微电子工艺重点总结半导体 制造工艺

1、1集成电路的分类：小规模集成，中规模，大规模，超大规模，巨大规模，系统 及芯片。集成电路指标：集成度，特征尺寸。2集成度：单个芯片上集成的元器件数目；特征尺寸：45nm,22nm,15nm。3晶胞的分类：素晶胞，面心晶胞，体心晶胞，底心晶胞。4硅片的制备：单晶生长-单晶硅锭-单晶去头和径向研磨-定位边研磨-硅 片研磨-倒角-粘片-硅片刻蚀-抛光。5晶体缺陷：点缺陷，线缺陷，面缺陷，体缺陷。线缺陷又称为位错，分为刃 型位错和镖位错。6硅的氧化分为干氧氧化Si（固体）+02（气体）-SiO2（固体）湿氧氧化Si（固体）+2H2O（气体）-Si02（固体）+2H2 （气体）7判定氧化层厚度的方法，颜

2、色对比是主观化的因此不是最精确的判定氧化层厚 度的方法。更精确的方法是 表面光度法和椭圆偏光法。8光刻定义：光刻就是在超净环境中将掩膜上的几何图形转移到涂在半导体品片 表面的敏光薄层材料上的工艺。工艺流程：气相成底膜-旋转涂胶-软烘- 对准和曝光-曝光后的烘焙-显影-坚膜烘焙-显影检查。9曝光设备的性能取决于三个参数：分辨率，对准精度，生产效率。分辨率是指 能精确转移到半导体表面光刻胶上的最小特征尺寸值。对准精度是指各个掩膜 与先前刻在硅片上的图行互相套准的程度。生产效率是指某次光刻中掩膜在1 小时内能曝光的硅片数量。10两种基本的曝光方法：遮蔽式与投影式曝光。11光刻胶分为正胶和负胶。正胶有

3、三种成分组成：感光剂，树脂基片和有机溶 剂。负胶是一种有感光剂的聚合物。正光刻胶；由不可溶变为可溶，加工精度 高。负光刻胶粘附性好。12刻蚀分为：十法刻蚀和湿法化学刻蚀。湿法化学刻蚀的方法有浸泡法和喷射 法。13刻蚀偏差是指刻蚀后线宽与关键尺寸的变化；选择比是指在同一刻蚀条件下 一种材料与另一种材料刻蚀速率的比；均匀性是指衡显刻蚀工艺在一个硅片或 在一批之间的参数。14干法刻蚀优点：刻蚀面是各向异性，具有非常好的恻壁控制；好的关键尺寸 控制；最小的光刻胶脱落和粘附问题；好的片内，片间，批次间的可是均匀性； 较低的化学制品使用和处理费用。分为物理刻蚀和化学刻蚀。15终点控制的概念：等离子体反应器

4、必须装配一监视器来指示刻蚀工艺结束的 时刻。16深沟槽主要用来形成存储电容；浅沟槽经常用作隔离。17主刻蚀：刻蚀大部分多晶硅膜；过刻蚀：去除刻蚀残留物和剩余的多晶硅。18两种主要的掺杂方法：扩散和离子注入。扩散用来形成深结，离子注入用来 形成浅结。扩散条件浓度差和温度差。19固体两种基本的扩散模型替代是扩散和填隙式扩散。品格原子在格点平衡位 置附近震动，基质原子有一定的几率获得足够的能量脱离品格格点而成为间隙原子，因而 产生一个空位，附近的杂质原子就可以移到该空位，这种扩散机制称为替代扩 散。如果间隙杂质原子从一个位置运动到另一个位置而并不占据格点，这中机 制称为填隙式扩散。20两种重要的扩散

5、方法恒定源扩散和有限源扩散。恒定源扩散：硅片表面的杂 质浓度不变的扩散。有限源扩散：硅片表面的杂质总量不变的扩散。21结深：从硅表面到浓度等于衬底浓度处之间的距离。22离子注入与扩散的优缺点：相对于扩散工艺，离子注入的主要好处在于杂志 掺杂量可以更加精确的控制，重复性好，加工温度比扩散工艺底；扩散成本低， 产出效率高但均匀性和可控性底；扩散表面的杂质浓度最高，而离子注入的杂 质浓度最大是有一定深度的。23离子驻留的两种机理：一种是离子将能量转移给靶内的原子核；另一种机理 是入射粒子和靶内原子周围电子云的相互租用。24离子沟道效应：当入射粒子沿由原子包围成的一系列平行管道方向进入沟道 时，就会在

6、沟道中前进成为一种有规则的运动，称为离子沟道运动。沟道效应 是指杂质通过晶格的间隙等位置，将导致不一样的结深。25沟道效应可以通过几种技术降到最小：覆盖一层非晶体的表面层；将硅晶片 品向偏转；在晶片表面制作一个损伤层；使用质量良较大的原子。26退火分为快速退火和高温退火。27电介质层用来作为导电体之间的绝缘层，扩散和离子注入的掩膜，阻止掺杂 杂质的损失而覆盖在掺杂膜上的覆盖层或钝化层。多晶硅可作为MOS器件中 的栅极材料，多层金属化的导电材料，以及浅结器件的接触材料。金属膜和硅 化物可用来形成低电阻内联、耦合接触以及调整金属与半导体之间的势垒。28电介质层形成方法：直接生长法和间接生长法。直接

7、生长法以薄膜直接转移 到衬底上形成薄膜的方法。间接生长法是指制备薄膜所需的原子或分子。29 CVD是这样的一个形成过程，及外延层是在气态的化合物至之间发生化学反 应而形成。机理包括：反应物被输送到衬底区；反应物再被传送到衬底表面， 从而被衬底吸收；化学反应发生，在衬底表面催化，接着外延层生长；气态的 生成物被分解进入到主气流中；反应生成物。速度限制原因：质量传输和表面 反应。30薄膜生长的三个过程：品核的形成；聚焦成束；形成连续的膜。31金属有机物的化学汽相淀积是一种基于热分解反应的气相外延工艺。32分子束外延是指在具有极高真空度的环境中，一束或多束热源子流或分子流 与晶体表面发生反应而外延生

8、长的工艺。33同质外延是品格匹配的外延生长工艺。异质外延是指外延层与衬底是两种不 同的半导体，并且外延层必须保持理想化的界面。34台阶覆盖分为共形的台阶覆盖和非共性台阶覆盖。35电迁移：电迁移是指在电流的影响下，金属中的质量发生的运输现象。它是通过电子将 动能传给带正电的金属离子而发生的。36金属镶嵌技术：对典型的金属镶嵌结构，先确定放置金属线的沟槽，在介质膜间层中进 行刻槽，然后淀积金属TaN/Cuo TaN作为扩散阻挡层阻止铜渗透到低k电介质中。表面 过剩的铜要去除，以获得电介质层中带有内嵌金属的平面结构。37化学机械抛光工艺基本过程的：将样品表面覆盖与垫板上并进行移动，两者之间放有抛 光液，抛光液里的研磨颗粒引起样品表面的机械损伤，疏松的材料增强了化学反应，或将