集成电路实用工艺复习全资料.doc

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1、..1.特征尺寸（CriticalDimension,CD）的概念特征尺寸是芯片上的最小物理尺寸，是衡量工艺难度的标志，代表集成电路的工艺水平。①在CMOS技术中，特征尺寸通常指MOS管的沟道长度，也指多晶硅栅的线宽。②在双极技术中，特征尺寸通常指接触孔的尺寸。2.集成电路制造步骤：①Waferpreparation(硅片准备)②Waferfabrication(硅片制造)③Wafertest/sort(硅片测试和拣选)④Assemblyandpackaging(装配和封装)⑤Finaltest(终测)3.单晶硅生长：直拉法（CZ法）和区熔法（FZ法）。区熔法（FZ法）的特点使用掺杂好的多

2、晶硅棒；优点是纯度高、含氧量低；缺点是硅片直径比直拉的小。4.不同晶向的硅片，它的化学、电学、和机械性质都不同，这会影响最终的器件性能。例如迁移率，界面态等。MOS集成电路通常用（100）晶面或<100>晶向；双极集成电路通常用（111）晶面或<111>晶向。5.硅热氧化的概念、氧化的工艺目的、氧化方式及其化学反应式。氧化的概念：硅热氧化是氧分子或水分子在高温下与硅发生化学反应，并在硅片表面生长氧化硅的过程。氧化的工艺目的：在硅片上生长一层二氧化硅层以保护硅片表面、器件隔离、屏蔽掺杂、形成电介质层等。氧化方式及其化学反应式：①干氧氧化：Si＋O2→SiO2②湿氧氧化：Si＋H2O＋O2→S

3、iO2+H2③水汽氧化：Si＋H2O→SiO2＋H2硅的氧化温度：750℃～1100℃6.硅热氧化过程的分为两个阶段：第一阶段：反应速度决定氧化速度，主要因为氧分子、水分子充足，硅原子不足。第二阶段：扩散速度决定氧化速度，主要因为氧分子、水分子不足，硅原子充足.页脚..1.在实际的SiO2–Si系统中，存在四种电荷。①.可动电荷：指Na＋、K＋离子，来源于工艺中的化学试剂、器皿和各种沾污等。②.固定电荷：指位于SiO2–Si界面2nm以的过剩硅离子，可采用掺氯氧化降低。③.界面态：指界面陷阱电荷(缺陷、悬挂键），可以采用氢气退火降低。④.陷阱电荷：由辐射产生。2.（硅热氧化）掺氯氧化工艺在

4、氧化工艺中，通常在氧化系统入少量的HCl气体（浓度在3％以下）以改善SiO2–Si的界面特性。其优点：①.氯离子进入SiO2－Si界面与正电荷中和以减少界面处的电荷积累。②.氧化前通入氯气处理氧化系统以减少可动离子沾污。3.SiO2-Si界面的杂质分凝（DopantSegregation）：高温过程中，杂质在两种材料中重新分布，氧化硅吸引受主杂质（B）、排斥施主杂质（P、As）。4.SiO2在集成电路中的用途①栅氧层：做MOS结构的电介质层（热生长）②场氧层：限制带电载流子的场区隔离（热生长或沉积）③保护层：保护器件以免划伤和离子沾污（热生长）④注入阻挡层：局部离子注入掺杂时，阻挡注入掺杂

5、（热生长）⑤垫氧层：减小氮化硅与硅之间应力（热生长）⑥注入缓冲层：减小离子注入损伤及沟道效应（热生长）⑦层间介质：用于导电金属之间的绝缘（沉积）5.硅热氧化工艺中影响二氧化硅生长的因素①氧化温度；②氧化时间；③掺杂效应：重掺杂的硅要比轻掺杂的氧化速率快④硅片晶向：<111>硅单晶的氧化速率比<100>稍快⑤反应室的压力：压力越高氧化速率越快.页脚..⑥氧化方式：湿氧氧化比干氧氧化速度快1.热生长氧化层与沉积氧化层的区别①结构及质量：热生长的比沉积的结构致密，质量好。②成膜温度：热生长的比沉积的温度高。可在400℃获得沉积氧化层，在第一层金属布线形成完进行，做为金属之间的层间介质和顶层钝化层

6、。③硅消耗：热生长的消耗硅，沉积的不消耗硅。2.杂质在硅中的扩散机制①间隙式扩散；②替位式扩散。3.扩散杂质的余误差函数分布特点（恒定表面源扩散属于此分布）①杂质表面浓度由该种杂质在扩散温度下的固溶度所决定。当扩散温度不变时，表面杂质浓度维持不变；②扩散时间越长，扩散温度越高，则扩散进入硅片的杂质总量就越多；③扩散时间越长，扩散温度越高，杂质扩散得越深。4.扩散杂质的高斯分布特点（有限源扩散属于此分布）①在整个扩散过程中，杂质总量保持不变；②扩散时间越长，扩散温度越高，则杂质扩散得越深，表面浓度越低；③表面杂质浓度可控。.页脚..1.结深的定义杂质扩散浓度分布曲线与衬底掺杂浓度曲线交点的位

7、置称为结深。2.离子注入的概念：离子注入是在高真空的复杂系统中，产生电离杂质并形成高能量的离子束，入射到硅片靶中进行掺杂的过程。3.离子注入工艺相对于热扩散工艺的优缺点：优点：①精确地控制掺杂浓度和掺杂深度；②可以获得任意的杂质浓度分布；③杂质浓度均匀性、重复性好；④掺杂温度低；⑤沾污少；⑥无固溶度极限。缺点：①高能杂质离子轰击硅原子将产生晶格损伤；②注入设备复杂昂贵。4.离子注入效应沟道效应：当注入离子未与硅原子碰撞减