帶試題復習筆記考試

1、期終考試規(guī)范,1. 題目類型及分數(shù)比例（1）寫出英文縮寫的中文名稱：10小題，每小題2分，共20分；（2）簡要解釋問題：8小題，每小題4分，共32分；（3）解釋機理：2小題，第1小題4分，第2小題12分，共16分；（4）分析實驗結(jié)果：2小題，第1小題6分，第2小題10分，共16分；（5）給出工藝解決方法：2小題，每小題8分，共16分。2. 各章權(quán)重（1）解釋機理、分析實驗結(jié)果、給出工藝解決方法3道題目，分屬第6章擴散、第7

2、章離子注入、第9章工藝集成；（2）縮寫中文名稱及簡要解釋問題，分別分布于除第1章概述、第10章IC制造和第11章未來趨勢和挑戰(zhàn)之外的各章，第8章薄膜淀積和第9章工藝集成的權(quán)重略大。,黃君凱 教授,列隅蔫僳及晦誨呸溢怎倫禿洲番酶焰座糕犁餅謝屢俠婉裝馬胺敘羨向普鄲2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,EGS：電子級硅CAD：計算機輔助設計CAR：化學增強抗蝕劑PSM：移相掩模技術(shù)OPC：光學鄰近矯正技術(shù)EUV

3、：極短紫外光刻XRL：X射線光刻BOE：氧化腐蝕緩沖液DI：去離子水RIE：反應離子刻蝕HDP：高密度等離子體刻蝕TCP：線圈耦合等離子體刻蝕ECR：電子回旋共振等離子體刻蝕OES：光發(fā)射分光光譜,黃君凱 教授,莢式釀含跳吵蠢密岳悼希頑訪噪直婪鍍卜仕疆粵川帝褪彈址領杭婿串仗隊2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,RTA：快速熱退火SIMOX：氧注入隔離SOI：絕緣體硅CVD：化學氣相沉積（氣相外

4、延 VPE）MOCVD：金屬有機化合物 氣相沉積MBE：分子束外延SLS：應變層超晶格APCVD：常壓化學氣相淀積LPCVD：低壓化學氣相淀積PECVD：等離子增強化學氣相淀積PSG：磷硅玻璃BSG：硼硅玻璃BPSG：硼磷硅玻璃PVD：物理氣相淀積,黃君凱 教授,鳥變悍痔坐朗贊仍賞薯副辛甸凌汲桿氛萍恰膚廢顧匡景賈盟辛攪扁竅諧惦2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,CMP：化學機械拋光 SSI：小

5、規(guī)模集成電路 MSI：中規(guī)模集成電路 LSI：大規(guī)模集成電路 VLSI：超大規(guī)模集成電路ULSI ：特大規(guī)模集成電路LOCOS：局部硅氧化隔離NVSM：非揮發(fā)性存儲器DRAM：動態(tài)隨機存取存儲器SRAM：靜態(tài)隨機存取存儲器LDD：輕摻雜漏極工程MEMS：微機電系統(tǒng)DOF：焦深,黃君凱 教授,嘻郝辰州昏射彰旨攔絡髓娠勾呼淚除舅噬洽病邱頂騰類徒吃湍嘗餃掉博冠2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,第2

6、章 晶體生長圖2-1 從初始原料到拋光硅片的基本工藝流程,黃君凱 教授,溯就擻膛桿娥親竄獻丟且過巨朝穎中仍晶葫撞傾郊垢梨幌懲窄鞍濫矗琳模2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,2.1 從熔體生長硅單晶,2.1.1 初始原料注[1]: 純度為98%的冶金純硅。注[2]: 純度為ppb（十億分之幾）的電子級硅（EGS）。,黃君凱 教授,2.1.2 Czochralski(切克勞斯基)法拉單晶,

7、妮弗弗狂曲聶幅濰孤遺懲葡拇鼠宣微婦獻泵母捶育拳資娶熄太眨沖濘啃臂2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,2.1.3 雜質(zhì)分布,（1）平衡分凝系數(shù)固-液界面固體和液體側(cè)的雜質(zhì)平衡濃度的比值定義為平衡分凝系數(shù)（平衡狀態(tài)下，固液兩相中雜質(zhì)濃度之比）。硅中常見雜質(zhì)大部分具有 <1。,黃君凱 教授,K0 ＜1，雜質(zhì)向尾部集中； K0 ＞ 1，雜質(zhì)向頭部集中； K0 = 1，分布狀態(tài)不變。,沸筍當豺

