电子科大微电子工艺复习提纲课件

复习提纲复习提纲1第一章第一章 绪论绪论n n学习内容：学习内容：学习内容：学习内容：1.1.半导体产业概况半导体产业概况2.2.器件技术器件技术3.3.硅和硅片制备硅和硅片制备4.4.硅片清洗硅片清洗n n学习要求：学习要求：学习要求：学习要求：1.1.了解半导体产业及其发展情况；了解半导体产业及其发展情况；2.2.了解集成电阻、集成电容、集成了解集成电阻、集成电容、集成BJTBJT、集成、集成CMOSCMOS等无源和等无源和有源器件的结构；有源器件的结构；3.3.了解硅晶体结构、单晶硅生长技术、硅片制备工艺、硅片了解硅晶体结构、单晶硅生长技术、硅片制备工艺、硅片清洗工艺；清洗工艺；4.4.掌握集成电路的概念、集成度的概念、特征尺寸的概念、掌握集成电路的概念、集成度的概念、特征尺寸的概念、摩尔定律，会描述多晶和单晶。摩尔定律，会描述多晶和单晶。第一章 绪论学习内容：2n n1.1.什么时间、什么地点、由谁发明了固体晶体管？什么时间、什么地点、由谁发明了固体晶体管？答：答：19471947年，贝尔实验室，肖克莱、巴丁、布拉顿。年，贝尔实验室，肖克莱、巴丁、布拉顿。n n2.2.什么是集成电路？什么时间、由谁发明？什么是集成电路？什么时间、由谁发明？答：集成电路是把电阻、电容、二极管、晶体管等多个元器件答：集成电路是把电阻、电容、二极管、晶体管等多个元器件制造在一个衬底晶片上并具有一定功能的电路。制造在一个衬底晶片上并具有一定功能的电路。1959 1959年，年，由诺伊思、基尔比发明。由诺伊思、基尔比发明。n n3.3.列出列出5 5个集成时代，指出每个时代的时间段，并给出每个个集成时代，指出每个时代的时间段，并给出每个时代每个芯片上的元件数。时代每个芯片上的元件数。1.什么时间、什么地点、由谁发明了固体晶体管？3n n4.4.列出集成电路制造的列出集成电路制造的5 5个重要步骤，简要描述每个步骤。个重要步骤，简要描述每个步骤。答：硅片准备答：硅片准备、硅片制造硅片制造、硅片测试和拣选硅片测试和拣选、装配和封装装配和封装、终测。终测。硅片准备硅片准备是经过硅提纯、拉单晶、切片、磨片、抛光等工序是经过硅提纯、拉单晶、切片、磨片、抛光等工序制备成制备成ICIC制造所需硅片的过程。制造所需硅片的过程。硅片制造硅片制造是经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂等一系是经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂等一系列复杂的单项工艺制作成芯片的过程。列复杂的单项工艺制作成芯片的过程。硅片测试和拣选硅片测试和拣选：晶圆片中每个芯片经过探针测试，功能和：晶圆片中每个芯片经过探针测试，功能和电参数不合格的打点标记以区分合格芯片。电参数不合格的打点标记以区分合格芯片。装配和封装装配和封装：晶圆片经过划片，拣选出的合格：晶圆片经过划片，拣选出的合格ICIC芯片被焊接芯片被焊接到到ICIC管壳中，再经内引线键合、封盖形成成品电路。管壳中，再经内引线键合、封盖形成成品电路。终测终测：成品电路的功能和性能测试：成品电路的功能和性能测试4.列出集成电路制造的5个重要步骤，简要描述每个步骤。4n n5.5.什么是芯片的关键尺寸？这种尺寸为何重要？什么是芯片的关键尺寸？这种尺寸为何重要？答：关键尺寸常称为最小特征尺寸，它是衡量工艺难度的标答：关键尺寸常称为最小特征尺寸，它是衡量工艺难度的标志，代表集成电路的工艺水平。志，代表集成电路的工艺水平。n n6.6.什么是摩尔定律？它预测了什么？这个定律基本正确吗什么是摩尔定律？它预测了什么？这个定律基本正确吗？答：答：19641964由摩尔提出，由摩尔提出，IC IC 的集成度将每隔一年翻一番。的集成度将每隔一年翻一番。19751975年被修改为：年被修改为：IC IC 的集成度将每一年半的集成度将每一年半(18(18个月个月)翻一番翻一番。摩尔定律预测硅片的加工能力不断提高。这个定律基本正摩尔定律预测硅片的加工能力不断提高。这个定律基本正确。确。n n7.7.什么是无源元件？举出两个无源元件的例子。什么是无源元件？举出两个无源元件的例子。答：无论电源怎样连接，它们都能传输电流，这类元件称为答：无论电源怎样连接，它们都能传输电流，这类元件称为无源元件。例如：电阻、电容。无源元件。例如：电阻、电容。n n8.8.什么是有源元件？举出两个有源元件的例子。什么是有源元件？举出两个有源元件的例子。答：用于控制电流方向、放大信号、并产生复杂电路的元件答：用于控制电流方向、放大信号、并产生复杂电路的元件称为有源元件。例如：二极管、双极晶体管等。称为有源元件。例如：二极管、双极晶体管等。5.什么是芯片的关键尺寸？这种尺寸为何重要？5n n9.9.什么是当前最流行的集成电路技术？什么是当前最流行的集成电路技术？答：答：CMOSCMOS技术技术n n10.nMOSFET10.nMOSFET中的多数载流子是什么？它的沟道类型是什么？中的多数载流子是什么？它的沟道类型是什么？答：电子，答：电子，n n型型n n11.pMOSFET11.pMOSFET中的多数载流子是什么？它的沟道类型是什么？中的多数载流子是什么？它的沟道类型是什么？答：空穴，答：空穴，p p型型n n12.12.列举得到半导体级硅的三个步骤。半导体级硅有多高纯度，列举得到半导体级硅的三个步骤。半导体级硅有多高纯度，能否直接用来制造半导体器件能否直接用来制造半导体器件？答：得到半导体级硅（答：得到半导体级硅（SGSSGS）的三个步骤：）的三个步骤：用碳加热硅石来制备冶金级硅用碳加热硅石来制备冶金级硅通过化学反应将冶金级硅提纯生成三氯硅烷通过化学反应将冶金级硅提纯生成三氯硅烷利用西门子方法，通过三氯硅烷和氢反应生产利用西门子方法，通过三氯硅烷和氢反应生产SGSSGSSGSSGS的纯度：的纯度：9 9个个9 9不能直接用来制造半导体器件，因为此时的硅没有按照希望的晶不能直接用来制造半导体器件，因为此时的硅没有按照希望的晶体结构排列原子。