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1、集成电路与器件工艺原理集成电路与器件工艺原理本讲稿第一页，共一百三十七页外延工艺外延工艺一。定义和用途 1.外延：指在单晶衬底上生长一层新单晶的技术。因是由衬底向外延伸，故称外延。2.用途：根据需要，在单晶衬底上形成掺杂类型不同或掺杂浓度不同的均匀掺杂单晶层。本讲稿第二页，共一百三十七页硅的气相外延原理：利用硅的气态化合物，在加热的硅衬底表面，与 H2发生反应或自身发生热分解，还原生成硅，以单晶形式淀积在衬底表面。本讲稿第三页，共一百三十七页反应方程：SiCl4+2 H2=Si+4HCl;四氯化硅Si H2Cl2=Si+2HCl.二氯二氢硅第二种源优点：外延温度低，缺陷少，外延质量高。本讲稿第
2、四页，共一百三十七页外延设备外延设备外延设备外延设备 主体反应室分卧式、立式、桶式主体反应室分卧式、立式、桶式主体反应室分卧式、立式、桶式主体反应室分卧式、立式、桶式本讲稿第五页，共一百三十七页外延过程：装片通N2赶气通 H2通电源、通水冷 H2处理HCl气相腐蚀赶HCl，炉温调至外延生长标准外延生长（通 H2、硅源、掺杂气）H2清洗（关硅源、掺杂气）关电源降温通N2赶 H2冷却取片检验。本讲稿第六页，共一百三十七页外延工艺的体缺陷外延工艺的体缺陷外延工艺的体缺陷外延工艺的体缺陷层错的形成:局部原子层错排：（1，1，1）面上显示正三角形，（1，0，0）面上显示正方形。实际上是正三棱锥和正四棱锥
3、（象倒金字塔）。本讲稿第七页，共一百三十七页本讲稿第八页，共一百三十七页100100面层错面层错本讲稿第九页，共一百三十七页111111面层错面层错本讲稿第十页，共一百三十七页外延层测量：1、厚度测量：层错法、C-V法、红外椭圆仪法、红外反射干涉法等。2、电阻率测量：四探针法、三探针法、C-V法。本讲稿第十一页，共一百三十七页四探针法测电阻率四探针法测电阻率测试原理实际上是根据欧姆定律来测 中间两针间的电压。本讲稿第十二页，共一百三十七页外延工艺的特有质量问题：自掺杂效应：衬底的杂质在外延过程中逸出，掺入外延层中，造成电阻率失常甚至反型。防止：生长过度层，降低外延温度。本讲稿第十三页，共一百三
4、十七页外延工艺的优点：高效率的获得较厚的均匀掺杂单晶层。不存在两种杂质相互补偿问题，PN结两边杂质分布为突变结 本讲稿第十四页，共一百三十七页外延工艺的优点：高效率的获得较厚的均匀掺杂单晶层。不存在两种杂质相互补偿问题，PN结两边杂质分布为突变结 本讲稿第十五页，共一百三十七页氧化工艺氧化工艺一一.氧化工艺：氧化工艺：在高温炉中，使硅晶体表面生成一层氧化层的工艺。本讲稿第十六页，共一百三十七页二二.氧化层的作用氧化层的作用:1.掩蔽作用:磷、硼等杂质在SiO2中的扩散速度较Si中慢很多，于是可用SiO2来进行掺杂时的掩蔽。2.SiO2的表面保护和钝化作用：可防止外部环境影响产品性能，钝化表面，
5、消除表面态，防钠离子沾污.（Si片表面很容易生成SiO2，是它的大优点，形成了一套完整的平面工艺.）3.MOS管的栅极绝缘材料；IC电容的层间介质。本讲稿第十七页，共一百三十七页三SiO2的性质：具有很好的电绝缘性，电阻率达10的1517次方欧姆厘米。对各种酸、碱气氛有耐受性，但不耐HF腐蚀。热生长氧化膜是非晶态无定型结构，比较疏松，只有四成空间被SiO2分子占据，密度较低。本讲稿第十八页，共一百三十七页二氧化硅的显微结构二氧化硅的显微结构本讲稿第十九页，共一百三十七页四热氧化膜生长机理：1.干氧氧化：Si+O2=SiO2 2.水汽氧化：Si+H2O=SiO2+H23.湿氧氧化：是上述两项的结