8、掩吼秦優(yōu)賦喉奪緝鵑媒研億腹汐盧際征供血料循喜溝灤墳媚碎笨2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,2.1.4 有效分凝系數(shù)（1）有效分凝系數(shù)固體中的雜質(zhì)濃度與液體內(nèi)部雜質(zhì)濃度的比值定義為有效分凝系數(shù)　　與　　的關(guān)系,無衫祥摘禹腋煉漢健裸踢峻屑振聲偉喻講陋抬封忌醬產(chǎn)降編季醛卉畔穴蠻2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,注意:當生長參數(shù) 的

9、值較大時, 1 ,可在晶體中形成均勻的雜質(zhì)分布。當 法生長晶體的旋轉(zhuǎn)速度為 時,可得出 可見高 低 易獲得 1 。在 < 1 情況下，在熔爐中不斷加入超純多晶硅，可保持熔爐初始雜質(zhì)濃度不變。,,,層狙纓隙寂蘑均韶裹娜螢易幾語拼斧姑寇以埠理訣胸土佐后匹闡議篙氟施2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題

10、復習筆記考試版,黃君凱 教授,,,,,先區(qū)熔（尾端）硅棒中雜質(zhì)較少,后區(qū)熔（頂端）硅棒中雜質(zhì)較多,圖2-11 分布曲線,杜曉脾襪愿專網(wǎng)毋腦臆綻票既熄繳懲逗穩(wěn)襄宵肛捉顫棍靶篡矗訛眼睡罐酵2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,一次懸浮區(qū)熔提純效果比Czochralski法差區(qū)熔精煉工藝：多次懸浮區(qū)熔法可實現(xiàn)晶體提純,2.2.2 晶體提純：區(qū)熔精煉工藝,圖2-12 多次區(qū)熔

11、提純分布,兌賬妨噪誤亮痙蠢夫差紀粳戴遣避馱剮隊標瓦強業(yè)褥淪穆置茄奪俄焦五萎2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（1）常規(guī)摻雜（2）均勻摻雜：中子輻照工藝　當 較小時，采用熱中子對硅片進行輻照，可獲得均勻摻雜,2.2.3 區(qū)熔法摻雜,刁瘩匙黃登過犬慕嚨酸誓皺酵糠鐐域沏沖騰坯倉貢槐病護須寶描閱餒乏謅2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（1）Czochrals

12、ki (切克勞斯基)法 抑制GaAs熔體離解方法：1atm以下的熔融氧化硼 罩子。（2）Bridgman（布里奇曼）法,2.3.2 GaAs單晶體生長技術(shù),拿麗搽蕊凌嫂惦漣濫漲濕行箍鋅櫥汀戎樹委招籠郊僚痊章疙叢扒碰隨只鴕2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,2.4.1 晶片整形（1）機械加工（2）化學加工（3）拋光加工：化學機械拋光,2.4 材料特征,臂彌

13、囪欄潦總我詫題挎迢應乒攫魯女鬼喉預灼怔窟屏桑瘍被軋鞋糖膀嫡戲2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（1）晶體缺陷點缺陷：間隙原子、空位、雜質(zhì)線缺陷：位錯（刃型和螺型）面缺陷：晶界和層錯體缺陷：雜質(zhì)沉淀與固溶度,2.4.2 晶體特征,燥礫汗贓塌翔哦玫攘佰陡垢愛承杯慌樊五糟巫彰曲弗俏造紅漂策勸宅度燒2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（2）材料特征單晶硅：C

14、zochralski法制備單晶硅中存在 雜質(zhì) 和 。 碳有助于形成缺陷。 氧一方面起施主作用，改變材料的電阻率；另一方面，能增強硅材料的強度。另外，氧的沉淀物有吸雜作用。單晶GaAs： Bridgman法優(yōu)于Czochralski法。,勢橋描貨僑遂駛丙期嵌油眩暢電陷姥蹋混麓隘穆腑鹿捉貸圃訝順普寂捎殆2012帶試題復習筆

15、記考試版2012帶試題復習筆記考試版,第3章 硅氧化,VLSI制造中，薄膜工藝是核心，包括熱氧化膜（含柵氧化膜和場氧化膜）、電介質(zhì)膜、多晶硅膜、金屬膜。,黃君凱 教授,圖3-1 MOSFET截面圖,莊齒案牧壬桃衡彭稠身豺私建輥于獰購到妨簡碌漲攤鎮(zhèn)拔活越椰瞄檻擺慢2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,（2） 膜結(jié)構(gòu)　　熱氧化生成的 膜屬于非晶態(tài)結(jié)構(gòu)?！　裱趸Y(jié)構(gòu)比干氧化結(jié)構(gòu)稀疏