体结构排列原子。9.什么是当前最流行的集成电路技术？6n n13.13.生长单晶硅锭的两种方法分别是什么，哪种制备方生长单晶硅锭的两种方法分别是什么，哪种制备方法质量更高，为什么？法质量更高，为什么？8 8英吋以上的硅片，经常选择哪英吋以上的硅片，经常选择哪种方式制备，为什么？种方式制备，为什么？答：直拉法（答：直拉法（CZCZ法）和区熔法。区熔法制备的硅片质量更高，法）和区熔法。区熔法制备的硅片质量更高，因为不使用坩埚，单晶硅纯度高、含氧量低。因为不使用坩埚，单晶硅纯度高、含氧量低。8 8英吋以上的硅片，选择英吋以上的硅片，选择CZCZ法制备，晶圆直径大。法制备，晶圆直径大。13.生长单晶硅锭的两种方法分别是什么，哪种制备方法质量更7n n14.14.定义晶胞。硅的晶胞是哪些类型？定义晶胞。硅的晶胞是哪些类型？答：晶胞是在三维结构中由原子组成的最简单的重复单元。答：晶胞是在三维结构中由原子组成的最简单的重复单元。硅晶胞的类型是面心立方金刚石结构。硅晶胞的类型是面心立方金刚石结构。n n15.15.什么是晶体？什么是晶格？什么是晶体？什么是晶格？答：晶胞是在三维结构中由原子组成的最简单的重复单元，答：晶胞是在三维结构中由原子组成的最简单的重复单元，晶体晶体就是由一些晶胞非常规则地在三维空间重复排列而形就是由一些晶胞非常规则地在三维空间重复排列而形成的阵列。晶体的周期性结构称为成的阵列。晶体的周期性结构称为晶格晶格n n16.16.描述多晶。描述多晶。答：晶胞无规律地排列，这样的结构叫做多晶。多晶的原子答：晶胞无规律地排列，这样的结构叫做多晶。多晶的原子排列短程有序长程无序。排列短程有序长程无序。n n17.17.描述单晶。描述单晶。答：晶胞在三维空间整齐重复排列，这样的结构叫做单晶。答：晶胞在三维空间整齐重复排列，这样的结构叫做单晶。单晶的原子排列长程有序。单晶的原子排列长程有序。14.定义晶胞。硅的晶胞是哪些类型？8n n18.18.描述非晶材料。为什么这种硅不能用于硅片？描述非晶材料。为什么这种硅不能用于硅片？答：非晶材料的内部原子排列杂乱无规则。非晶材料不能用答：非晶材料的内部原子排列杂乱无规则。非晶材料不能用于硅片是因为器件的许多电学和机械性质都与它的原子级于硅片是因为器件的许多电学和机械性质都与它的原子级结构有关，这要求重复性的结构使得芯片与芯片之间的性结构有关，这要求重复性的结构使得芯片与芯片之间的性能有重复性。能有重复性。n n19.MOS19.MOS器件中用得最多的是哪种方向晶面？器件中用得最多的是哪种方向晶面？双极器件用双极器件用得最多的是哪种？得最多的是哪种？答：答：MOS MOS器件中用得最多的是（器件中用得最多的是（100100）晶面或）晶面或晶向。晶向。这是由于（这是由于（100100）面的原子密度低具有低的界面态密度，）面的原子密度低具有低的界面态密度，有利于控制阈值电压，并且表面载流子具有高的迁移率。有利于控制阈值电压，并且表面载流子具有高的迁移率。双极器件用得最多的是（双极器件用得最多的是（111111）晶面或）晶面或晶向。这是由于晶向。这是由于（111111）面的原子密度大，扩散掺杂时能较好控制结深，）面的原子密度大，扩散掺杂时能较好控制结深，此外（此外（111111）面容易生长，成本最低。）面容易生长，成本最低。18.描述非晶材料。为什么这种硅不能用于硅片？9n n20.20.说明五类净化间沾污。说明五类净化间沾污。答：颗粒、金属杂质、有机物沾污、自然氧化层、静电释放答：颗粒、金属杂质、有机物沾污、自然氧化层、静电释放（ESDESD）。）。n n21.21.硅片清洗的目标是什么？硅片清洗的目标是什么？答：去除硅片表面沾污的颗粒、金属杂质、有机物杂质、自答：去除硅片表面沾污的颗粒、金属杂质、有机物杂质、自然氧化层等污染物。然氧化层等污染物。n n22.22.用在用在SCSC1 1中的化学配比是什么？中的化学配比是什么？SCSC1 1去除什么污染去除什么污染？答：氢氧化铵答：氢氧化铵/过氧化氢过氧化氢/去离子水去离子水1:1:5 1:2:71:1:5 1:2:7 去除颗粒和有机物质。去除颗粒和有机物质。n n23.23.用在用在SCSC2 2中的化学配比是什么？中的化学配比是什么？SCSC2 2去除什么污染去除什么污染？答：盐酸答：盐酸/过氧化氢过氧化氢/去离子水去离子水1:1:6 1:2:81:1:6 1:2:8 去除硅片表面的金属。去除硅片表面的金属。20.说明五类净化间沾污。10第二章第二章 氧化氧化n n学习内容：学习内容：学习内容：学习内容：1.1.二氧化硅结构、性质。二氧化硅结构、性质。2.2.氧化原理以及氧化物生长的模型。氧化原理以及氧化物生长的模型。3.3.氧化硅在集成电路中的用途，包括选择性氧化。氧化硅在集成电路中的用途，包括选择性氧化。4.4.氧化设备及其组成部分。氧化设备及其组成部分。5.5.快速氧化和热处理的概念及用途。快速氧化和热处理的概念及用途。n n学习要求：学习要求：学习要求：学习要求：1.1.了解二氧化硅结构、性质以及在集成电路中的用途。了解二氧化硅结构、性质以及在集成电路中的用途。2.2.理解氧化原理、过程及描述方程。理解氧化原理、过程及描述方程。3.3.了解氧化方法及特点，包括干氧氧化、湿氧氧化、水汽氧了解氧化方法及特点，包括干氧氧化、湿氧氧化、水汽氧化、掺氯氧化。掌握影响氧化硅生长的因素。化、掺氯氧化。掌握影响氧化硅生长的因素。4.4.解释选择性氧化。解释选择性氧化。5.5.识别氧化工艺设备和快速热处理设备。识别氧化工艺设备和快速热处理设备。6.6.了解快速氧化和热处理的概念及用途。了解快速氧化和热处理的概念及用途。第二章 氧化学习内容：11n n1.1.热氧化的工艺目的是什么？请描述硅的热氧化。热氧化的工艺目的是什么？请描述硅的热氧化。