Cfwtcpe集成电路制造工艺原理(5)

Cfwtcpe集成电路制造工艺原理

从而得到外延生长速率表达式。关于外延系统分析，知道为什么实际外延生长系统是一个流体系统，流体具有的粘滞性和连续性的具体含义及对外延过程的指导意义；知道流体可能存在的两种流动形态，清楚哪一种流动形态是外延工艺所希望的，而实际外延系统中的流动形态是怎样的；关于外延系统中的附面层概念，知道为什么要引入速度附面层概念，速度附面层是如何定义的，速度附面层的厚度表达式；知道为什么要引入质量附面层概念，质量附面层是如何定义的，为什么说是质量附面层是由于速度附面层的存在而出现的，质量附面层的厚度表达式，为什么说是质量附面层厚度是速度附面层厚度的函数。关于外延模型的建立、分析和外延生长速率，能够根据实际外延生长系统建立可用的外延生长模型，其中有可分析的外延层次关系，能够通过分析讨论得到外延生长速率表达式；清楚在什么极限条件下可采用不同的简化外延生长速率表达式；知道影响外延生长速率的各种工艺因素，以及它们是如何对外延生长速率造成影响的；对外延生长的前后不均匀性，能够采取适当工艺措施克服之。

§2.3 外延辅助工艺 1学时

课程内容：

1 氯化氢抛光工艺

1.1 抛光目的

1.2 氯化氢抛光工艺

1.2.1氯化氢抛光方法

1.2.2 氯化氢抛光步骤

1.3 腐蚀反应和腐蚀速率

1.3.1 腐蚀反应

1.3.2有关腐蚀速率

1.4 讨论

1.4.1 腐蚀速率与氯化氢气体分压有关

1.4.2 腐蚀速率与温度关系不明显

1.4.3 在一定温度下，应用氯化氢气体分压有最大值限制

1.4.4 有关其它抛光工艺

2 外延掺杂工艺

2.1 掺杂工艺原理

2.1.1外延掺杂是与外延同时进行的

2.1.2掺杂动力学原理

2.2 外延层中的掺杂浓度

2.3 掺杂方法

2.3.1 液相掺杂

2.3.2 气相掺杂

课程重点：本节介绍了外延辅助工艺，包括外延生长前的对衬底表面常用的氯化氢抛光工艺和为了保证外延层所要求的电性能而进行的外延掺杂工艺。关于氯化氢抛光工艺，主要介绍了对衬底表面进行抛光处理的必要性以及抛光达到的目的；重点讨论了工艺，其中涉及了氯化氢抛光的方法和氯化氢抛光的工艺步骤；对氯化氢抛光的腐蚀反应和腐蚀速率进行了较详细的分析；最后，对氯化氢抛光的腐蚀速率与各种因素的关系进行了讨论；还强调指出氯化氢抛光工艺是一种气相化学抛光，除了氯化氢气氛外，其它如溴化氢、碘化氢、三氯乙烯、六氟化硫及溴气等也可以作为抛光气氛-这就形成了其它抛光工艺。关于外延

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掺杂工艺，首先介绍了半导体集成电路制造对外延层的电性要求；介绍了外延掺杂原理；重点讨论了外延层中的掺杂浓度，讨论中，首先建立了掺杂模型，根据对模型的分析，得到了与反应剂气体分压和掺杂剂气体分压有关的掺杂浓度表达式；介绍了液相掺杂和气相掺杂两种掺杂方法，并指出了它们各自的控制掺杂手段。

课程难点：氯化氢抛光工艺中，通过抛光是如何可以达到高洁净的、无损伤的、新鲜的待生长表面的；氯化氢抛光步骤中各步的工艺控制条件；化学气相抛光的温度控制特点；抛光腐蚀速率表达式用外延生长速率表达式表达时，式中各因子的含义发生了什么变化；腐蚀速率在低蚀率和高蚀率时的极限分析及在中等蚀率时的表达式分析；实际工艺中，氯化氢气体分压的选择。在外延掺杂工艺中，注意 其掺杂原理与一般的合金掺杂和扩散掺杂有不同处，杂质是在外延过程中加入到外延层晶格点阵上的；由于掺杂与外延同时进行，则掺杂动力学原理与外延动力学原理极其相似，只不过杂质在加入到外延层晶格点阵上后，有一个离化的事实；外延掺杂模型的建立和分析，注意单位时间内，由于掺杂而导致的掺杂剂粒子流密度的消耗既与外延层中的掺杂浓度有关、又与外延生长速率有关；有关液相掺杂和气相掺杂两种掺杂方法的对比、各自对掺杂浓度工艺控制等。

