加工工艺22010.ppt
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1、微纳制造技术,概述 半导体衬底 热氧化 扩散 离子注入 光刻 刻蚀,化学气相淀积 物理淀积 外延 工艺集成 CMOS 双极工艺 BiCMOS MEMS加工,掺杂,掺杂,掺杂在半导体生产中的作用: 1.形成PN结 2.形成电阻 3.形成欧姆接触 4.形成双极形的基区、发射区、集电区,MOS管的源、漏区和对多晶硅掺杂 5.形成电桥作互连线,扩散,扩散的定义: 在高温下,杂质在浓度梯度的驱使下渗透进半导体材料,并形成一定的杂质分布,从而改变导电类型或杂质浓度。,杂质扩散,预扩散 剂量控制 推进 结深控制,杂质扩散源,掺杂机制,O, Au, Fe, Cu, Ni, Sn, Mg P, B, As, A
2、l, Ga, Sb, Ge,填隙扩散机制,硅原子挤走杂质,杂质再填隙,两种扩散机制并存,P, B 同时靠这两种机制扩散,挤出 机制,Frank-Turnbull机制,替位式杂质又称慢扩散杂质,间隙式杂质又称快扩散杂质,工艺中作为掺杂一般选择慢扩散杂质,工艺容易控制,慢扩散杂质的扩散系数,快扩散杂质的扩散系数,扩散杂质,一维扩散模型,扩散模型,采用连续性方程,J1 J2,dx,扩散模型,如果D与x无关,Fick第二定律,D的温度依赖性,D=Doexp(-EA/kT), 式中EA是激活能,预沉积分布,余误差函数,预沉积,预沉积剂量 浓度梯度,预沉积与推进后浓度与深度关系,结深计算,当杂质浓度等于衬
3、底浓度时,对应的深度为 xj,也叫发射区推进效应,现象:发射区下的基区推进深度较发射区外的基区推进深度大 产生原因:在扩散层中又掺入第二种高浓度的杂质,由于两种杂质原子与硅原子的晶格不匹配,造成晶格畸变从而使结面部份陷落 改进措施:采用原子半径与硅原子半径相接近的杂质,基区陷落效应,扩散分布的测试分析,浓度的测量 四探针测量方块电阻 范德堡法 结深的测量 磨球法染色 扩展电阻 CV SIMS RBS AES,L,W,t,范德堡法,扩散系统,固态源 液态源,半导体加工工艺原理,概述 半导体衬底 热氧化 扩散 离子注入 光刻 刻蚀,化学气相淀积 物理淀积 外延 工艺集成 CMOS 双极工艺 BiC
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