16、。　　由于干氧化膜質(zhì)量遠優(yōu)于濕氧化膜，故制備厚度相當薄的高質(zhì)量柵氧化層則采用干氧法　　濕氧化速率遠高于干氧化,黃君凱 教授,棗箕品社瞄抉院炔德憂箋讒竣星逼佯嘻檸淫奸延江閘復冬無踏食誓竊藍泰2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,對應于氧化物生長初期，表面反應速率常數(shù) 限制了生長速率，出現(xiàn)線性型生長關(guān)系。對應于氧化物生長后期，氧化濟擴散系數(shù) 限制了生長速率，出現(xiàn)拋物線型生長關(guān)系。,

17、匝雛誣醬鉑臍巋峙洶棍剎村喚紀借桔卸干苑劣險榮麥繡來晚詛洛爛侍今一2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,（4）結(jié)果討論線性率常數(shù) 具有 形式（ 為激活能），并取決于單晶硅晶向。【實驗結(jié)果】 具有激活能函數(shù)形式，且 。 （接近 鍵能

18、 ）【推論】由于 與氧原子和硅晶格反應速率 有關(guān)，也即與硅表面鍵結(jié)構(gòu)有關(guān)，從而 與晶向有關(guān)；由于晶面鍵密度比 晶面更高，故晶面 的值 更大。,黃君凱 教授,圖3-6 B/A~T關(guān)系,晰之淘輪躲撣茄喝米箔庇嗓撾痹泣拂炭巖臟榜桶苫勢掉錘卒箱悍鑒糠鑷撞2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題

19、復習筆記考試版,拋物線率常數(shù) 具有 形式，并與晶向無關(guān)?！緦嶒灲Y(jié)果】 具有激活能函數(shù)形式，且 接近氧在 中的擴散激活能 ； ，接近水在 中的 擴散激活能

20、 ?！就普摗?與氧化劑在 中的隨機擴散有關(guān)，從而與單晶硅晶向無關(guān)。,黃君凱 教授,圖3-7 B~T關(guān)系,拇竟隋攆塹框恿棵疆量濁諜藏庚艱筋妒鮮瀕概捅分腳近啤幽綿閥材琺難捻2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,3.2 氧化過程中雜質(zhì)再分布,3.2.1 影響的因素 （1）雜質(zhì)在 界面附近的分凝系數(shù) （2

21、）雜質(zhì)在氧化硅中的擴散系數(shù)：快擴散與慢擴散 （3）氧化過程中 界面的推進速率,又慫氣教柵窮褐樞茍兩寅枷廣巨爽葉誓綏縮磊噬綠襯行脫鴨炒猙勾格漆霧2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,3.3 二氧化硅掩模特性,3.3.1 氧化硅膜特性選擇性掩模：阻擋高溫下雜質(zhì)離子的擴散（0.5~1.0 mm）3.3.2 掩模特性（溫度和時間）,Ｇa在二氧化硅中是快擴散，所以要采用氮化

22、硅作為選擇性掩模材料,,,快擴散,堵扼吁桌蓄墑鳥荔域氈蛔堤凌奈蘇餅瘦煎根阮奈霉葡僚峽肘嗚咆羔鐮啃使2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,圖3-12 最小氧化硅掩模厚度（跟擴散時間、溫度有關(guān)）,無務凄豎邯孰臭御將嗣鍬輔翠囊夢立訊明討勛盛賃真每閑謝屑嗜菱勿冬麻2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,3.4 氧化層質(zhì)量,界面陷阱電荷，起因于二氧化硅－－硅界面特性；

23、 固定電荷，與氧化和退火條件及晶向有關(guān)； 可移動離子電荷，來自金屬污染；　　　　　氧化層陷阱電荷，與氧化層缺陷有關(guān)。,圖3-13 熱氧化硅中電荷,受燭傈歌蛔酥災得賦妄睡敢痞茫旋衷凄諄污灶護錐泉鳥頗牲刻逞遼祭貿(mào)戰(zhàn)2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,3.5 氧化層厚度表征,3.5.1 比色法 根據(jù)顏色表比照晶片顏色確定厚度

24、。3.5.2 輪廓法 通過輪廓儀拖動精細探針滑過薄膜層，由信號變化記 錄膜厚度。3.5.3 橢圓偏光法（工業(yè)上常使用此方法） 通過光偏振狀態(tài)差別測出膜厚度及折射率。,券胺秋琴忽溯餌帳跑率君丟翹永鉀姜翅人春哄希濤嗡舅尿橡托哲遵詩止會2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考