答：答：热氧化的工艺目的热氧化的工艺目的是在硅片上生长一层二氧化硅层以保护是在硅片上生长一层二氧化硅层以保护硅片表面、器件隔离、屏蔽掺杂、形成电介质层等。硅片表面、器件隔离、屏蔽掺杂、形成电介质层等。硅的氧硅的氧化化是氧分子或水分子在高温下与硅发生化学反应，并在硅片是氧分子或水分子在高温下与硅发生化学反应，并在硅片表面生长氧化硅的过程。表面生长氧化硅的过程。n n2.2.列出热氧化物在硅片制造的列出热氧化物在硅片制造的6 6种用途，并给出各种用途的种用途，并给出各种用途的目的。目的。答：答：a.a.栅氧化层，用作栅氧化层，用作MOSMOS管栅和源漏之间的介质。管栅和源漏之间的介质。b.b.场氧化层，用于同型场氧化层，用于同型MOSMOS管之间的电隔离。管之间的电隔离。c.c.掺杂阻挡层，作为扩散或注入杂质到硅中的掩蔽材料。掺杂阻挡层，作为扩散或注入杂质到硅中的掩蔽材料。d.d.注入屏蔽氧化层，用于减小注入沟道效应和注入损伤。注入屏蔽氧化层，用于减小注入沟道效应和注入损伤。e.e.垫氧化层，做氮化硅缓冲层以减小应力。垫氧化层，做氮化硅缓冲层以减小应力。f.f.阻挡层氧化层，保护有源器件和硅免受后续工艺的影响阻挡层氧化层，保护有源器件和硅免受后续工艺的影响1.热氧化的工艺目的是什么？请描述硅的热氧化。12n n3.3.为什么栅氧要用热生长？为什么栅氧要用热生长？答：答：a.a.热生长的氧化层结构致密，质量好。热生长的氧化层结构致密，质量好。b.b.热生长氧化层的热生长氧化层的界面态、固定电荷、可动电荷等表面电荷密度低。界面态、固定电荷、可动电荷等表面电荷密度低。n n4.4.描述氧化物生长速率，影响这种速率的参数是什么？描述氧化物生长速率，影响这种速率的参数是什么？答：氧化物生长速率用来描述氧化物在硅片上生长的快慢。影响答：氧化物生长速率用来描述氧化物在硅片上生长的快慢。影响这种速率的参数：温度、压力、氧化方式（干氧或湿氧）、硅这种速率的参数：温度、压力、氧化方式（干氧或湿氧）、硅的晶向和掺杂。的晶向和掺杂。n n5.5.解释晶体晶向对氧化物生长的影响。解释晶体晶向对氧化物生长的影响。答：由于硅答：由于硅晶向的晶面原子密度比晶向的晶面原子密度比晶向的大，所以在晶向的大，所以在线性氧化阶段，线性氧化阶段，晶向的硅片生长速率快于晶向的硅片生长速率快于晶向。晶向。3.为什么栅氧要用热生长？13n n6.6.掺氯氧化的作用。掺氯氧化的作用。答：在氧化工艺中通常在氧化系统中通入少量的含氯气体答：在氧化工艺中通常在氧化系统中通入少量的含氯气体（浓度在（浓度在3 3以下）以改善以下）以改善SiOSiO2 2的质量。其作用有二：的质量。其作用有二：a.a.氯离子进入氯离子进入SiOSiO2 2SiSi界面与正电荷中和以减少界面处的电界面与正电荷中和以减少界面处的电荷积累；荷积累；b.b.氧化前通入氯气处理氧化系统以减少可动离子沾污。氧化前通入氯气处理氧化系统以减少可动离子沾污。n n7.7.为什么硅片热氧化结束时通常还要进行氢气退火？为什么硅片热氧化结束时通常还要进行氢气退火？答：降低界面态密度。氢进入界面处和硅组成稳定的答：降低界面态密度。氢进入界面处和硅组成稳定的H-SiH-Si共共价键，使悬挂键饱和。价键，使悬挂键饱和。6.掺氯氧化的作用。14n n8.8.压力对氧化物生长的影响是什么？压力对氧化物生长的影响是什么？答：压力增大强迫氧原子更快地穿越正在生长的氧化层到达答：压力增大强迫氧原子更快地穿越正在生长的氧化层到达硅表面，使氧化速率增加。硅表面，使氧化速率增加。n n9.9.什么是快速热处理（什么是快速热处理（RTPRTP）？相比于传统炉其）？相比于传统炉其5 5大优点是大优点是什么？什么？答：快速热处理（答：快速热处理（RTPRTP）是在非常短的时间内（经常是几分）是在非常短的时间内（经常是几分之一秒）将单个硅片加热至之一秒）将单个硅片加热至40040013001300温度范围的过程。温度范围的过程。RTPRTP的的5 5大优点：大优点：a.a.减少热预算减少热预算 b.b.硅中杂质运动最小硅中杂质运动最小 c.c.冷壁加热减少沾污冷壁加热减少沾污 d.d.腔体小气氛洁净腔体小气氛洁净 e.e.更短的加工时间更短的加工时间8.压力对氧化物生长的影响是什么？15n n10.10.如果热生长氧化层厚度为如果热生长氧化层厚度为20002000埃，那么硅消耗多少？埃，那么硅消耗多少？答：答：20002000埃埃0.450.45900900埃埃n n11.11.已知线性抛物线性模型为：已知线性抛物线性模型为：t t2 2oxoxAtAtoxoxB B(t t+)。其中，。其中，t toxox为硅片上生长的为硅片上生长的SiOSiO2 2总的总的厚度厚度(m)(m)；B B为抛物线速率系数为抛物线速率系数(m(m2 2/h)/h)；B/AB/A为线性速率系数为线性速率系数(m/h)(m/h)；为生成初始氧化层为生成初始氧化层所用的时间所用的时间(h)(h)。假如硅片在初始状态时已有。假如硅片在初始状态时已有100nm100nm的氧化层。的氧化层。计算计算(1)(1)在在120120分钟内，分钟内，920920水汽氧化过程中生长的水汽氧化过程中生长的SiOSiO2 2的厚的厚度。度。(2)(2)在在120120分钟内水汽氧化中所消耗的硅的厚度是多少？分钟内水汽氧化中所消耗的硅的厚度是多少？已知：在已知：在920920下，下，A=0.50mA=0.50m，B=0.20mB=0.20m2 2/h/h。答：答：(1)(1)初始状态时已有初始状态时已有0.1m0.1m的氧化层的氧化层初始时间初始时间 (t t2 2oxox+AtAtoxox)/)/B B=0.3 h=0.3 h 120120分钟氧化后，氧化硅总厚度：分钟氧化后，氧化硅总厚度：t t2 2oxoxAtAtoxoxB B(t t+)，t t=2h=2h，=0.3h=0.3h代入，得代入，得t toxox=0.473um=0.473um120120分钟氧化的分钟氧化的SiOSiO2 2厚度为：厚度为：0.473-0.1=0.373um0.473-0.1=0.373um(2)(2)120120分钟内水汽氧化中所消耗的硅的厚度分钟内水汽氧化中所消耗的硅的厚度0.373 0.373 0.450.450.168um0.168um10.