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1、共享知识分享快乐生产实习报告专业: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 :12.24卑微如蝼蚁、坚强似大象共享知识分享快乐一、 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
2、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：PO
3、Cl3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。卑微如蝼蚁、坚强似大象共享知识分享快乐恒定表面源扩散：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
4、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（800 900）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（ 1000 1200）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、
5、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5 50um 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
6、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 等卑微如蝼蚁、坚强似大象共享知识分享快乐常用金属性材料：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
7、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氧化温度 T： 1150时间 t ： 5（干） +50（湿） +10（干） min流量 O :80 ml/min2光刻一t( 曝光 ) ： 3.7st （显影）： 2.5min腐蚀 t （ sio2 ） :3min16s去胶 t ： 10min硼预淀积温度 T:920 时间 t ： 23min流量:80 ml/minN 2硼再扩散温度 T:1150时间 t ： 15( 湿 )+10 （干） min流量 O2:80ml/minN 2： 0光刻二t( 曝光 ) ： 3.9st （显影）： 2.5min腐蚀 t （
8、 sio2） :5min5s去胶 t ： 9min金属化T( 衬底 ) ：100真空度： 0.38Pa溅射时间 t ： 3min光刻三t( 曝光 ) ： 3.8st （显影）： 2min30s腐蚀 t （ sio2 ） :1min47s去胶 t ： 9min3. 测试结果62V、 61V、 63V、 63V、 62V、 62V、 63V、 61V、 63V、 62V4. 结果分析工艺结果dox:365nmR:562888R:37.750.6dAl ： 150nm卑微如蝼蚁、坚强似大象共享知识分享快乐氧化过程分析：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
9、： 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。三、实际收获与建议通过学院这次生产实习，我们在老师的细心指导下，认真学习了三极管的部分工艺程序，了解了部分仪器的使用原理，也更加深入理解了工艺流程在实际操作中的一些技巧，我很幸运参与了扎探针和涂胶的实际操作。 总体来说， 开拓了自己的视野， 实际了解了工艺流程， 深有感悟，最后谢谢三位老师的悉心指导！卑微如蝼蚁、坚强似大象