6、合。在向氧化炉中通O2时，让其从95的氧化水瓶中鼓泡后进入。本讲稿第二十页，共一百三十七页本讲稿第二十一页，共一百三十七页4.氢氧合成水汽氧化：将高纯 H2和O2分别通入炉管，使其燃烧成水汽，对硅片进行氧化。2 H2+O2=2 H2O。一般 氢：氧=2：1即可，但实际上O2是过量的，防止发生危险。这样，其实质也是一种湿氧氧化。炉口装有燃烧部（注入器），配有报警系统，当氢氧比例失调，或温度低于 H2燃烧点时，就会关断 H2，充入N2。本讲稿第二十二页，共一百三十七页优点：由于 H2和O2纯度可以很高，因此合成的水汽中Na+含量可低于0.1PPB。氧化层质量高，均匀性好。本讲稿第二十三页，共一百三
7、十七页注意事项：H2喷口温度必须高于585，管道严禁泄露，开工时要先用N2充满炉管，后按O2 H2的顺序通气，完工时按 H2O2的顺序关气，然后用N2清扫。氧气要过量。本讲稿第二十四页，共一百三十七页氢氧合成水汽氧化氢氧合成水汽氧化本讲稿第二十五页，共一百三十七页 5.热氧化的微观过程和氧化速率。微观过程：氧化过程中，O2和 H2O分子总要穿过已经形成的SiO2层，继续向下穿越，到达SiO2Si界面，形成新的SiO2层。因此氧化是越来越慢的。由于氧分子穿越速度慢，故干氧氧化较慢。随着炉温的提高，氧化速度将加快。本讲稿第二十六页，共一百三十七页6.对于较短时间氧化，氧化层厚度tox近似与时间成正
8、比。对于较长时间氧化，氧化层厚度tox与时间的开方成正比 本讲稿第二十七页，共一百三十七页用用TCA(TCA(三氯乙烷）进行的掺氯氧化三氯乙烷）进行的掺氯氧化7.掺氯氧化：Cl元素在SiO2Si界面可同硅的悬挂健结合，减少界面态。Cl在SiO2中可俘获Na+，可与重金属杂质生成氯化物气体排出，并减少热氧化层错。C2H3CL3+O2=CL2+HCL+CO2+H2O;HCL+O2=CL2+H2O.本讲稿第二十八页，共一百三十七页本讲稿第二十九页，共一百三十七页.氧化膜厚度测量：可用测厚仪测。SiO2膜的颜色随厚度变化，呈现红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的周期性变化，有经验工人可粗略判断氧化层厚度。这称
9、为比色法.本讲稿第三十页，共一百三十七页掺杂工艺（1）-扩散工艺定义：在高温炉中，通入含有所需杂质的气体，使该杂质向硅晶体体内扩散。用途：形成特定的P型或N型区。本讲稿第三十一页，共一百三十七页扩散过程扩散过程1.恒定表面源扩散：通源扩散过程。2.有限表面源扩散：实际上是杂质的再分布（驱入）。本讲稿第三十二页，共一百三十七页扩散方法：液-固扩散；气-固扩散；固-固扩散（实质上最终都是气-固）本讲稿第三十三页，共一百三十七页我公司目前扩散工艺：我公司目前扩散工艺：1.硼的液-固扩散：BBr3的扩散：4 BBr3+3O2=2B2O3+6 Br2，B2O3则作为扩散源：2B2O3+3Si=4B+3S
