曾聪杰-集成电路工艺.docx

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1、集成电路工艺制造模拟实验姓名：曾聪杰学号：111300203年级：2013指导老师：魏榕山2016年5月1日工艺模拟实验一氧化工艺模拟一．实验原理在本系统中预先采用SUPREM-III进行氧化工艺模拟，将晶向、氧化温度、氧化时间、氧化厚度等多组数据，一一对应地存储于Foxpro数据库表中，用ODBC技术实现Authorware和Foxpro数据库开放式连接。实验中通过相关查询，在Authorware内部再利用插值方式，对操作者给出的晶向、氧化温度、氧化时间等进行简单计算后，给出模拟结果。考虑到系统应用于教学而非工程计算，因此采用了数据库

2、查询加差值数据拟合而非实时计算完成模拟，避免了长时间的工程计算。二．实验目的系统提供了实际氧化炉设备操作面板，在计算机上完成氧化工艺控制程序的编辑以及氧化炉的操作，并得到相应操作的模拟结果。从而对氧化工艺操作过程有简单直观的了解。三．实验内容1．分别在干氧、湿氧两种条件下固定温度，三次改变时间和固定时间、三次改变温度各重复进行氧化工艺模拟，并记录12组原始数据：条件和氧化层厚度，分析模拟实验结果。湿氧条件下：干氧条件下：2分析：在同样的晶向下，上图显示了晶片在干氧、湿氧两种条件下改变温度和时间得到的不同氧化深度。在湿氧条件下，保持氧化温

3、度不变，改变氧化时间的长度，可以发现，晶片的氧化厚度随着时间的增加而增加。在湿氧条件下，保持氧化时间不变，改变氧化温度的大小，发现，晶片的氧化厚度也随着温度的增加而增加。3在干氧条件下，保持氧化温度不变，改变氧化时间的长度，可以发现氧化厚度虽然也随着时间的变长而变厚，但变化程度不大，其相对于湿氧条件下，厚度的增加不明显。在干氧条件下，保持氧化时间不变，改变氧化温度的大小，发现温度的变化使得氧化深度的大小变化很大。因此，氧化深度的影响因素主要有温度，时间，和氧气的环境（即干湿氧）。其中在相同条件，湿氧的环境下对氧化厚度的影响更大。2、找3

4、组课外作业的计算结果与模拟结果进行分析比较，解释出现偏差的各种原因。硅片热氧化生长遵从如下公式：t2ox＋Atox＝B(t+τ)，其中tox为硅片经过t时间后SiO2的生长厚度(μm)；B为抛物线速率系数(μm2/h)；B/A为线性速率系数(μm/h)；τ为生成初始氧化层（同一工艺参数）所用的时间(h)。假设：950℃下水汽氧化相关工艺参数分别为：A=0.50μm，B=0.20μm2/h；1100℃下干氧氧化相关工艺参数分别为：A=0.09μm，B=0.03μm2/h（1）1h内干氧在1100℃生成的SiO2厚度（μm）：∵t2ox+A

5、tox＝B(t+τ)，又∵初始氧化层厚度为0；∴τ1＝(t2ox+Atox)/B=0h∵t2ox＋Atox＝B(t+τ1)，又∵t1=1h∴t2ox＋0.09tox＝0.03×(1+0)；即tox＝0.1339μm（2）2h内湿氧水汽氧化所生成的SiO2厚度（μm）∵t2ox＋Atox＝B(t2+τ2)，又∵t=1h；∴t2ox＋0.5tox＝0.2×(1+0.25)tox＝0.3659；即μm；3、分析出现偏差的原因生长的快慢将由氧化剂在SiO2种的扩散速度以及与Si反应速度中较慢的一个4因素所决定，因此出现偏差的原因有可能是未考虑氧

6、化剂的扩散速度，或者还有其他因素未考虑。4、分析氧化工艺中的工艺参数对氧化结果的影响（1）、湿氧氧化速率比干氧氧化速率快得多。虽然干氧方法的生长速度很慢，但生长的SiO2薄膜结构致密，干燥，均匀性和重复性好，且由于SiO2表面与光刻胶接触良好，光刻时不易浮胶。而湿氧氧化速率虽然快，但在氧化后的Si片表面存在较多的位错和腐蚀坑，而且还存在着一层使O2表面与光刻胶接触差的硅烷醇（Si—OH)，因此在生产实践中，普遍采用干氧→湿氧→干氧交替的氧化方式。这种干、湿氧的交替氧化方式解决了生长速率和质量之间的矛盾，使生长的iO2薄膜更好地满足实际生

7、产的要求。（2）温度的影响：在一定条件下，温度越高，氧化厚度越大。（3）时间的影响：在一定条件下，随着时间的增长，氧化厚度越大。5实验二：扩散工艺模拟实验一．实验原理在本系统中预先采用SUPREM-III进行扩散工艺模拟，将晶向、扩散温度、扩散时间、扩散结深、方块电阻多组数据，一一对应地存储于Foxpro数据库表中，用ODBC技术实现Authorware和Foxpro数据库开放式连接。实验中通过相关查询，在Authorware内部再利用插值方式，对操作者给出的晶向、扩散温度、扩散结深、方块电阻等进行简单计算后，给出模拟结果。考虑到系统应

8、用于教学而非工程计算，因此采用了数据库查询加差值数据拟合而非实时计算完成模拟，避免了长时间的工程计算。二．实验目的系统提供了实际扩散炉设备操作面板，在计算机上完成扩散工艺控制程序的编辑以及扩散炉的操作，并得