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精品文档生 产 实 习 报 告 专 业: 微电子科学与工程 班 级: 1314012 学 号:姓 名: 刘聪 指导教师: 李跃进 丁瑞雪 李娅妮 实习时间: 2016.12.2112.24 一、 工艺原理1. 氧化SiO2（氧化层）作用： 杂质扩散掩蔽膜和离子注入屏蔽膜； 器件表面保护或钝化膜； MOS 电容的介质材料； MOSFET 的绝缘栅材料； 电路隔离介质或绝缘介质。制备氧化层方法：热氧化；热分解淀积； CVD；阳极氧化；蒸发法（溅射法）。热氧化优点： SiO2（氧化层）质量好，掩蔽能力强。热氧化种类： 干氧氧化：高温下，氧气与硅片反应生成 SiO2 特点速度慢； 氧化层致密，掩蔽能力强； 均匀性和重复性好； 表面与光刻胶的粘附性好，不易浮胶。 水汽氧化：高温下，硅片与高纯水蒸气反应生成 SiO2 特点氧化速度快； 氧化层疏松，质量差； 表面是极性的硅烷醇易吸水、易浮胶。 湿氧氧化：高温下，硅片与携带一定量水汽的氧气反应生成 SiO2 特点氧化速率介于干氧和水汽之间； 氧化层质量介于干氧与水汽之间；影响氧化速率的因素：氧化剂分压； 氧化温度； 硅表面晶向； 杂质；2. 扩散 扩散目的：将所需的杂质掺入半导体基片规定的区域内，并达到规定的数量和符合要求的分布。 扩散定义：将掺杂气体导入放有硅片的高温炉中，从而达到将杂质扩散到硅片内的目的。 方法： 按掺杂源的形态分类： 固体源扩散： BN；开管扩散、箱法扩散、涂源法扩散； 液态源扩散： POCl3 气态源扩散： PH3， BH3 按扩散形式来分类（杂质源硅片） 气相固相扩散（三种源都可用） 固相固相扩散 液相固相扩散 按杂质扩散进入硅片后的分布形式分类：恒定表面源扩散分布（余误差分布）和有限表面源扩散分布（高斯分布）按扩散系统分类：开管和闭管两大类。恒定表面源扩散：在扩散过程中， Si 片表面的杂质浓度始终不变； 特点在一定扩散温度下， 表面杂质浓度 Ns 为由扩散温度下的固溶度决定； 扩散时间越长，扩散温度越高，扩散进硅片内的杂质数量越多； 扩散时间越长，温度越高，扩散深度越大。有限表面源扩散：在扩散过程中，杂质源限定于扩散前淀积在晶片表面极薄层内的杂质总量 Q，硅片内的杂质总量保持不变，没有外来杂质补充， 也不会减少。 特点扩散时间越长，杂质扩散越深，表面浓度越低； 扩散温度越高，杂质扩散得也越深，表面浓度下降得越多； 在整个扩散过程中，杂质总量 Q 保持不变；表面杂质浓度可控。两步扩散工艺： 在较低温度（ 800900）下，短时间得浅结恒定源扩散，即预淀积（预扩散）； 将预淀积的晶片在较高温度下（ 10001200）进行深结扩散，最终达到所要求的表面浓度及结深，即再分布（主扩散）。3. 光刻光刻：通过光化学反应，将光刻版（ mask）上的图形转移到光刻胶上。刻蚀：通过腐蚀，将光刻胶上图形完整地转移到 Si 片上。光刻三要素： 光刻机 光刻版（掩膜版） 光刻胶主要步骤：涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀、去胶。两种基本工艺类型：负性光刻和正性光刻。 涂胶方法：浸涂、喷涂、旋涂。 前烘作用：促进胶膜内溶剂充分挥发，使胶膜干燥； 增加胶膜与 SiO2（ Al 膜等）的粘附性及耐磨性。 曝光方式：接触式（硅片与光刻版紧密接触）； 接近式（硅片与光刻版保持 550um 间距）； 投影式（利用光学系统，将光刻版的图形投影在硅片上）。 显影作用：将未感光的负胶或感光的正胶溶解去除，显现出所需的图形。 坚膜作用：使软化、膨胀的胶膜与硅片粘附更牢； 增加胶膜的抗蚀能力。 刻蚀方法：干法刻蚀（腐蚀液是活性气体，如等离子体）； 湿法刻蚀（腐蚀剂是化学溶液）。 去胶方法：干法去胶（ O2等离子体）； 湿法去胶（负胶 H2SO4、正胶丙酮）4. 金属化 金属化：金属及金属性材料在 IC 中的应用。 分类：（按功能划分） MOSFET 栅电极材料MOSFET 器件的组成部分； 互连材料将各个独立的元件连接成为具有一定功能的电路模块； 接触材料直接与半导体材料接触的材料，以及提供与外部相连的接触点。 常用金属材料：Al、 Cu、 Pt、 Au、 W、 Mo 等 常用金属性材料： 掺杂的 poly-Si； 金属硅化物PtSi、 CoSi2、 WSi2； 金属合金AlSi、 AuCu、 CuPt、 TiB2、 SiGe、 ZrB2二、二极管制作1. 工艺流程N/N+衬底氧化生长光刻窗口P 型扩散光刻接触孔金属淀积AL 反刻合金测试2. 工艺条件工艺名称工艺条件工艺结果氧化温度T：1150时间t：5（干）+50（湿）+10（干）min流量:80 ml/mindox:365nm光刻一t(曝光)：3.7st（显影）：2.5min腐蚀t（）:3min16s去胶t：10min硼预淀积温度T:920 时间t：23min流量:80 ml/minR:562888硼再扩散温度T:1150 时间t：15(湿)+10（干）min流量:80ml/min ：0R:37.750.6光刻二t(曝光)：3.9st（显影）：2.5min腐蚀t（）:5min5s去胶t：9min金属化T(衬底)：100真空度：0.38Pa 溅射时间t：3min：150nm光刻三t(曝光)：3.8st（显影）：2min30s腐蚀t（）:1min47s去胶t：9min3. 测试结果62V、61V、63V、63V、62V、62V、63V、61V、63V、62V4. 结果分析 氧化过程分析：根据热氧化原理的计算结果， 该参数下生长出的氧化层厚度与理论值相近。 硼预淀积过程分析：预淀积后的方块电阻较大，可能是扩散时条件不稳定导致此次恒定表面源扩散后的硼浓度较低。 硼再扩散过程分析： 再扩散后的方块电阻较之前小了很多， 说明掺杂浓度较之前大了许多。 光刻结果分析：光刻的结果从显微镜下观测的图案很清晰完整，虽然有部分不和谐的划痕 击穿电压测试结果分析： 对随机挑选出的 PN 结进行了击穿电压的测试，从测试结果可以看出本次工艺条件较为稳定， 所制得的产品参数也有比较稳定的表现。3、 实际收获与建议通过学院这次