半导体材料课件 半导体材料33.ppt

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1、SemiconductormaterialsLecturer:AiminLiu&WeifengLiu刘爱民刘维峰1半导体材料及器件工艺技术（二）1光刻技术2真空镀膜3晶体制备及液相外延4磁控溅射2实验室常用半导体工艺（真空镀膜与光刻技术）1光刻技术光刻是一种复印图形与化学腐蚀相结合的综合性技术。它先采用照相复印的方法，将光刻版上的图形精确地复印在涂有感光胶的基片上。然后利用光刻胶的保护作用，对基片进行选择性腐蚀，从而在基片上得到与光刻版相应的图样2真空镀膜真空镀膜技术是一种新颖的材料合成与表面加工的新技术，是利用物理、化学手段将固体表面涂覆一层特殊性能的镀膜，从而使固体表面具有耐磨损

2、、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、防辐射、导电、导磁、绝缘和装饰等许多优于固体材料本身的优越性能32光刻技术4正胶负胶5基片前处理匀胶前烘曝光显影清洗后烘（坚膜）腐蚀去胶6涂胶方法有浸涂法、喷涂法和旋转法等。常用的是旋转法，它又分为旋转板式和自转式两种78图形必须严格套准胶膜表面与光刻版必须贴紧，若存在空隙，不应该照到光的地方也会受到光的照射，使图形产生畸变9101112蒸发系统辅助工作架烘烤电极活动挡板蒸发电极2真空镀膜1314在真空中，气体分子密度低，在某些情况下，真空可以近似地看作没有气体“污染”的空间。真空中，气体分子或带电粒子的平均自由程为：其中为分子直径，p为压强，T为气体温度，

3、k为玻耳兹曼常数。真空的基本特点15主要方法：(1)电阻加热（铝,金,铬)(2)电子加热（3000C,难熔金属)（3）感应加热161718DM—240型真空镀膜机19CzochralskiGrowth卓克拉尔斯基法3晶体制备及液相外延202122Bulkcrystalgrowthtechniques•Needforbulkcrytals•LiquidEncapsulatedCzochralskitechniqueHorizontalBridgmantechnique•Dopantdistribution2324252627真空技术基础真空的基本知识真空的获得真空的测量28真空度的单位自

4、然真空：宇宙空间所存在的真空；人为真空：用真空泵抽调容器中的气体所获得的真空。几种压强单位的换算关系29真空区域的划分粗真空：1×105～1×102Pa。低真空：1×102～1×10－1Pa。高真空：1×10－1～1×10－6Pa。超高真空：<1×10－6Pa。30真空泵的分类常用真空泵的分类气体传输泵气体捕获泵扩散泵钛升华泵溅射离子泵低温冷凝泵机械泵分子泵31真空的获得几种常用真空泵的工作压强范围32真空的测量真空测量绝对真空计相对真空计U型压力计压缩式真空计放电真空计热传导真空计电离真空计3334电阻真空计规管中的加热灯丝是电阻温度系数较大的钨丝或铂丝，热丝电阻连接惠斯顿电桥，并作

5、为电桥的一个臂，低压强下加热时，灯丝所产生的热量Q可表示为：Q=Q1+Q2,式中Q1是灯丝辐射的热量，与灯丝温度有关；Q2是气体分子碰撞灯丝而带走的热量，大小与气体的压强有关。电阻真空计的测量范围大致是105～10-2Pa。电阻真空计结构示意图35热偶真空计右图装置为热偶真空计示意图。其规管主要由加热灯丝C与D和用来测量热丝温度的热电偶A与B组成。测量时，热偶规管接入被测真空系统，热丝通以恒定的电流，灯丝所产生的热量Q有一部分将在灯丝与热偶丝之间传导散去。当气体压强降低时，热电偶节点处的温度将随热丝温度的升高而增大，同样，热电偶冷端的温差电动势也增大。热偶真空计的测量范围大致是102～

6、10－1Pa。常见气体或蒸气的修正系数36电离真空计电离真空计结构示意图电离产生的正离子I＋与发射电子流Ie、气体的压强之间的关系为：I＋＝kIeP,其中k为比例常数，存在范围是4～40之间。普通型电离真空计的测量范围是1.33×10－1～1.33×10－5Pa,无论高于还是低于此测量极限都会使电子流I＋和气体的压强之间失去线型关系。37