10、iO2。注意事项：该源怕潮、怕光，有毒，注意排风。优点：该源的蒸汽压较高，可得到较高表面浓度。本讲稿第三十四页，共一百三十七页.磷的液磷的液-固扩散：固扩散：POC l3POC l3的扩散的扩散 4 POCl3+O2=P4O10+6CI2，P4O10是P2O5的双聚分子，继续发生下列反应：P4O10+5Si=5SiO2+4P。使用方法：大N2和O2直接进炉，小N2携带源进炉。3.注意事项：该源怕潮，有毒，注意排风。优点：可得到较高表面浓度，老牌源，工艺成熟。本讲稿第三十五页，共一百三十七页本讲稿第三十六页，共一百三十七页扩散参数的测量：扩散参数的测量：一般用四探针法测出Rs,称为方块电阻，通过
11、它可判断扩散浓度的大小。本讲稿第三十七页，共一百三十七页5掺杂工艺（2）-离子注入工艺一.离子注入原理：在接近真空的条件下,将待掺杂元素电离成正离子，用强电场使其加速，获得足够的能量，高速射入硅片体内。本讲稿第三十八页，共一百三十七页二.用途：在硅片上形成特定的P型或N型区。本讲稿第三十九页，共一百三十七页三.离子注入设备：离子源，磁分析器，加速管，聚焦和扫描系统，靶室和后部处理系统。本讲稿第四十页，共一百三十七页本讲稿第四十一页，共一百三十七页四.注入损伤：注入离子和晶格原子碰撞，使其脱离原格点位置。本讲稿第四十二页，共一百三十七页四.退火：将注入后的硅片在8001000炉管中烘烤，使离位硅
12、原子在热运动中归位，消除缺陷。实验发现：500600烘烤反而使情况更糟，故在降温时，应快速通过这一温度范围。退火还有另一作用，就是激活所掺杂质原子。本讲稿第四十三页，共一百三十七页退火技术的新进展:快速退火技术(RTP技术).特点:单片操作.优点:1.杂质浓度不变,并100%激活.2.残留晶格缺陷少,均匀性和重复性好.3.加工效率高,可达200300片/h.4.设备简单,成本低.本讲稿第四十四页，共一百三十七页通道效应及防止:因硅晶体空隙大,个别杂质离子可能速度极大,进入硅片深处,造成穿通.防止:在硅片表面长薄层氧化层;让注入角度偏几度.本讲稿第四十五页，共一百三十七页本讲稿第四十六页，共一百
13、三十七页七.公司常用离子源：Sb2O5,五氧化二锑 ,（也用三氧化二锑)BF3,三氟化硼PH3,磷烷AsH3.砷烷本讲稿第四十七页，共一百三十七页八.离子注入的优点：1 可精确控制掺杂浓度和深度。2 离子注入不存在横向扩散。3 大面积均匀掺杂。4 能容易地掺入多种杂质。5 掺杂纯度较高。本讲稿第四十八页，共一百三十七页九.离子注入的缺点：1 成本较高。2 有注入损伤，若退火不当，会应响成品 率。本讲稿第四十九页，共一百三十七页.光刻工艺一.光刻的基本原理：分“图形转移”和“刻蚀”两步。类似照相制版，在硅片上涂对光敏感的“光刻胶”，光透过光掩模版（光罩）-相当于底版，照在光刻胶上，形成“潜影”，
14、经显影后完成“图形转移”。再对光刻胶刻出的窗口”进行刻蚀，光刻工作即告完成。在离子注入工序，光刻胶还可充当掩蔽膜的角色。本讲稿第五十页，共一百三十七页本讲稿第五十一页，共一百三十七页二.用途：在二氧化硅膜或其它绝缘膜上刻出特定的窗口，将金属层刻成条状内引线。本讲稿第五十二页，共一百三十七页三.目前IC制造对光刻的基本要求：1.高分辨率；2.高灵敏度的光刻胶；3.低缺陷；4.精确的套刻对准；5.大尺寸硅片。本讲稿第五十三页，共一百三十七页四.正性光刻胶（光照到处可显掉）。优点：可刻3微米以下细线条，分辨率高。缺点：粘附性差，不耐湿法腐蚀，价格高。这是邻叠氮醌类化合物。经光照后成为羧酸（有机酸），