如果热生长氧化层厚度为2000埃，那么硅消耗多少？16第三章第三章 掺杂掺杂扩扩 散散n n学习内容：学习内容：1.1.扩散的概念、分类、机制及工艺目的。扩散的概念、分类、机制及工艺目的。2.2.扩散杂质浓度分布特征。扩散杂质浓度分布特征。3.3.扩散方块电阻、结深概念及其测量方法。扩散方块电阻、结深概念及其测量方法。4.4.扩散工艺。扩散工艺。5.5.扩散设备。扩散设备。n n学习要求：学习要求：1.1.了解扩散的概念、机制，及扩散的工艺目的。了解扩散的概念、机制，及扩散的工艺目的。2.2.掌握杂质在硅中扩散的分布特征。掌握杂质在硅中扩散的分布特征。3.3.掌握方块电阻的计算公式。掌握方块电阻的计算公式。4.4.了解两步扩散工艺及杂质激活。了解两步扩散工艺及杂质激活。第三章 掺杂扩 散学习内容：17n n1.1.列举列举4 4种常用杂质并说明它们是种常用杂质并说明它们是n n型还是型还是p p型。型。答：硼答：硼(B)(B)：p p型型磷磷(P)(P)、砷、砷(As)(As)、锑、锑(Sb)(Sb)：n n型型n n2.2.简要描述热扩散。简要描述热扩散。答：扩散是微观粒子（原子、分子等）的普遍的热运动形式，答：扩散是微观粒子（原子、分子等）的普遍的热运动形式，运动的结果使浓度分布趋于均匀。运动的结果使浓度分布趋于均匀。热扩散利用高温驱动杂质穿过硅的晶格结构，这种方法受热扩散利用高温驱动杂质穿过硅的晶格结构，这种方法受到时间和温度的影响。到时间和温度的影响。n n3.3.解释扩散系数。解释扩散系数。答：扩散系数是表征杂质在硅中扩散的快慢的系数，扩散系答：扩散系数是表征杂质在硅中扩散的快慢的系数，扩散系数随温度的升高而增大，不同的杂质其扩散系数不同。数随温度的升高而增大，不同的杂质其扩散系数不同。n n4.4.什么是杂质的固溶极限？什么是杂质的固溶极限？答：固溶极限是在一定的温度下，掺入杂质在硅中的最大浓答：固溶极限是在一定的温度下，掺入杂质在硅中的最大浓度。度。1.列举4种常用杂质并说明它们是n型还是p型。18n n5.5.什么是扩散工艺？扩散的工艺目的是什么？并描述结深。什么是扩散工艺？扩散的工艺目的是什么？并描述结深。答：答：扩散扩散是将一定数量和一定种类的杂质掺入到硅片或其它是将一定数量和一定种类的杂质掺入到硅片或其它晶体中去，以改变电学性质，并使掺入的杂质数量和分布晶体中去，以改变电学性质，并使掺入的杂质数量和分布情况都满足要求的工艺过程。情况都满足要求的工艺过程。扩散的工艺目的扩散的工艺目的主要是形成主要是形成P PN N结。结。结深结深是杂质扩散浓度是杂质扩散浓度分布曲线与衬底掺杂浓度曲线的交点的位置。分布曲线与衬底掺杂浓度曲线的交点的位置。5.什么是扩散工艺？扩散的工艺目的是什么？并描述结深。19n n6.6.恒定表面源扩散杂质分布特征。恒定表面源扩散杂质分布特征。恒定表面源扩散，杂质分布满足余误差函数分布恒定表面源扩散，杂质分布满足余误差函数分布a.a.杂质表面浓度由该种杂质在扩散温度下的固溶度所决定。杂质表面浓度由该种杂质在扩散温度下的固溶度所决定。当扩散温度不变时，表面杂质浓度维持不变当扩散温度不变时，表面杂质浓度维持不变b.b.扩散时间越长，扩散温度越高，则扩散进入硅片内的杂质扩散时间越长，扩散温度越高，则扩散进入硅片内的杂质总量就越多总量就越多c.c.扩散时间越长，扩散温度越高，杂质扩散得越深扩散时间越长，扩散温度越高，杂质扩散得越深6.恒定表面源扩散杂质分布特征。20n n7.7.有限表面源扩散杂质分布特征。有限表面源扩散杂质分布特征。有限表面源扩散，杂质分布满足高斯分布有限表面源扩散，杂质分布满足高斯分布a.a.在整个扩散过程中，杂质总量在整个扩散过程中，杂质总量 Q QT T 保持不变保持不变b.b.扩散时间越长，扩散温度越高，则杂质扩散得越深，表面扩散时间越长，扩散温度越高，则杂质扩散得越深，表面浓度越低浓度越低c.c.表面杂质浓度可控表面杂质浓度可控7.有限表面源扩散杂质分布特征。21n n8.8.两步扩散工艺两步扩散工艺答：第一步，预扩散或预淀积，温度答：第一步，预扩散或预淀积，温度800800到到11001100，持续，持续1 10 0到到到到3030分钟分钟分钟分钟。此步为整个扩散过程建立了浓度梯度，为恒定。此步为整个扩散过程建立了浓度梯度，为恒定表面源扩散，杂质分布满足余误差函数分布；表面源扩散，杂质分布满足余误差函数分布；第二步，再扩散或结推进，温度一般较高（第二步，再扩散或结推进，温度一般较高（10001000到到到到1250 1250）、）、时间长（大于时间长（大于120120分）。此步在硅片中形成期望的结深，分）。此步在硅片中形成期望的结深，为有限表面源扩散，杂质分布满足高斯分布。为有限表面源扩散，杂质分布满足高斯分布。n n9.9.为什么杂质需要激活？为什么杂质需要激活？答：激活使杂质原子与晶格中的硅原子键合，从而改变硅的答：激活使杂质原子与晶格中的硅原子键合，从而改变硅的电导率。电导率。8.两步扩散工艺22第三章第三章 掺杂掺杂离子注入离子注入n n学习内容：学习内容：学习内容：学习内容：1.1.离子注入概念及目的。离子注入概念及目的。2.2.离子注入工艺原理、参数及注入浓度分布。离子注入工艺原理、参数及注入浓度分布。3.3.离子注入效应。离子注入效应。4.4.离子注入设备。离子注入设备。5.5.离子注入的应用。离子注入的应用。n n学习要求：学习要求：学习要求：学习要求：1.1.掌握离子注入的概念及目的，与扩散工艺相比较离子注入掌握离子注入的概念及目的，与扩散工艺相比较离子注入的优缺点。的优缺点。2.2.