外延工艺的研究

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1、江苏信息职业技术学院毕业论文毕业论文外延工艺的研究系电子信息工程系专业微电子技术姓名张班级微电学号1003318指导教师张　职称讲师设计时间2012.9.19－2013.1.4-11-江苏信息职业技术学院毕业论文目录摘要-3-关键词-3-第一章引言-4-第二章外延工艺概念-6-2.1什么是外延-6-2.2外延的分类-6-2.2.1气相外延........................................................................................................................

2、......................-6-2.2.2液相外延-6-2.2.3固相外延-7-2.2.4分子束外延-7-2.3外延片的应用-7-第三章外延片的制备-8-第四章外延片质量测试-9-第五章外延的发展趋势-11-结语............................................................................................................................................................-12-参考文献-13--11-江苏信

3、息职业技术学院毕业论文摘要本文主要讲述了外延在生产中的作用，以及它的分类。外延产品应用于4个方面，CMOS互补金属氧化物半导体支持了要求小器件尺寸的前沿工艺。CMOS产品是外延片的最大应用领域，并被IC制造商用于不可恢复器件工艺，包括微处理器和逻辑芯片以及存储器应用方面的闪速存储器和DRAM（动态随机存取存储器）。分立半导体用于制造要求具有精密Si特性的元件。“奇异”（exotic）半导体类包含一些特种产品,它们要用非Si材料，其中许多要用化合物半导体材料并入外延层中。掩埋层半导体利用双极晶体管元件内重掺杂区进行物理隔离，这也是在外延加工中沉积的。本文仅介绍广泛应用于半导体

4、集成电路生产中衬底为硅材料的硅(Si)和锗硅(SiGe)外延工艺。关键词：外延工艺；半导体；集成电路；芯片-11-江苏信息职业技术学院毕业论文第一章引言外延片指的是在衬底上生长出的半导体薄膜,薄膜主要由P型，量子阱，N型三个部分构成。现在主流的外延材料是氮化镓(GaN),衬底材料主要有蓝宝石，硅，碳化硅三种，量子阱一般为5个，通常用的生产工艺为金属有机物气相外延(MOCVD)。这是LED产业的核心部分，需要较高的技术以及较大的资金投入(一台MOCVD一般要好几千万)。外延产品外延产品应用于4个方面，CMOS互补金属氧化物半导体支持了要求小器件尺寸的前沿工艺。CMOS产品是外

5、延片的最大应用领域，并被IC制造商用于不可恢复器件工艺，包括微处理器和逻辑芯片以及存储器应用方面的闪速存储器和DRAM（动态随机存取存储器）。分立半导体用于制造要求具有精密Si特性的元件。“奇异”（exotic）半导体类包含一些特种产品,它们要用非Si材料，其中许多要用化合物半导体材料并入外延层中。掩埋层半导体利用双极晶体管元件内重掺杂区进行物理隔离，这也是在外延加工中沉积的。上世纪90年代中期，CMOS外延片用量增加的趋势已经出现。1997～1998年间，半导体“滑坡”，IC公司按器件工艺“蓝图”（最小线宽缩小速率）更好利用Si表面“现实”状态。无线和因特网应用的急剧增长

6、，推动200mm和300mm晶片工艺向0.18μm及更小尺寸方面发展，其中许多（器件）并入了复杂的单芯片/一个芯片上的系统。为达到所需器件性能和成本率目标，外延片优于抛光片，因为外延片的缺陷密度低、吸杂性能好，电学性能（如锁存效应）也好，且易于制造。外延片让器件制造商很自然地由200mm晶片过渡到300mm晶片而不必改变设计从而节省了时间和投资。虽然过去两年IC市场稳步增长，但晶片制造商生产能力未跟上，晶片显得供不应求。下一代200mm和300mmPW要求采用新的生长工艺，而这会大大降低成品率、减少产量。IC和器件工艺发展（最小线宽减小，缺陷密度、吸杂及晶体原生颗粒，COP

7、等问题）与现实的低成本晶片的缺乏不相一致，这样，是选择抛光片还是外延片就提到日程上来了。代替抛光片的办法包括经H2和Ar气氛中退火的晶片，在成本、制造重复性和产品性能方面，这两种办法是有效的。外延片需要大批量晶体进行加工，这可使晶片制造商扩大现行衬底生产能力而很少甚至不需要添加另外的设备。（东芝陶瓷信越半导体、MEMC电子材料公司，瓦克Siltronic公司等）晶片制造商已提出若干新的外延工艺以解决COP和吸杂问题，同时要努力降低成本和提高产量。-11-江苏信息职业技术学院毕业论文 第二章外延工艺概念2.1什么是外