15、可以被碱性的显影液所中和，反应生成的胺和金属盐可快速溶解在显影液中。本讲稿第五十四页，共一百三十七页五.负性光刻胶（光照到处可交联成不溶物，显影中保留下来）。优点：价格低，耐湿法腐蚀，工艺成熟，可选品种多。缺点：因负胶在光刻腐蚀液中会膨胀，故刻不了细线条。1.聚肉桂酸酯类光刻胶：老牌光刻胶。2.聚烃类-双叠氮系光刻胶：又称环化橡胶系光刻胶。其中的双叠氮成分是交联剂。目前IC制造中常用的负性胶。优点优点：黏附性好，耐腐蚀。缺点缺点：曝光后灵敏度会受O2的影响。本讲稿第五十五页，共一百三十七页 1.制程：预烤涂胶前烘对位曝光显影检验（ADI）后烘（坚膜）刻蚀检验（AEI）去胶。本讲稿第五十六页，共
16、一百三十七页2.2.分步讲解：分步讲解：预烤：在真空烘箱中150左右烘烤，同时使增粘剂HMDS蒸汽进入，在硅片上均布一薄层HMDS，将Si表面由亲水变成憎水，增强光刻胶与Si表面粘和性能。HMDS成分：六甲基乙硅氮烷。本讲稿第五十七页，共一百三十七页。涂胶：旋转涂布法，在自动涂胶机上进行，每片用胶大约一到几毫升。本讲稿第五十八页，共一百三十七页前烘；在涂胶机的第二个台位上完成，热板传导加热方式，12分钟即可，赶出胶膜中的有机溶剂，使其固化。本讲稿第五十九页，共一百三十七页对位曝光：用紫外灯透过光掩模（光刻版）对胶膜曝光，除第一次光刻外，其它各道都存在和前道的对准问题。本讲稿第六十页，共一百三十
17、七页显影：对正胶，在四甲基氢氧化铵碱液中 溶去光照过的胶膜；对负胶，一般是在芳香烃类有机溶剂中溶去未被光照过的胶膜。图形转移即告完成。本讲稿第六十一页，共一百三十七页 F.ADI：显微镜下检验显影质量。G.后烘：在烘箱中将Si片烘干。本讲稿第六十二页，共一百三十七页.刻蚀（指湿法刻蚀，干法随后再述）：一般是在SiO2上刻出窗口：SiO2+4 HF=SiF4+2 H2O；刻Al时则是：H3PO4+Al=AlPO4+H2.本讲稿第六十三页，共一百三十七页 AEI：刻蚀后检验。去胶：一般是 H2SO4+H2O2 中去胶。但在有铝后，则在MUII（吡咯酮）中去胶。(干法去胶在干法刻蚀中讲)。本讲稿第六
18、十四页，共一百三十七页七七.光刻的主要质量问题：光刻的主要质量问题：1.浮胶、钻蚀（光刻胶掀起，旁蚀刻）。本讲稿第六十五页，共一百三十七页 2.2.过蚀刻。过蚀刻。本讲稿第六十六页，共一百三十七页 3 3 蚀刻未净（小岛）。蚀刻未净（小岛）。本讲稿第六十七页，共一百三十七页4 铝线过细。5 铝线桥接。6 瞎窗。（尤其是引线孔光刻）。7 铝发黄。8 对准偏差。9 引线孔未完全覆盖。本讲稿第六十八页，共一百三十七页10.10.针孔。针孔。本讲稿第六十九页，共一百三十七页.干刻工艺干刻工艺-光刻工艺的新进展。光刻工艺的新进展。湿法腐蚀的缺点：A.使用大量酸液，安全性差，又污染环境。B.侧向腐蚀严重，
19、线条做不细。C.刻Si3N4和多晶硅时，光刻胶对H3PO4和HNO3+HF的耐受性不好。本讲稿第七十页，共一百三十七页干刻原理：是利用接近真空条件下气体辉光放电产生等离子体，其中的腐蚀性气体的化学活性游离基与SiO2等被刻蚀表面发生反应，且生成物是气体。本讲稿第七十一页，共一百三十七页本讲稿第七十二页，共一百三十七页A.刻SiO2：在反应室通入CF4，CHF3，C2F6，SF6，C3F8，NF3等气体，产生F（游离基），于是：SiO2+4F*（游离基）=SiF4（气）+O2。目前流行用CHF3+Cl2来刻蚀。通入少量O2可加速反应。本讲稿第七十三页，共一百三十七页B.刻铝：可在反应室通入SiC
