为掩蔽膜时，一定要保证足够厚的厚度，杂质在二氧化硅中的扩散或穿透深度必须要小于二氧化硅的厚度，并有一定的余量，以防止可能出现的工艺波动影响掩蔽效果。2．1.2缓冲介质层Si(P)P-WellN-WellSiO2Si3N4其一：硅与氮化硅的应力较大，因此在两层之间生

5、长一层氧化层，以缓冲两者之间的应力，如二次氧化；其二：也可作为注入缓冲介质，以减少注入对器件表面的损伤。2．1．3电容的介质材料电容的计算公式：C=e0*er*S/de0：真空介质常数er：相对介电常数S：电容区面积D：介质层厚度ThermalprocesstrainingEDITBYYUML二氧化硅的相对介电常数为3-4。二氧化硅的耐击穿能力强，温度系数小，是制作电容介质的常用材料。在电容的制作过程中，电容的面积和光刻、腐蚀有较大的关系，而厚度则由二氧化硅的厚度决定。2．1．4集成电路的隔离介质N-WellSiO2Si(P)P-WellSi3N4二氧化硅的隔离效果

6、比PN结的隔离效果好，漏电流小，耐击穿能力强，隔离区和衬底之间的寄生电容小，不受外界偏压的影响，使器件有较高的开关速度。如工艺中常用的场氧化就是生长较厚的二氧化硅膜，达到器件隔离的目的。2．1．5MOS场效应晶体管的绝缘栅材料二氧化硅的厚度和质量直接决定着MOS场效应晶体管的多个电参数，因此在栅氧化的工艺控制中，要求特别严格。N-WellSi(P)P-WellSiO2PolyGate-oxide2．2热氧化方法介绍2．2．1干氧氧化干氧氧化化学反应式：Si+O2==SiO2氧分子以扩散的方式通过氧化层到达二氧化硅-硅表面，与硅发生反应，生成一定厚度的二氧化硅层。干氧

7、化制作的SiO2结构致密，均匀性、重复性好，掩蔽能力强，对光刻胶的粘附性较好，但生长速率较慢；一般用于高质量的氧化，如栅氧等；厚层氧化时用作起始和终止氧化；薄层缓冲氧化也使用此法。2．2．2水汽氧化水汽氧化化学反应式：2H2O+Si==SiO2+2H2ThermalprocesstrainingEDITBYYUML水汽氧化生长速率快，但结构疏松，掩蔽能力差，有较多缺陷。对光刻胶的粘附性较差，我们公司不采用此方法。2．2．3湿氧氧化湿氧氧化反应气体中包括O2和H2O，实际上是两种氧化的结合使用。湿氧氧化化学反应式：H2+O2==H2OH2O+Si==SiO2+2H