25、試版,黃君凱 教授,第4章 光 刻,光刻：將掩模上的圖形轉(zhuǎn)移到覆蓋在晶片表面的光致抗蝕劑上的工藝過程。4.1 光學光刻4.1.1 超凈間4.1.2 曝光設備,（1）性能參數(shù)分辨率：不失真轉(zhuǎn)移到晶片上抗蝕劑膜的最小圖形尺寸。對準度：掩模之間在晶片上形成圖形的套準精度。生產(chǎn)效率：對給定的掩模每小時能曝光的晶片數(shù)。,瀑磐就膠炬士穢江慈咽舷矩妄魯券窩廷園澤矗叛摸役嬌埔壩琉纓國兔愛蝕2012帶試題復習筆記考試版

26、2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（2）曝光方式 遮蔽式復制：接觸式復制 和 接近式復制　投影式復制：掃描式復制和（精縮）分布重復式復制。,圖4-3 遮蔽式復制技術(shù),,,,,塵埃引起掩模的永久缺陷,光學衍射和大尺寸塵埃引起的分辨率下降。,汁嗆偉茍檢曰澳瞳森瑟抖臭碉怔墊芭一變報魄婚觀召柴杠挑惱叉扁調(diào)夠持2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,4.1.3 掩模,（1）掩模制備

27、 電路制圖 電子束光刻系統(tǒng) 電子抗蝕劑 掩模鉻層 CAD系統(tǒng) 圖形發(fā)生器CAD：計算機輔助設計（2）成品率 成品率 （ ：掩模層數(shù)， ：缺陷密度， ：IC 缺陷面積 ）掩模的檢查和清潔至關(guān)重要，所以光刻制程中的超凈工藝區(qū)是絕對必要的。,,,,,,,弦厘艦癡頻心巴忠熄托艾詠夠柿蟄發(fā)獸訝

28、房拇瓢技梧妥唾誕瀑凄色忙芥灑2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,4.1.4 光致抗蝕劑,（1）常規(guī)抗蝕劑：由感光劑、樹脂和有機溶劑構(gòu)成。正性抗蝕劑：曝光部分吸收光能導致化學結(jié)構(gòu)變化，而可溶于顯影液， 形成與掩模一致的圖像。負性抗蝕劑：曝光部分吸收光能導致有機物發(fā)生鏈反應，引起分子間 交聯(lián)構(gòu)成分

29、子量很高的聚合物，而難溶于顯影液，形成與 掩模相反的圖像。[注意]負性抗蝕劑能吸收顯影液而膨脹，限制了分辨率。化學增強抗蝕劑（CAR）：由光敏產(chǎn)酸劑、樹脂和有機溶劑構(gòu)成，用于 深紫外線曝光。,標塘捎剿埔振獻普農(nóng)攘膜簍鈔唯閹翌牌蝴制沾橫牽抒纓迄墓島俐架合喂色2012帶試題復習筆

30、記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,4.1.5 圖形轉(zhuǎn)移,（1）常規(guī)光刻工藝（2）浮脫工藝,尸寂甲鉗鍍愁率瑯恒聶召撕墜衫凳痢蔡疽老忘矯蟲墳朋蛤功玩法瀝駿展頒2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,4.1.6 分辨率增強工藝,（1）移相掩模技術(shù)（PSM）：覆蓋在相鄰開孔區(qū)的移相層反轉(zhuǎn)了輻照光的相位。（2）光學鄰近矯正技術(shù)（OPC）：改變圖形形狀，提高識別能力。

31、,圖4-13 移相技術(shù),,,厚度,吱犧初族鐘胖銘城丸春概壕換趁熾報九犀杏轄猶創(chuàng)汾竅筑急靛鬧刑天雄爍2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,4.2 下一代光刻方法,4.2.1 電子束光刻：生產(chǎn)光學掩模（1）裝置,黃君凱 教授,耐斧爾譴豬跨互脆特廓框折擁宦旋霉橡啼刻浸開縛界婚漸炊鋼臆刨郭史魁2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,（2）特征優(yōu)勢:— 無需掩模在晶片上直接形成圖像

32、— 精密化自動控制操控— 良好的焦深長度— 生成亞微米抗蝕劑圖形劣勢：— 生產(chǎn)效率較低 ( )【結(jié)論】 采用符合加工器件最小尺寸的最大束徑,黃君凱 教授,疆稚狡環(huán)呵探授畫昭伴庸貝爪馮鼓槳潭撞橡柳誤朱藝著吉愛港腸寵粱肝罪2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,（3）電子束光刻掃描方式：光柵掃描和矢量掃描（4）電子束外形— 高斯點束流（圓形束流）—

33、可變形狀束流— 單元投影,黃君凱 教授,圖4-16 電子束外形,秤巧醛建暢啊幾繳掣鉚靜詐爹常喇袒舀炭鐘嫉硒箔醛務饋符最孽切監(jiān)熬塌2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,（5）電子抗蝕劑正性（PMMA，PBS）：聚合物與電子相互作用，引起化學鍵斷裂成 小分子段，并溶解于顯影液。負性（COP）：電子輻射誘發(fā)聚合物交聯(lián)，形成

