微电子制造工艺ic工艺(暂没有三六章)

《微电子制造工艺ic工艺(暂没有三六章)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章综述一、概论1、集成电路的分类：1）按功能：数字集成电路、模拟集成电路、数模混合集成电路、射频/微波集成电路、功率集成电路、SoC、其它；2）按工艺（结构与功能）：半导体集成电路（双极型、MOS型、BiCMOS）、薄/厚膜集成电路、混合电路；3）按有源器件：双极型、MOS型、BiCMOS、光电集成电路、CCD集成电路、传感器/换能器集成电路4）按集成规模：小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）、超大规模（VLSI）、甚大规模（ULSI）、巨大规模（GLSI）2、Si双极npn晶体管芯片的工

2、艺流程1、衬底制备，2、外延生长，3、一次氧化，4、一次光刻，5、基区扩散，6、二次氧化，7、二次光刻，8、发射区扩散，9、三次氧化，10、三次光刻，11、金属镀膜，12、反刻金属膜、13、背面镀膜，14、合金化3、IC的基本工艺环节：1、晶片加工2、外延生长3、介质膜生长4、图形加工5、局域掺杂6、金属合金7、封装、测试4、微电子技术的发展趋势1）集成电路：超大（单元数、芯片面积）、超微（关键尺寸）、多功能、高性能（快速、低功耗、抗干扰）、低成本、高可靠性2）工艺技术：大直径材料（8”、12”、15”、。。

3、。）光刻极限(0.35→0.13、90nm→40nm、25nm?）新结构器件（应变硅、纳电子技术、高k介质。。。）超纯环境和材料（半导体材料、介质材料、试剂）、新测试和封装技术单项技术（压印光刻技术等）3）新领域：MEMS：多样化、小型化、与控制电路集成纳电子：量子线/点微结构、集成化、工作温度新材料电子器件：有机分子电路、自旋器件光子晶体：短波长、局域生长、三维材料、参数可控硅光子学：（硅光电集成系统:电子功能模块间的光互联、电信号调制下的光信号变换和传输）特征尺寸减小、芯片和晶圆尺寸增大、缺陷密度减小、内

4、部连线水平提高、芯片成本降低二、半导体材料的性质1、常见的半导体材料Se，最早期的半导体之一，硒整流器，硒光电池、光敏硒鼓;(已经很少用）Ge,早期的半导体，g射线探测器；（昂贵）Si,最重要的半导体，除发光以外的所有半导体器件，（IC，分离器件，敏感器件，MEMS）a-Si（amorphous），太阳能电池，应用薄膜还有很多常用半导体材料：多孔Si，发光；C（金刚石）,潜在的高温、高频、高压、大功率器件材料；C60；纳米碳管；GaAs，高频、微波器件、发光；InP,高频、微波器件、发光；GaP，发光；Ge1

5、-xSix，高频异质结材料；SiC，高温、高频、高压、大功率器件材料；GaN，ZnO,蓝光材料和深紫外探测；AlxGa1-xAs，发光；HgCdTe、PbSnTe，长波红外探测；各种超晶格材料，（能带工程）；磁性、超导、有机半导体和生物半导体；自旋半导体(MnxGa1-xAs)半导体工业常用的其它材料：结构材料：二氧化硅、多晶硅等参杂材料（施主/受主、复合中心）：磷、硼、砷、金等接触与连线材料（肖特基接触、欧姆接触、复合接触、连线）：铝、金、镍、铜、钛、钨及其氧化物等242、半导体材料的主要物理参数1）固有物

6、理参数：晶体结构（类型、晶格常数等）、能带结构（直接/间接、子能谷等）熔点、膨胀系数介电常数、临界电场、饱和漂移速率等迁移率（晶格散射）2）可变物理参数：导电类型与电阻率、迁移率（电离散射）、少数载流子寿命如何选材？能带结构、材料可生长性、缺陷（含界面）的可控性、可氧化性、可掺杂性。3、与器件工艺有关的化学特性Si:常温下：1)一般不溶于各种酸2)Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+H2，Si+4HNO3+6HF=H2[SiF6]+4NO2+4H2O3）与Cu+2,Cr+2等金属离子发生置换反应（用于抛

7、光工艺）高温下：1）Si+2Cl2=====SiCl4Si+HCl4«SiCl4+SiHCl3+SiH2Cl2+…+SiH42)Si+O2========SiO23)Si+H2O========SiO2+H2GaAs:1）GaAs====Ga+As2)在室温下一般不与HCl、H2SO4、HF3）与热HCl、H2SO4反应与浓HNO3反应H2SO4+H2O2是常用的GaAs腐蚀液4)与卤素Cl2、Br2或I2（在甲醇等有机溶剂中）反应通常关心的化学性质:1）热稳定性（thermalstability)（物理过程

8、）2)腐蚀液?（无机、有机）Forcleaningandetching!（腐蚀和抗腐蚀工艺中浓度和缓冲剂的重要性）（腐蚀过程中对晶向和缺陷的选择性）需要所有要用的材料的化学性质（腐蚀、抗腐蚀）和热稳定性（组分稳定、扩散、热膨胀）！4、半导体材料的晶体结构2.2.1.Si,GaAs,SiC的晶体结构Si：金刚石结构GaAs：闪锌矿zinc-blende，立方硫化锌SiC：200余种同质多构体——SiC