理解离子注入参数，注入剂量、注入能量、平均投影射程、理解离子注入参数，注入剂量、注入能量、平均投影射程、平均标准偏差。平均标准偏差。3.3.了解离子注入的沟道效应和注入损伤、高温退火。了解离子注入的沟道效应和注入损伤、高温退火。4.4.了解离子注入机系统的组成结构。了解离子注入机系统的组成结构。5.5.了解离子注入在集成电路中的应用。了解离子注入在集成电路中的应用。第三章 掺杂离子注入学习内容：23n n1.1.列举离子注入优于扩散的列举离子注入优于扩散的7 7点。点。答：答：1 1）精确地控制掺杂浓度和掺杂深度）精确地控制掺杂浓度和掺杂深度2 2）可以获得任意的杂质浓度分布）可以获得任意的杂质浓度分布3 3）杂质浓度均匀性、重复性很好）杂质浓度均匀性、重复性很好4 4）掺杂温度低）掺杂温度低5 5）沾污少）沾污少6 6）注入的离子能穿过薄膜）注入的离子能穿过薄膜7 7）无固溶度极限）无固溶度极限n n2.2.定义剂量，列出并解释剂量公式。定义剂量，列出并解释剂量公式。答：注入剂量答：注入剂量 是样品表面单位面积注入的离子总数。是样品表面单位面积注入的离子总数。公式：公式：=It/qnA It/qnA，其中其中I I为束流，单位是库仑每秒（安培）；为束流，单位是库仑每秒（安培）；t t t t为注入时间，单位是秒；为注入时间，单位是秒；q q q q为电子电荷，等于为电子电荷，等于1.6101.6101.6101.61019191919库库仑；仑；n n n n为每个离子的电荷数；为每个离子的电荷数；A A A A为注入面积，单位为为注入面积，单位为cmcmcmcm2 2 2 21.列举离子注入优于扩散的7点。24n n3.3.什么是射程？解释能量与射程之间的关系。什么是射程？解释能量与射程之间的关系。答：射程即为离子注入过程中穿入硅片的总距离。答：射程即为离子注入过程中穿入硅片的总距离。注入机的能量越高，则杂质原子穿入硅片越深，射程越大。注入机的能量越高，则杂质原子穿入硅片越深，射程越大。n n4.4.描述投影射程。描述投影射程。答：具有一定能量的离子入射靶中，与靶原子和电子发生一答：具有一定能量的离子入射靶中，与靶原子和电子发生一系列碰撞（即受到了核阻止和电子阻止）进行能量的交换，系列碰撞（即受到了核阻止和电子阻止）进行能量的交换，最后损失了全部能量停止在相应的位置，离子由进入到停最后损失了全部能量停止在相应的位置，离子由进入到停止所走过的总距离在入射方向上的投影称为投影射程止所走过的总距离在入射方向上的投影称为投影射程 Rp Rp。n n5.5.列举离子注入设备的列举离子注入设备的5 5个主要子系统。个主要子系统。答：答：5 5个子系统为：个子系统为：1 1）离子源；）离子源；2 2）引出电极（吸极）和离）引出电极（吸极）和离子分析器；子分析器；3 3）加速管；）加速管；4 4）扫描系统；）扫描系统；5 5）工艺室。工艺室。3.什么是射程？解释能量与射程之间的关系。25n n6.6.质量分析器磁铁的作用是什么？描述质量分析器的功能。质量分析器磁铁的作用是什么？描述质量分析器的功能。答：质量分析器磁铁的作用是从离子源中将所需要的杂质离答：质量分析器磁铁的作用是从离子源中将所需要的杂质离子从混合离子束中分离出来。子从混合离子束中分离出来。分析器磁铁形成分析器磁铁形成9090角，其磁场使离子的轨迹偏转成弧形。不角，其磁场使离子的轨迹偏转成弧形。不同的离子具有不同的质量与电荷（如同的离子具有不同的质量与电荷（如BF3 BBF3 B、BF2BF2等）等），因而在离子分析器磁场中偏转的角度不同，由此可分离，因而在离子分析器磁场中偏转的角度不同，由此可分离出所需的杂质离子。出所需的杂质离子。n n7.7.为什么要冷却硅片？为什么要冷却硅片？答：离子束轰击硅片的能量转化成热，导致硅片温度升高。答：离子束轰击硅片的能量转化成热，导致硅片温度升高。当硅片温度超过当硅片温度超过100100，光刻胶会起泡脱落，在去胶时很，光刻胶会起泡脱落，在去胶时很难清洗干净。而当硅片温度超过难清洗干净。而当硅片温度超过300 300 时，器件的电学特时，器件的电学特性会受到影响，同时会发生部分退火，改变硅片的方块电性会受到影响，同时会发生部分退火，改变硅片的方块电阻。阻。6.质量分析器磁铁的作用是什么？描述质量分析器的功能。26n n8.8.退火的目的是什么？高温炉退火和退火的目的是什么？高温炉退火和RTARTA哪一个更优越？哪一个更优越？答：退火的目的是消除晶格损伤，并且使注入的杂质转入替答：退火的目的是消除晶格损伤，并且使注入的杂质转入替位位置而实现电激活。位位置而实现电激活。RTA RTA更优越。更优越。n n9.9.描述沟道效应。列举并简要解释控制沟道效应的三种机描述沟道效应。列举并简要解释控制沟道效应的三种机制。制。答：沟道效应：当注入离子未与硅原子碰撞减速，而是穿透答：沟道效应：当注入离子未与硅原子碰撞减速，而是穿透了晶格间隙时就发生了沟道效应。了晶格间隙时就发生了沟道效应。控制沟道效应的三种机制：控制沟道效应的三种机制：1 1）倾斜硅片；）倾斜硅片；2 2）硅片表面生长）硅片表面生长掩蔽氧化层；掩蔽氧化层；3 3）硅片表面预非晶化。）硅片表面预非晶化。8.退火的目的是什么？高温炉退火和RTA哪一个更优越？27n n10.10.列举列举1010个使用离子注入的掺杂工艺，并简要解释。个使用离子注入的掺杂工艺，并简要解释。答：答：1 1）深埋层：高能量注入控制）深埋层：高能量注入控制CMOSCMOS的闩锁效应。的闩锁效应。2 2）倒掺杂阱：高能量注入控制）倒掺杂阱：高能量注入控制CMOSCMOS的闩锁效应。的闩锁效应。3 3）穿透阻挡层：中等能量的注入，防止沟道很短的亚微米器件源漏穿通，）穿透阻挡层：中等能量的注入，防止沟道很短的亚微米器件源漏穿通，保证源漏耐压。保证源漏耐压。4 4）阈值电压调整：调整）阈值电压调整：调整CMOSCMOS器件阈值电压的小剂量注入。器件阈值电压的小剂量注入。