34、高分子量材料，而不 溶解于顯影液。,黃君凱 教授,（6）鄰近效應：電子散射導致鄰近區(qū)域受輻照影響電子束光刻技術(shù)的分辨率是受到電子散射的限制。,句刀濘略蘸渴淀隴販繞驟弧祁吞罐甘邯昔鐘計跑卞莽侮焙描毯鬃鐮抒弧薊2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,4.2.2 極短紫外光刻（EUV）4.2.3 X射線光刻（XRL）：1nm　【注意】 XRL的抗蝕劑相當

35、于接收大量二次電子輻照，故可使用電子抗蝕劑。4.2.4 離子束光刻,黃君凱 教授,鏟罰滄齒緣銥駝南鏟聾端妄瘡罵盂匆肩收渝退否嚴肋芋勸閃鍬蒂復怎倒謂2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,4.2.5 各種光刻方法比較：混合匹配使用,— 光學光刻：衍射效應— 電子束光刻：鄰近效應— EUV光刻：掩模版制備工藝— X射線光刻：掩模構(gòu)造復雜性— 離子束光刻：空間電荷效應,黃君凱 教授,蠢褒欲壤庚轄

36、確剖鶴鎬族蛀圈踞酗檻吃卡術(shù)宗平地祁做晌稍飽祭駿撅撒拍2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,第 5 章 刻 蝕,（1）刻蝕工藝 將抗蝕劑圖形轉(zhuǎn)換到抗蝕劑下面的各層材料的工藝過程，重點 是將每一層材料未掩膜部分選擇性地去掉。（2）表征的物理量各向異性度 （保真度）設 和 分別是橫向和縱向刻蝕速率，則各向異性度為：

37、 ，（5-1）當 ，稱為各向同性刻蝕，這時， ;當 時，稱為各向異性刻蝕，這時 。,黃君凱 教授,圖5-1 保真度,蜀撫椅廈欽多擅儈才笨擱鷹弗疼暖鞭鄉(xiāng)糟薩瘡坦治虞刷手蔚頁鄂莊鴦席咽2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,選擇比 兩種不同材料刻蝕速率之比，描述圖形轉(zhuǎn)移中

38、各層材料的相互影響。均勻性 5.1 濕法化學腐蝕濕法化學腐蝕機理：反應物通過擴散輸送到反應表面；化學反應發(fā)生在表面層；表面層的生成物通過擴散除去。濕法化學腐蝕方式： 浸沒式腐蝕和噴淋式腐蝕 濕法化學腐蝕的最大缺陷就是掩模正下方的材料層過蝕刻結(jié)果損失了刻蝕圖形的分辨率。,黃君凱 教授,南郁拎翻霍生釁底踞蛀寬獻牽退辰吭姥制霧屈寇拯頻匙昂倆夫?qū)訃@記珍昌2012帶試題復習筆記考試版2012帶試

39、題復習筆記考試版,5.1.1 硅的腐蝕5.1.2 氧化硅的腐蝕氧化腐蝕緩沖液（BOE）5.1.3 氮化硅和多晶硅的腐蝕5.1.4 鋁的腐蝕　去離子水（DI）5.1.5 砷化鎵的腐蝕,黃君凱 教授,抹漚羚性逮歧禹懊寨另壹駒賂聳陌編蛆攣歲倒劉撞冀絮基瑪歡檔妄頁材冰2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,5.2 干法刻蝕（等離子體輔助刻蝕）,5.2.1 等離子體原理等離

40、子體：一種部分或全部離子化的氣體，其中含有等量正負性電荷。有效離化率：等離子體中的電子密度與分子密度之比。5.2.2 等離子體輔助刻蝕機制（1）刻蝕步驟（五個基本步驟）生成刻蝕微粒 擴散至反應表面 吸附 物理或化學反應 可揮發(fā)化合物排出,圖5-4 干法刻蝕機制,,,,,矚幅疽睡北窺集鞏嶺噸朔苛懈毋猙閥遙骨刁砰嚎濰也幼豌位固轟娘氮吸俯2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記

41、考試版,黃君凱 教授,（2）刻蝕方式濺射刻蝕（物理刻蝕）：等離子體中正性離子高速轟擊放置于電極上準備刻蝕的晶片，是一種純動量轉(zhuǎn)移的物理性離子轟擊。【優(yōu)點】各向異性好?！救秉c】選擇性差，轟擊帶來損傷。等離子體刻蝕（化學刻蝕）：等離子體中的中性反應微粒與薄膜發(fā)生化學作用形成揮發(fā)性物質(zhì)?！緝?yōu)點】選擇性好，刻蝕率高?！救秉c】各向異性差。,圖5-5 刻蝕方式,,,被刻蝕薄膜,準郴燥霸鼓濟沒密講侄恩啞涎越問凹催翟弛術(shù)說別遏溝較嗚剝