20、l4,BCl3，CCl4+Cl2，BCl3+Cl2等气体。于是：AL+3Cl*（游离基）=ALCl3（气）。氟化物不行，因不能形成气体排走。注意注意:刻铝后应立即冲水或在有机溶剂中漂洗,防止氯离子残留腐蚀铝膜.本讲稿第七十四页，共一百三十七页C.刻Si3N4：原则上刻SiO2的气体都可刻Si3N4，但发现NF3效果较好。于是：Si3N4+12 F*（游离基）=3SiF4+2 N2。本讲稿第七十五页，共一百三十七页D.刻多晶硅：一般常用Cl2，HCl，SiCl4等气体，氟化物气体各向异性腐蚀的选择性差。Si+4 Cl*（游离基）=SiCl4.本讲稿第七十六页，共一百三十七页7.物理气相淀积-铝层
21、贱射工艺（SPUTTUER）原理：用高能粒子（等离子体）从金属的表面撞出原子，然后让其淀积在硅片表面的物理过程。本讲稿第七十七页，共一百三十七页.欧姆接触的概念:线性和对称的伏安特性,接触电阻小于材料体电阻.本讲稿第七十八页，共一百三十七页用途:制作IC的内部条状互连线。本讲稿第七十九页，共一百三十七页三.溅射过程：1.产生氩气离子并导向一个靶，（铝靶材）。2.离子把靶表面的原子轰击出来。3.被轰出的铝向硅片运动。4.原子在表面上成膜。本讲稿第八十页，共一百三十七页本讲稿第八十一页，共一百三十七页影响溅射过程的因素：1.工作压力，实质上是真空度。2.工作架转速。3.溅射电流。4.硅片加热温度。
22、一般为320，10分钟，可改善铝膜与硅片粘附性。（因机台不同，情况各异，仅供参考）本讲稿第八十二页，共一百三十七页铝硅接触的质量问题及解决办铝硅接触的质量问题及解决办法法 1.硅向铝中的溶解造成铝尖楔，可使PN结短路。防止：采用铝中掺硅的靶材。一般：掺Si约12 本讲稿第八十三页，共一百三十七页本讲稿第八十四页，共一百三十七页铝导线上铝原子的电迁移铝导线上铝原子的电迁移在通电时，铝原子会沿电流方向进行迁移，造成铝膜断路。防止：采用铝硅铜靶材。一般：（掺Si约12，掺Cu约45）.我公司铝材含铜0.5%.本讲稿第八十五页，共一百三十七页铝的合金化工艺：（国外称为alloy）.实质是在400左右通
23、 H2和N2，让硅和铝的表面形成微合金，构成牢靠的接触 本讲稿第八十六页，共一百三十七页CVD工艺原理 （化学气相淀积）（化学气相淀积）一.CVD原理：将各种反应气体导入反应室，在硅片上方反应，生成物淀积到硅片表面，形成一层薄膜。本讲稿第八十七页，共一百三十七页一.CVD原理：将各种反应气体导入反应室，在硅片上方反应，生成物淀积到硅片表面，形成一层薄膜。本讲稿第八十八页，共一百三十七页二.CVD工艺用途：形成钝化保护层，介质层，导电层，和掩蔽层 本讲稿第八十九页，共一百三十七页三.CVD技术分类：.按淀积温度分：A 低温CVD（LT）：200-500。B 中温CVD（MT）：500-1000。
24、C 高温CVD（HT）：1000-1200 本讲稿第九十页，共一百三十七页按反应压力分（常采用此分法）：A 常压CVD（APCVD）：一个大气压，101Kpa.B 低压CVD（LPCVD）：100Pa左右。本讲稿第九十一页，共一百三十七页.按反应器壁温可分为：热壁；冷壁。本讲稿第九十二页，共一百三十七页按反应器形状分：A.立式，（又可细分为钟罩式和桶式）；B.卧式。本讲稿第九十三页，共一百三十七页新进展:PECVD，称等离子体CVD，既是低温：100400，又是低压（与LPCVD同）。可用在溅射铝层以后CVD操作，可防止铝尖楔的产生。最主要优点：工作时加热温度低。本讲稿第九十四页，共一百三十七