5 5）轻掺杂漏区（）轻掺杂漏区（LDDLDD）：紧贴沟道区边缘的轻掺杂注入，减小源漏穿通和）：紧贴沟道区边缘的轻掺杂注入，减小源漏穿通和短沟道效应。短沟道效应。6 6）源漏注入：形成）源漏注入：形成CMOSCMOS器件的源和漏的大剂量注入。器件的源和漏的大剂量注入。7 7）多晶硅栅掺杂：使多晶硅导电的）多晶硅栅掺杂：使多晶硅导电的N N或或P P注入。注入。8 8）沟槽电容器：电容下电极多晶硅的掺杂注入。）沟槽电容器：电容下电极多晶硅的掺杂注入。9 9）超浅结：对于深亚微米器件的浅结源漏注入（结深为几十纳米）超浅结：对于深亚微米器件的浅结源漏注入（结深为几十纳米）1010）绝缘体上的硅（）绝缘体上的硅（SOISOI）：在硅片上采用高能氧离子注入并经高温处理后，）：在硅片上采用高能氧离子注入并经高温处理后，在硅层和硅衬底之间形成一层在硅层和硅衬底之间形成一层SiO2SiO2绝缘层，实现表面器件与硅衬底的纵向绝缘层，实现表面器件与硅衬底的纵向隔离。隔离。10.列举10个使用离子注入的掺杂工艺，并简要解释。28n n11.11.在在P P型型100100衬底硅片上，进行衬底硅片上，进行AsAs离子注入，形成离子注入，形成P-NP-N结二极管。已知衬底掺杂浓度为结二极管。已知衬底掺杂浓度为1101101616cmcm-3-3，注入能量：，注入能量：100KEV100KEV，注入剂量：，注入剂量：5.0E15cm5.0E15cm-2-2，试计算砷离子注入分，试计算砷离子注入分布的最大掺杂浓度布的最大掺杂浓度NmaxNmax和注入结深。和注入结深。解：注入能量为解：注入能量为100KEV100KEV时，时，R Rp p值为值为207207埃，埃，R Rp p值为值为582582埃。埃。N Nmaxmax0.40.4 R Rp p=0.45.010=0.45.0101515/（2071020710-8-8）9.6610 9.661020 20 cmcm-3-3X Xj j=R=Rp p R Rp p2ln2ln（N Nmaxmax/N/NB B）1/21/2 =582 207 =582 2072ln2ln 9.6610 9.66102020/（1101101616）1/21/2 =582 992 =582 992 X Xj j=582+992=1574=582+992=1574埃埃=157.4 nm=157.4 nm11.在P型100衬底硅片上，进行As离子注入，形成P29n n12.BF12.BF3 3分子中提取两种复合离子分子中提取两种复合离子BFBF2 2+和和BFBF1 1+分别进行浅结分别进行浅结离子注入，实现离子注入，实现P P型掺杂，型掺杂，当加速场的电势差为当加速场的电势差为50 kV50 kV，束，束流为流为2020微安，注入扫描面积是微安，注入扫描面积是20 cm20 cm2 2。计算计算 （1 1）离子注入的能量分别为多少？）离子注入的能量分别为多少？（2 2）当注入时间为）当注入时间为20002000秒，注入剂量分别是多少？秒，注入剂量分别是多少？答答:(:(1)1)KEKE=nVnV BFBF2 2+：50 kV1=50 keV50 kV1=50 keVBFBF1 1+：50 kV2=100 keV 50 kV2=100 keV(2)(2)Q Q It It/enAenA BFBF2 2+：Q Q 20102010-6-62000/(1.6102000/(1.610-19-191 20)1 20)原子原子/cm/cm2 212.BF3分子中提取两种复合离子BF2+和BF1+分别30第四章第四章 淀积淀积n n学习内容：学习内容：学习内容：学习内容：1.1.薄膜概念，及集成电路对薄膜特性的要求。薄膜概念，及集成电路对薄膜特性的要求。2.2.化学气相淀积原理，生长薄膜的过程，影响化学气相淀积原理，生长薄膜的过程，影响CVDCVD生长速率生长速率的因素。的因素。3.3.化学气相淀积工艺，包括化学气相淀积工艺，包括APCVDAPCVD、LPCVD LPCVD和和PECVDPECVD工艺。工艺。4.4.介质及其性能。介质及其性能。5.5.外延的概念、分类、工艺及用途。外延的概念、分类、工艺及用途。n n学习要求：学习要求：学习要求：学习要求：1.1.了解集成电路对薄膜特性的要求。了解集成电路对薄膜特性的要求。2.2.掌握化学气相淀积掌握化学气相淀积CVDCVD的概念，的概念，CVDCVD膜生长机理及过程，膜生长机理及过程，理解影响理解影响CVDCVD生长速率的因素。生长速率的因素。3.3.掌握并对比掌握并对比APCVDAPCVD、LPCVDLPCVD、PECVDPECVD的技术特点。的技术特点。4.4.了解了解LPCVDLPCVD淀积氧化硅、氮化硅、多晶硅、淀积氧化硅、氮化硅、多晶硅、PECVDPECVD淀积淀积氧化硅、氮化硅的用途及工艺方法。氧化硅、氮化硅的用途及工艺方法。5.5.了解介质及其性能。了解介质及其性能。6.6.掌握外延的概念、工艺分类及其用途。掌握外延的概念、工艺分类及其用途。第四章 淀积学习内容：31n n1.1.什么是薄膜？列举并描述可接受的薄膜的什么是薄膜？列举并描述可接受的薄膜的8 8个特性。个特性。答：答：薄膜薄膜是指在衬底上生长的薄固体物质，在三维结构中厚是指在衬底上生长的薄固体物质，在三维结构中厚度远远小于长和宽。度远远小于长和宽。薄膜的薄膜的8 8个特性个特性a.a.好的台阶覆盖能力好的台阶覆盖能力b.b.填充高的深宽比间隙的能力填充高的深宽比间隙的能力c.c.好的厚度均匀性好的厚度均匀性d.d.高纯度和高密度高纯度和高密度e.e.受控制的化学剂量受控制的化学剂量f.f.高度的结构完整性和低的应力高度的结构完整性和低的应力g.g.好的电学特性好的电学特性h.h.对衬底材料或下层膜好的粘附性对衬底材料或下层膜好的粘附性n n2.2.解释解释ILDILD层的作用。在芯片中，层的作用。在芯片中，ILDILD1 1层所在的位置是层所在的位置是哪里？