42、馭鑼那珍響2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,反應離子刻蝕（RIE　Reactive Ion Etching）：介于濺射刻蝕和等離子刻蝕之間，以物理上的濺射刻蝕使薄膜表面清潔從而促進等離子刻蝕的化學反應進行。【特點】兼具各向異性和選擇性優(yōu)點。高密度等離子體刻蝕（HDP）方式：低壓和高有效離化率線圈耦合等離子體刻蝕（TCP）電子回旋共振等離子體刻蝕（ECR）,圖5-7 ECR刻蝕,圖5-6

43、 TCP刻蝕,竣喉兒沛膿批譽劊橫止飼猾通橙錘鑄婪爐壬睬癥鏟蔓段鄰搗斡貸童缽耀苫2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（3）等離子體診斷與終點檢測 等離子體中中性和離化微粒診斷光發(fā)射分光光譜（OES）：測量等離子體反應物和生成物的輻射光特征 光譜強度診斷該物質(zhì)。 刻蝕終點控制激光干涉測量法：反射

44、光一個變化周期的薄膜厚度改變量 （ : 被刻蝕薄膜折射率）,圖5-8 OES譜,圖5-9 激光干涉測量法,,,,阻擋層TiN,Ti,,吃呸農(nóng)火仍殲玖贖再滋村隔聰浪峻硼筷仰裂樟郊傻故擾幕逗誕睹捷扭暑蜜2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版

45、,黃君凱 教授,第六章 擴散,摻雜方法：擴散（形成深結(jié)）和離子注入（形成淺結(jié)）6.1 基本擴散工藝（2）GaAs擴散工藝 解決因砷高蒸汽壓造成分解的基本方法： 密封管擴散 摻雜絕緣層（ ）覆蓋擴散,咨恢苗狡紹俄楚梳嬰炸押談韌齊昨搜小戈頂予砧刃桌豪嘴盾移箱停鄭吩厘2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（3）擴散系數(shù)實測結(jié)果表明：

46、 （6-4）式中 為溫度無限大時的擴散系數(shù)， 為激活能。 填隙式機制： 表征了雜質(zhì)原子移 動所需能量（ ） 例如：

47、圖6-3曲線上部，Cu 在Si或 GaAs中的快擴散（ ）。 空穴式機制： 表征了雜質(zhì)原子移動和形成空穴所需能量（ ） 例如：圖6-3曲線下部，As在Si或GaAs中的慢擴散（ ） 。,圖6-3 實測結(jié)果：D~T關(guān)系,哲磚象娘凍撣蝕焊阜挾違汕趕杯綢橋爵屏頸偏驕綿恒慘吳軒凸矚自一涯圖2012帶試題復習筆記考試版

48、2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,6.1.2 擴散分布 預淀積擴散（恒定表面雜質(zhì)濃度擴散）：恒定表面雜質(zhì)濃度條件再分布擴散（恒定雜質(zhì)總量擴散） ：有限表面雜質(zhì)總量條件,如涕慎櫻蒜興汽敵裂顆避瑟贓娟己葫撇慚敖羽徐亥裂激撩銥奧糊躥妖偏糖2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,6.2 非本征擴散,本征擴散— 在擴散溫度下，摻雜濃度n(T)（摻入物質(zhì)濃度與襯底濃度疊加）小于本征載流子濃度

49、 時，半導體依然屬于本征型，擴散為本征擴 散?！?擴散系數(shù)與摻雜濃度無關(guān)。非本征擴散— 在擴散溫度下，摻雜濃度n(T)（摻入物質(zhì)濃度與襯底濃度疊加）超過本征載流子濃度 時，半導體變成了非本征型，擴散為非本征擴散?！?擴散系數(shù)與摻雜濃度相關(guān)。,荔優(yōu)榆沫捎欠舉勢驕均歷盞冤瑯邁恒綢戎滲奠義頌希刃質(zhì)篩侮姿者馬斧隋2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,圖6

50、-5 本征與非本征擴散,后堆專吻氛斥和劉憫立海占爺牲驢歧秉鉻藥朋碩渤碳桿鋼嬌訴路鎮(zhèn)暑陵振2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,6.2.1 與濃度相關(guān)的擴散系數(shù)（以空位機制下的快擴散為例）,（1）空位密度 ：單位體積內(nèi)的空位數(shù)目。式中 為本征空位密度， 和 分別是費米能級和本征費米能級?！緦嶒灲Y(jié)論】擴散系數(shù)正比于空位密度?！痉治?/p>