25、页APCVD的缺点：1.硅片水平放置，量产受限，易掉渣污染。2反应速度受多种因素影响，反应室尺寸、气体流速、硅片位置等都会影响速度。3均匀性不太好。本讲稿第九十五页，共一百三十七页本讲稿第九十六页，共一百三十七页 LPCVD的优势：1在低压下，反应速率基本上由温度决定，而温度较易控制，故均匀性、重复性好。2在低压下，化学反应效率高，故片子可竖装密排，提高了装片量又防止了掉渣。3设备简单，基本上与扩散炉相似。本讲稿第九十七页，共一百三十七页本讲稿第九十八页，共一百三十七页.磷硅玻璃磷硅玻璃PSGPSG淀积：淀积：化学反应式：SiH4+PH3+O2-SiO2+P2O5+H2；或：SiH4+PH3+
26、N2O-.SiO2+P2O5+H2+N2。本讲稿第九十九页，共一百三十七页.LPCVD生长Si3N4：化学反应式：SiH4+NH3-Si3N4+H2 或：Si H2Cl2+NH3-Si3N4+HCl+H2本讲稿第一百页，共一百三十七页PECVD生长SiON膜：在已经有了金属层以后，我公司钝化层常采用低温生长氮氧化硅.的方法。反应式：SiH4+N2O+NH3-SiON+N2+H2。炉温为380。本讲稿第一百零一页，共一百三十七页.多重内连线与平坦化工艺双层铝连线工艺：在IC的结构较复杂以后，为解决交叉布线问题，特设计了双铝层。双铝层之间的绝缘，采用了SiON-SOG-SiON的三明治结构。SiO
27、N的应力较小，SOG主要解决平坦化问题 本讲稿第一百零二页，共一百三十七页.SOG涂覆工艺：这是旋转ON-玻璃的缩写，实际上是SiO2和有机溶剂的混和液，可用与涂胶机相似的设备，在硅片上涂一层，可填平片子表面的台阶，可先在热板上烤一下，再经400固化，成为一层氧化膜。工艺简单实用。本讲稿第一百零三页，共一百三十七页化学清洗原理（兼谈化学试剂的安全使用）硅片清洗的必要性:半导体对杂质极其敏感，百万分之一微量杂质，就会有物理性质的改变。污染是绝对的，故必须清洗。另外从图形的纳米化的角度讲，任何小的颗粒对芯片而言就像一座大山。本讲稿第一百零四页，共一百三十七页二二.硅片表面洁净度硅片表面洁净度1.硅
28、片表面状态：理想表面；洁净表面（真空中剥SiO2的表面）；真实表面（有薄氧化层几十埃）；SiO2表面（SiO2200埃）。本讲稿第一百零五页，共一百三十七页2.污染源:硅片成型过程中的污染-（切、磨、抛过程）。环境污染-微粒（尘埃；纤维、金属屑、皮屑；微生物等）/有害气体 水污染。/化学试剂污染。/气体污染：特气污染。器材污染。（炉管，石英舟，镊子等）。人体污染（正常人一天吃盐10克左右，NA+为1.0E23个，皮肤、肺排出一半。）本讲稿第一百零六页，共一百三十七页3.污染物分类：微粒（有机的、无机的）；膜层。本讲稿第一百零七页，共一百三十七页.化学清洗的一般步骤：1.先去除分子型杂质（蜡，胶
29、，油等）。2.去除离子型杂质（K+，NA+，CL-，F-等）。3.去除原子型杂质（Au，Ag,Cu,Fe 等）。本讲稿第一百零八页，共一百三十七页.主要的清洗剂。主要的清洗剂。1.一号液：一号液：NH4OH：H2O2：H2O=1：1：4。络合剂 氧化剂主要性质：A.有很好的去油作用，也可去金属杂质。B.H2O2挥发性极强，故洗液稳定性较差。室温下，其半衰期为11小时。应现配现用。公司一般规定洗多少片后换液。C.H2O2挥发后，氨水会腐蚀硅片，温度超过70C，也会对硅片有腐蚀。本讲稿第一百零九页，共一百三十七页一号液使用注意事项一号液使用注意事项所以每次清洗前应添加 H2O2，且清洗时间不宜过长