哪里？答：答：ILDILD用做器件与金属层之间的电隔离、以及相邻金属层用做器件与金属层之间的电隔离、以及相邻金属层之间的电隔离。之间的电隔离。ILD ILD1 1层位于芯片中器件与第一层金属层位于芯片中器件与第一层金属之间。之间。1.什么是薄膜？列举并描述可接受的薄膜的8个特性。32n n3.3.列举淀积的列举淀积的5 5种主要技术。种主要技术。答：化学气相淀积、蒸发、溅射、电镀、旋涂。答：化学气相淀积、蒸发、溅射、电镀、旋涂。n n4.4.什么是什么是CVDCVD？答：答：CVD CVD是利用高温加热、等离子体、光辐射等方法使某些是利用高温加热、等离子体、光辐射等方法使某些气态物质发生化学反应，生成固态物质并淀积在衬底表面气态物质发生化学反应，生成固态物质并淀积在衬底表面上的工艺过程。上的工艺过程。n n5.PSG5.PSG、BPSGBPSG、FSGFSG各是什么的缩写？列举在各是什么的缩写？列举在SiOSiO2 2掺杂的掺杂的三个优点。三个优点。答：答：PSGPSG、BPSGBPSG、FSGFSG分别是磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、氟硅分别是磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、氟硅玻璃的英文缩写。玻璃的英文缩写。在在SiOSiO2 2中掺杂的三个优点：中掺杂的三个优点：a.a.固定可动离子杂质改善器件表面固定可动离子杂质改善器件表面 b.b.降低玻璃的软化点温度改善易于平坦化降低玻璃的软化点温度改善易于平坦化 c.c.减小薄膜应力减小薄膜应力3.列举淀积的5种主要技术。33n n6.6.生长氧化层与淀积氧化层的区别是什么？生长氧化层与淀积氧化层的区别是什么？答：生长氧化层是通过氧气或水汽与硅衬底直接在高温下发答：生长氧化层是通过氧气或水汽与硅衬底直接在高温下发生化学反应所形成的薄膜，淀积氧化层是通过氧气与硅源生化学反应所形成的薄膜，淀积氧化层是通过氧气与硅源气体在反应腔发生化学反应在硅衬底上形成的薄膜。气体在反应腔发生化学反应在硅衬底上形成的薄膜。a.a.热生长的氧化层比淀积的结构致密，质量好。热生长的氧化层比淀积的结构致密，质量好。b.b.热生长的氧化层比淀积成膜温度高，淀积氧化层可在第一热生长的氧化层比淀积成膜温度高，淀积氧化层可在第一层金属布线形成完进行，做为金属之间的层间介质和顶层层金属布线形成完进行，做为金属之间的层间介质和顶层钝化层。钝化层。c.c.热生长的氧化层消耗硅。热生长的氧化层消耗硅。d.d.热生长氧化层的界面态、固定电荷、可动电荷等表面电荷热生长氧化层的界面态、固定电荷、可动电荷等表面电荷密度都比淀积的低。密度都比淀积的低。6.生长氧化层与淀积氧化层的区别是什么？34n n7.7.为什么为什么LPCVDLPCVD较较APCVDAPCVD更普遍？描述更普遍？描述LPCVDLPCVD的工艺过的工艺过程。程。答：答：LPCVD LPCVD较较APCVDAPCVD更普遍的原因是设备成本低、产量高、更普遍的原因是设备成本低、产量高、淀积膜的性能好。淀积膜的性能好。LPCVD LPCVD的工艺过程：在真空反应室，由于低压，反应气体的工艺过程：在真空反应室，由于低压，反应气体快速地传输至淀积区域快速地传输至淀积区域 、形成的反应物分子快速地到达硅、形成的反应物分子快速地到达硅片表面片表面 、发生表面反应并淀积成膜，、发生表面反应并淀积成膜，LPCVD LPCVD的淀积速度的淀积速度不受气体传输限制，而受表面反应限制。不受气体传输限制，而受表面反应限制。n n8.8.淀积多晶硅栅材料采用什么淀积多晶硅栅材料采用什么CVDCVD工具？列举多晶硅作为工具？列举多晶硅作为栅电极的栅电极的6 6个原因。个原因。答：采用答：采用LPCVDLPCVD系统。系统。6 6个原因：个原因：a.a.通过掺杂可得到特定的电阻通过掺杂可得到特定的电阻 b.b.与与SiO2SiO2有优良的界面特性有优良的界面特性 c.c.和后续高温工艺的兼容性和后续高温工艺的兼容性 d.d.比金属电极（如比金属电极（如AlAl）更高的可靠性）更高的可靠性 e.e.在陡峭的结构上淀积的均匀性在陡峭的结构上淀积的均匀性 f.f.实现栅的自对准工艺实现栅的自对准工艺7.为什么LPCVD较APCVD更普遍？描述LPCVD的工35n n9.CVD9.CVD过程中采用等离子体的优点有哪些？过程中采用等离子体的优点有哪些？答：答：a.a.工艺温度低（工艺温度低（250250450450）应用广泛）应用广泛b.b.高深宽比间隙填充能力强（用高密度等离子体）高深宽比间隙填充能力强（用高密度等离子体）c.c.淀积膜与硅片的粘附性好淀积膜与硅片的粘附性好d.d.淀积速率高淀积速率高e.e.针孔和空洞少膜密度高针孔和空洞少膜密度高n n10.10.解释互连延迟。为什么减小解释互连延迟。为什么减小ILDILD的介电常数有好处？的介电常数有好处？答：互连延迟：答：互连延迟：ICIC的集成度不断提高，互连线宽度减小，使的集成度不断提高，互连线宽度减小，使得传输信号导线电阻（得传输信号导线电阻（R R）增大，且导线间距也缩小使导）增大，且导线间距也缩小使导线间的寄生电容（线间的寄生电容（C C）增加，最终增加了）增加，最终增加了RCRC信号延迟降低信号延迟降低芯片速度。芯片速度。减小减小ILDILD的介电常数的好处是能减小导线间的寄生电容（的介电常数的好处是能减小导线间的寄生电容（C C），），从而从而 减小减小RCRC信号延迟提高芯片速度。信号延迟提高芯片速度。9.CVD过程中采用等离子体的优点有哪些？36n n11.11.随着器件特征尺寸的缩小，栅氧厚度越来越薄。超随着器件特征尺寸的缩小，栅氧厚度越来越薄。超薄的栅氧会导致薄的栅氧会导致MOSMOS晶体管出现什么问题？用什么方法晶体管出现什么问题？用什么方法可以缓解这个问题？可以缓解这个问题？