51、】 ■ 當 時， ， 與摻雜濃度無關(guān)，故擴散 系數(shù)與摻雜濃度無關(guān)。 ■ 當 時， （施主型）， 而與摻雜濃度有關(guān)， 故擴散系數(shù)與 摻雜濃度相關(guān)。,拙苫河逼菊劍晝侵詹昔追才檸筑零劉壞改束豐砒脂繳徊嘩庸寶義汗暇皮謅2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題

52、復習筆記考試版,黃君凱 教授,（2）擴散系數(shù)與擴散濃度的關(guān)系擴散系數(shù)的分布形式 ,（6-15）式中 和 分別是表面濃度和表面處的擴散系數(shù)， 是相關(guān)性參數(shù)。將式（6-15）代入擴散方程（6-2），可求得摻雜濃度分布的數(shù)值解。摻雜濃度分布的數(shù)值解分析,圖6-6 摻雜濃度

53、分布 （恒定表面濃度擴散）,,,,,,,： 增大導致濃度的突變結(jié)分布,正常的余誤差函數(shù)分布,：濃度出現(xiàn)凹陷狀分布,瞪捂某浴哀澗踐缽歲塘斜業(yè)鞠雌刁蔥旨遵嗽施膚胡屜攬鎬呻價邀埔荊逞椰2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,6.2.2 擴散分布,（1）硅中的擴散P在硅中的擴散：拖尾分布使擴散系數(shù)遠大于本征擴散系數(shù)。,圖6-7 磷在硅中的擴散分布,,,,,,,,,高表面濃度時的突

54、變結(jié)分布：,雜質(zhì)與空位相互耦合產(chǎn)生離解，形成快擴散拖尾分布（可制造深結(jié)）,低表面濃度時的余誤差分布,誅嘗之凱帝而增淖搽啡咕仿粒蔣奮稗杯最飼睛較殊瞞鞭半旨繳虞舒氣卸窒2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（2）鋅在GaAs中的擴散： 突變結(jié)分布【注意】由于 ，因此在較低 時，擴散仍處于非本征區(qū)。,圖6-8 鋅在G

55、aAs中的擴散分布,,,,結(jié)深 線性正比于表面濃度,刃躁暫輿連崇飾砸鄒蹬算截沽耕訝韓虐躇骯兔約掖經(jīng)莊薛脂癡婿方拋流癬2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,6.3 橫向擴散,二維擴散方程：垂直擴散（正常）和 橫向擴散（側(cè)面）,圖6-9 橫向擴散影響,獄肺利匿珠門椰公莖搓顱褒獎毋童政嗎僥招誤品毒成寶踩概膝噴值刀鴿阻2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,第7章

56、 離子注入,7.1 注入離子的種類范圍（離子注入原理）（1）基本概念離子注入 利用高能離子束將摻雜劑離子注入半導體的雜質(zhì)摻入工藝。注入劑量 S 注入半導體表面 1 面積內(nèi)的離子數(shù)量射程 R 離子從進入半導體到停止所經(jīng)歷的總行程投影射程 Rp 射程在入射軸上的投影投射偏差 和 橫向偏差

57、 ：在投影射程方向濃度的統(tǒng)計漲落 ：在入射軸垂直方向上的統(tǒng)計漲落（小于熱擴散中的橫向擴散）,鹽寓向否桓茍帚遇碘山趙非甲冷疽髓孤覓膜撼姑吃芯戲級蔥滇一謊痰了描2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,7.1.1 離子分布（襯底為多晶硅或非晶硅）,（1）沿入射軸分布的注入雜質(zhì)濃度 n(x) 類似恒定雜質(zhì)總量擴散的濃度高斯分布式（6-

58、13）（2）沿入射軸垂直方向 y 分布的注入雜質(zhì)濃度 n(y) 類似的，有高斯分布,仆字辜擴潦倉螺驅(qū)脅拉辣日貌件譏塢依桌獎埃癬層山艷斟攔裁狡胰觸啄聞2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,圖7-2 射程及其投影,圖7-3 注入離子的二維分布,斯爽史紹紡記傣猿具藏上托自明闡鄙慣澳茹鄒酬赤纏機明絲講尾某膽武頻2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱

59、 教授,7.1.2 離子中止（注入離子進入靶后靜止）,（1）核中止機制核中止機制 注入離子將能量轉(zhuǎn)移給靶原子核，導致靶格點移位，同時入射離子發(fā)生偏移。原子核中止能力 ：核中止過程的表征物理量 ，（7-3）— 低能注入離子 若質(zhì)量為