30、，一般5分，最多10分 钟。清洗温度7075度即可。本讲稿第一百一十页，共一百三十七页2.二号液：二号液：HCl：H2O2：H2O=1：1：4。络合剂 氧化剂主要性质：A.对金属杂质有极好的清洗作用，且洗后表面较好，因此常安排在最后的清洗位置。B H2O2挥发性极强，故洗液稳定性较差。室温下，其半衰期为50小时，建议每次清洗前 添H2O2。本讲稿第一百一十一页，共一百三十七页3.三号液：三号液：H2SO4：H2O2=3：1主要性质：A有极强的脱水性和强氧化性，可将光刻胶等有机物脱水成C（碳），然后再将C氧化成CO2。主要用来湿法去胶。B对油膜和金属杂质的清洗作用效果良好。C每次清洗前也应补充
31、H2O2。D对于 H2SO4，只可将其倒入水中，严禁将水倒入硫酸中。本讲稿第一百一十二页，共一百三十七页4HF的清洗作用的清洗作用：将SiO2和其上的脏物一起剥掉。特别要注意，HF沾上没有任何感觉，它会慢慢渗入皮肤，腐蚀骨头！沾上任何不明液体，都应冲水。确实沾上 HF，应涂葡萄糖酸钙软膏或氧化镁溶液，并到职业病医院注射葡萄糖酸钙针剂。本讲稿第一百一十三页，共一百三十七页5注意：以上洗液配制时，注意倒入顺序，一般先加水，这样可减少酸碱的挥发。各种试剂瓶子很象，切勿拿错！沾上酸、碱液体，最好的处理方法就是马上冲水！本讲稿第一百一十四页，共一百三十七页.电子束蒸发工艺原理二二.铝金属膜的电子束蒸发工
32、艺铝金属膜的电子束蒸发工艺1.原理原理:利用经高压加速并聚焦的电子束利用经高压加速并聚焦的电子束,在在真空中直接打到蒸发源真空中直接打到蒸发源(铝材铝材)表面表面,当功率当功率密度足够大时密度足够大时,使蒸发源金属熔化使蒸发源金属熔化,并蒸发淀并蒸发淀积到硅片表面形成薄膜积到硅片表面形成薄膜.(熔点熔点3千度以上的千度以上的金属也可蒸金属也可蒸).本讲稿第一百一十五页，共一百三十七页.背面蒸金,掺金的作用:给硅片掺金,可以减短载流子寿命,提高开关二极管的开关速度.本讲稿第一百一十六页，共一百三十七页本讲稿第一百一十七页，共一百三十七页2.设备 A.电子枪:电流通过螺旋状钨灯丝,使其发热后发射电
33、子,经加速阳极孔射出,形成电子束.B.磁偏转系统:使电子在磁场中受洛仑兹力作作用,偏转270度,打到铝材上.C.水冷坩埚:放置铝材.D.行星式支架和行星锅:装待蒸发硅片.E.抽真空系统.本讲稿第一百一十八页，共一百三十七页.电镀银工艺.一.电镀原理:在溶有欲镀金属的盐类的镀液中,以欲镀金属为阳极,通以直流电,阳极发生金属的溶解,使欲镀金属的离子在阴极上放电而沉积下来.本讲稿第一百一十九页，共一百三十七页我公司电镀目的:在二部二极管产品上形成半球状电极.本讲稿第一百二十页，共一百三十七页三.电镀银工艺:在阳极:Ag=Ag+e,在阴极(硅片在此):Ag+e =Ag.在阴极还可能有下列反应:Ag(C
34、N)2-=Ag +2CN-.电镀液的组分是很复杂的,除含镀层的盐外,还有络合剂,导电盐,缓冲剂,阳极话化剂,光亮剂,润湿剂等.但镀银液中主要成分是氰化银钾:KAg(CN)2.以及氰化钾:KCN.本讲稿第一百二十一页，共一百三十七页四.注意事项:氰化物有剧毒,注意自我保护.电镀废水要经过处理才能排放,否则污染环境.氰化物在碱性环境中较稳定，在酸性环境中会放出氰氢酸气体，故一定要保证电镀液的PH值大于7！本讲稿第一百二十二页，共一百三十七页15.洁净室知识 IC线的生产环境控制一一.生产环境的内涵：生产环境的内涵：空气，人身，水，气体，化学试剂，工具，电磁环境等。本讲稿第一百二十三页，共一百三十七