基本要求：了解由抛光工艺和外延掺杂工艺构成的外延辅助工艺。对氯化氢抛光工艺，要求清楚的知道采用抛光工艺的目的；氯化氢抛光工艺的工艺方法，掌握氯化氢抛光的工艺步骤，知道氯化氢抛光工艺与外延工艺是在一个反应系统中、并且氯化氢抛光工艺与外延生长工艺可连续不间断进行；了解氯化氢抛光是化学气相抛光，掌握其腐蚀反应控制条件；应知道氯化氢抛光工艺中的化学反应实际上是外延生长反应的逆反应，因此，抛光腐蚀速率表达式可用外延生长速率表达式描述，但应清楚同一个式子表达的意思是完全不同的；了解在低蚀率和高蚀率时的极限条件下，抛光腐蚀速率与氯化氢气体分压的不同关系；应掌握实际氯化氢抛光工艺的氯化氢气体分压的选择。对于外延掺杂工艺，应知道半导体集成电路制造对外延层的电性要求，即具有准确的导电类型、具有精确的电阻率；知道如何选择外延掺杂的掺杂剂；清楚外延掺杂原理，从动力学原理能分析掺杂与外延的相同处和不同处；能建立起外延掺杂模型，并对该模型进行正确的分析讨论，从而得到外延掺杂浓度表达式；能清楚的知道液相掺杂和气相掺杂两种掺杂方法各自的特点，当使用它们掺杂时，各自对掺杂浓度的工艺控制。

§2.4 外延层质量参数及检测简介 0.5学时 课程内容：

1 外延层质量参数

1.1 外延层电阻率ρepi

1.2 外延层的杂质浓度分布

1.3 外延层厚度

1.4 少数载流子寿命

1.5 外延层中的缺陷

1.5.1 表面缺陷

1.5.2 体内缺陷

2 外延层质量参数的检验

2.1 ρepi的检验

2.1.1 三探针法测ρepi-对（外延层/衬底）导电类型相同者

2.1.2 四探针法测ρepi-对（外延层/衬底）导电类型相异者

2.2 用电容-电压法测外延层中的杂质浓度分布

2.3 外延层厚度检验

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2.3.1 可用的方法

2.3.2 用层错法测量外延层厚度

2.4 外延层中的缺陷检验

2.4.1 采用显微观测法检验表面缺陷

2.4.2 采用先化学腐蚀、后显微观测法检验体内缺陷

课程重点：本节简单介绍了外延层质量参数及外延层质量参数的检验。关于外延层质量参数介绍了外延层电阻率、外延层中的杂质浓度分布、外延层厚度、外延层中的少数载流子寿命、外延层中的缺陷五类；关于外延层质量参数的检验，给出了除少数载流子寿命检验之外的四类、八种检测方法。

课程难点：注意外延层电阻率ρepi以及与外延层中掺入杂质总量的关系，在何条件下可认为与杂质浓度有关；注意外延层中的杂质浓度分布，以及理想时其分布应为常量分布，而实际上在两个界面附近应为变化分布的特点；注意外延层厚度，以及厚度的选择决定于制造不同晶体管和集成电路外延层厚度的要求；注意外延层中少数载流子寿命，以及它与外延层中非需要杂质含量的关系；注意外延层中的缺陷、以及缺陷的类型，特别是体内缺陷（结构缺陷）位错和层错的特点。关于各类质量参数的测量方法，以及它们的专一性和对应性。

基本要求：要求熟知外延层的质量参数，包括外延层电阻率

ρepi，以及与外延层中掺入杂质总量的关系，在认为外延层中掺杂浓度恒定条件下，可认为与掺入杂质浓度有关 …… 此处隐藏：4266字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……