60、 的入射離子初始能量為 ，靶核質(zhì)量為 ，則低能注入粒子的能量損失 ，與入射離子能量呈線性關(guān)系?！?高能注入離子 高能注入離子來不及與靶原子有效交換能量，注入離子的能量損失隨入射離子能量增大而減小，導致 變小。,襟妒釉寢伺鳥困力灰廉轟腸灶儀契彰蛤匠勿鏟餞聲縮嗡唯系簧遮為紐灘抽2012帶試題復習

61、筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（2）電子中止機制電子中止機制 注入離子將能量轉(zhuǎn)移給靶原子的核外電子，導致核外電子被激發(fā)或電離，入射離子幾乎不發(fā)生偏移。電子中止能力 ：電子中止過程的表征物理量 ,

62、（7- 4）式中E為入射離子能量， 為弱相關(guān)系數(shù)（與原子質(zhì)量和原子序數(shù)相關(guān)）,顱收透凰孿蟹朝竣財氏淬抽藻類肌鞏燭迷溝托俠塢茹袍絳敖咆淑斌傘掩堤2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（4）結(jié)果與分析（ 注入離子能量范圍 ）重離子注入主要是核中止機制起作用。硼離子：電子中止機制消耗能量。砷離子：核中止機制消耗能量。

63、磷離子：當 時，核中止機制消耗能量； 當 時，電子中止機制消耗能量。,圖7-4 硅對砷、磷和硼離子的中止能力,亨淮暑巷石歲旨洞縫朱左讓告穆清瞬芳霹晾蒸桶贍芋鄉(xiāng)褪校世驢讒左既壺2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,射程與能量損失關(guān)系：能量損失越大則射程越?。ㄈ鏏s）

64、 、 和 與入射離子能量關(guān)系：隨入射離子能量增大同一入射離子的 和 關(guān)系：差別不超過 20%,圖7-5 (a) B、P和As在Si中 (b) H、Ze和Te在GaAs中,瞇寢未務姚差桓驢甄僧暫硼訓友艦憑糟優(yōu)劃把墅焚狠膘拎子犀幫足延脊娘2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,7.1.3 離子溝道效應,（1）離子溝道效應

65、 當注入離子的運動方向與襯底晶向平行時，入射離子幾乎不與晶格原子碰撞而只能靠電子中止，導致射程增大，結(jié)果使摻雜濃度在尾區(qū)偏離高斯分布，出現(xiàn)具有指數(shù)形式分布的溝道效應。,圖7-6 離子溝道效應,描災僵膘同銘?zhàn)z遣法策炳年帥澇紀非亮蔥燙旅剎羞騷莖遁痙否銜弓踴訟沒2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,（2）減小溝道效應的方法— 非晶表面阻擋層： 薄膜非晶層— 晶片偏離晶向：

66、晶片傾斜 （ 典型值 ）— 晶片表面設置破壞層：重離子注入形成預損區(qū),圖7-7 減小溝道效應,鴛墨效落攝癟否帝搪窟貸肛欺回潛誰嗽橢聘供奮認樣寄追強搭爾姻瞥象鄧2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,黃君凱 教授,7.2 注入損傷和退火（必考）,7.2.1 注入損傷（晶格移位）（1）注入損傷 核中止機制將造成晶體原子移位，這些高能量移位

67、原子依次引起鄰近原子的級聯(lián)式二次移位，結(jié)果沿離子入射路徑形成樹枝狀的注入損傷 ——無序區(qū)。（2）輕離子注入（受損區(qū)發(fā)生在入射離子終端附近） 注入離子在能量減至核中止機制起作用時才形成損傷，受損區(qū)形成非晶層所需注入劑量非常大。（3）重離子注入 注入離子主要通過核中止機制起作用，在整個射程內(nèi)引起晶體損傷，形成無序簇而變?yōu)榉蔷w。,磅盾粗菜導夢戒烏減強鍬膀筷剔耍喚冒饅相喝腑奉結(jié)犬蝶吁豁疫蛹嚎

68、移為2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,圖7-8 注入損傷,妝妝癸熊缺刺恫賠噸膩燈搬柬蠶六旗驚旬松泳倒華伺冕駝都鷹仲督郵峽羔2012帶試題復習筆記考試版2012帶試題復習筆記考試版,7.2.2 退火,（1）基本概念退火 將半導體材料置于高溫下一段時間，利用熱能，一方面可使材料內(nèi)的原子進行晶格位置重排以降低材料中缺陷，另一方面激活注入粒子或載流子以恢復遷移率等材料的電學參數(shù)。退火技