35、页二.空气环境控制：1.空气洁净度。空气洁净度。定义：指空气中含尘量定义：指空气中含尘量指标。指标。按美国联邦按美国联邦209E标准：标准：10级净化：指级净化：指1立立方英尺方英尺0.5微米尘埃少于微米尘埃少于10个，换算成个，换算成1立立方米时为少于方米时为少于350个。（个。（1立方米约为立方米约为35立立方英尺）。方英尺）。100级净化：指级净化：指1立方英尺立方英尺0.5微米尘埃少微米尘埃少于于100个，换算成个，换算成1立方米时为少于立方米时为少于3500个。个。本讲稿第一百二十四页，共一百三十七页2.洁净室结构：垂直层流洁净室。3.温度要求：21C22C 湿度要求：45%50%。
36、4.洁净室监测仪器：光电粒子计数器；微压计；湿度计；温度计。本讲稿第一百二十五页，共一百三十七页人身发尘量人身发尘量 动作 污染增加倍率 五个人在一起坐 3 步行 2 吸烟后20分钟内 5 喷嚏 20本讲稿第一百二十六页，共一百三十七页.人员产生最大尘埃粒径人员产生最大尘埃粒径 动作 粒径 揉纸、折叠 65微米 檫塑料表面 40微米 拧螺丝钉 30微米 圆珠笔在普通纸上写字 20微米本讲稿第一百二十七页，共一百三十七页洁净服：专用防静电锦纶丝混纺布料（如南韩产58028布料）。本讲稿第一百二十八页，共一百三十七页纯水（DI水）1.定义：不含颗粒、微生物、有机物、金属离子、CL离子的洁净水。2.
37、纯水测量（根据测其电阻率来判断是否达标）3.纯水制备方法：一般要用反渗透技术脱盐，用离子交换树脂去除正负离子，用紫外 灯灭菌，还可采用电渗析技术，用渗透膜做超过滤。本讲稿第一百二十九页，共一百三十七页DIDI水的测量水的测量测量温度 电阻率（最大）0度 86兆欧厘米20度 23.92兆欧厘米25度 18.24兆欧厘米30度 14兆欧厘米本讲稿第一百三十页，共一百三十七页工业特气工业特气工业特气可达100多种，用几个“9”来表示纯度，如三个“9”，表示纯度为99.9%，依次类推。特气若不纯，可形成劣质氧化膜，有机物杂质可形成炭微粒，造成漏电。本讲稿第一百三十一页，共一百三十七页.静电防护。静电防
38、护。1.静电的产生：A.两种不同的固体接触并突然分离，即可产生静电。（电子将跑向原子核引力较强的固体。）B.液体流动起电。C.微尘造成气体带电。本讲稿第一百三十二页，共一百三十七页.静电的消散：向空气放电；向大地放电。本讲稿第一百三十三页，共一百三十七页3.静电电位与相对湿度有关。例如：人在塑料椅子上坐，当湿度为15%时，静电电位可达18000V；而当湿度为70%时，静电电位就只有1500V了。可见合适的湿度是多么重要。从光刻胶附着性、静电防护、抑菌等方面考虑，一般以50%为宜。本讲稿第一百三十四页，共一百三十七页4.静电的主要危害：吸尘，放电，火灾，电击，（静电达3000V时人有感觉。）5.防静电措施：适当增加湿度，采用防静电材料（地板，工作台，工作服，工作鞋等。）本讲稿第一百三十五页，共一百三十七页化学试剂的纯度化学试剂的纯度工业纯，化学纯，分析纯，优级纯，光谱纯，MOS级，电子级。越向后，纯度越高。本讲稿第一百三十六页，共一百三十七页本讲稿第一百三十七页，共一百三十七页