答：随着特征尺寸的缩小，薄栅氧会受到隧穿电流的影响，答：随着特征尺寸的缩小，薄栅氧会受到隧穿电流的影响，电子会在晶体管开或关时遂穿通过栅介质，导致阈值电电子会在晶体管开或关时遂穿通过栅介质，导致阈值电压漂移。压漂移。用高用高k k介电常数材料可以缓解这个问题，对于相同单位介电常数材料可以缓解这个问题，对于相同单位面积的电容值，由于高面积的电容值，由于高k k 介质的高介电常数，因此采用介质的高介电常数，因此采用介质厚度可以较厚。介质厚度可以较厚。11.随着器件特征尺寸的缩小，栅氧厚度越来越薄。超薄的栅氧37n n12.12.什么是什么是LOCOSLOCOS和和STISTI？为什么在高级？为什么在高级ICIC中，中，STISTI取代了取代了LOCOSLOCOS？答：答：LOCOS LOCOS和和STISTI是集成电路制造工艺中的隔离技术，是集成电路制造工艺中的隔离技术，LOCOSLOCOS是局部氧化，对于特征尺寸是局部氧化，对于特征尺寸0.35m0.35m的器件，采用局的器件，采用局部氧化技术来隔离。部氧化技术来隔离。STI STI是浅槽隔离，对于特征尺寸是浅槽隔离，对于特征尺寸0.25m0.25m的器件，采用的器件，采用STISTI技术来隔离。由于局部氧化中的技术来隔离。由于局部氧化中的侧向生长，出现鸟嘴现象减小了有源区面积降低了集成度，侧向生长，出现鸟嘴现象减小了有源区面积降低了集成度，使得在高级使得在高级ICIC中被中被STISTI所取代。所取代。STI STI与与LOCOSLOCOS工艺相比，具有以下优点：更有效的器件隔离；工艺相比，具有以下优点：更有效的器件隔离；显著减小器件表面积；超强的闩锁保护能力；对沟道无侵蚀；显著减小器件表面积；超强的闩锁保护能力；对沟道无侵蚀；与与CMPCMP兼容。兼容。12.什么是LOCOS和STI？为什么在高级IC中，STI取38n n12.12.对于介质填充高深宽比的沟槽或通孔而不致在其中产生对于介质填充高深宽比的沟槽或通孔而不致在其中产生空洞，一般采用什么工艺技术及其工艺原理？空洞，一般采用什么工艺技术及其工艺原理？答：答：HDPCVDHDPCVD高密度等离子体高密度等离子体CVDCVD，其工艺特征为同步淀积，其工艺特征为同步淀积与刻蚀。与刻蚀。原理：加大离化率实现高密度等离子体，并降低了系统气压，原理：加大离化率实现高密度等离子体，并降低了系统气压，增加了自由基或活性基团淀积的方向性；同时利用具有一增加了自由基或活性基团淀积的方向性；同时利用具有一定能量的定能量的ArAr离子轰击表面刻蚀掉一部分淀积原子，避免高离子轰击表面刻蚀掉一部分淀积原子，避免高深宽比的沟槽或通孔没有完全填充而形成空洞。深宽比的沟槽或通孔没有完全填充而形成空洞。n n13.13.微电子工艺中使用微电子工艺中使用Si3N4Si3N4的例子，并说明的例子，并说明Si3N4Si3N4材料的作材料的作用。用。1)LOCOS1)LOCOS工艺工艺，利用利用Si3N4Si3N4材料作为氧化阻挡层实现选择性氧材料作为氧化阻挡层实现选择性氧化；化；2)STI2)STI工艺，在后续工艺，在后续CMPCMP工艺中作为抛光的阻挡层材料工艺中作为抛光的阻挡层材料；3)3)局部互联工艺，将硅有源区保护起来，使之与随后的掺杂局部互联工艺，将硅有源区保护起来，使之与随后的掺杂SiO2SiO2层隔绝。层隔绝。4)4)钝化层，防止金属线划伤、表面吸潮、表面沾污。钝化层，防止金属线划伤、表面吸潮、表面沾污。12.对于介质填充高深宽比的沟槽或通孔而不致在其中产生空洞39n n14.14.什么是外延？解释自掺杂和外扩散。什么是外延？解释自掺杂和外扩散。答：答：外延外延是在单晶衬底上生长一薄层与衬底晶格结构、晶向是在单晶衬底上生长一薄层与衬底晶格结构、晶向完全相同的单晶的工艺过程。新淀积的这层称为外延层。完全相同的单晶的工艺过程。新淀积的这层称为外延层。自掺杂自掺杂：轻掺杂外延层通常生长在重掺杂衬底上，在外延：轻掺杂外延层通常生长在重掺杂衬底上，在外延过程中，从衬底蒸发的杂质进入气流导致不希望的外延掺过程中，从衬底蒸发的杂质进入气流导致不希望的外延掺杂，这种现象称为自掺杂现象。杂，这种现象称为自掺杂现象。外扩散外扩散：在外延过程中，：在外延过程中，衬底作为掺杂的杂质源扩散到外延层，这种现象称为外扩衬底作为掺杂的杂质源扩散到外延层，这种现象称为外扩散。散。自掺杂和外扩散使杂质浓度在衬底和外延层之间形成过渡，自掺杂和外扩散使杂质浓度在衬底和外延层之间形成过渡，导致杂质浓度分布不如预想的那样陡导致杂质浓度分布不如预想的那样陡。14.什么是外延？解释自掺杂和外扩散。40第五章第五章 光刻光刻n n学习内容：学习内容：学习内容：学习内容：1 1光刻的概念、本质及相关参数。光刻的概念、本质及相关参数。2 2光刻工艺原理及光刻工艺原理及8 8个基本步骤。个基本步骤。3 3光学光刻及相关参数。光学光刻及相关参数。4 4光刻设备分类，五代光刻机的结构及性能特点。光刻设备分类，五代光刻机的结构及性能特点。n n学习要求：学习要求：学习要求：学习要求：1.1.掌握光刻基本概念。掌握光刻基本概念。2.2.重点学习光刻的重点学习光刻的8 8个基本步骤，掌握不同步骤的工艺方法，个基本步骤，掌握不同步骤的工艺方法，理解不同工艺步骤的作用，会辨认光刻质量的好坏，理解理解不同工艺步骤的作用，会辨认光刻质量的好坏，理解对准标记，认识对准在光刻中的重要性。对准标记，认识对准在光刻中的重要性。3.3.了解光刻胶的成分、用途、物理特性以及光刻胶溶解于显了解光刻胶的成分、用途、物理特性以及光刻胶溶解于显影液的过程。影液的过程。4.4.掌握投影光学系统的数值孔径、分辨率、焦深及套准精度掌握投影光学系统的数值孔径、分辨率、焦深及套准精度的概念、公式以及对光刻质量的影响。的概念、公式以及对光刻质量的影响。5.5.了解驻波效应与抗反射涂层的作用。了解驻波效应与抗反射涂层的作用。6.6.了解光刻机的分类及五种光刻机的结构特点及工