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1、硅工艺加工技术硅工艺加工技术硅工艺加工技术硅工艺加工技术报告人：宁报告人：宁 瑾瑾内容内容工艺线概况工艺线概况1单项工艺介绍单项工艺介绍2Si nMOSFET 器件加工工艺器件加工工艺3小结小结4工艺线概况工艺线概况v2004年建立。24英寸硅加工工艺线，加工能力可达1微米。v具备完整的硅加工能力，可以制备微电子器件和电路、光电器件以及MEMS器件。可加工的衬底材料包括Si、SOI(Silicon on Insulator)、SOS(Silicon on sapphire)和SiC。v成功制备出SOI和SOS抗辐射MOS器件和电路，Si基JFET器件，SiC基MESFET器件，SiC谐振器和滤
2、波器等。Si nMOSFET器件加工工艺 p-Si栅氧SiO2LPCVD生长多晶硅nn离子注入形成源漏PECVD SiO2ICP刻蚀金属淀积Al，ICP刻蚀形成电极PECVD Si3N4单项工艺介绍v 清洗：清洗：C处理，有机溶剂超声清洗处理，有机溶剂超声清洗v 光刻光刻v 金属淀积金属淀积v 干法刻蚀干法刻蚀v 高温氧化高温氧化v LPCVDv PECVDv 离子注入及快速退火离子注入及快速退火v 激光划片激光划片清洗工艺v RCA清洗：清洗：H2SO4/H2O2/H2O 1号清洗液：号清洗液：NH4OH/H2O2/H2O 2号清洗液：号清洗液：HCL/H2O2/H2O v 有机溶剂超声清洗
3、：无水乙醇有机溶剂超声清洗：无水乙醇 丙酮丙酮v 清洗甩干机：清洗甩干机：2寸和寸和4寸标准样片寸标准样片光刻工艺介绍v EVG光刻机，光刻机，4英寸的标准衬底，正面光刻和背英寸的标准衬底，正面光刻和背面光刻，分辨率达到面光刻，分辨率达到1微米，对版精度微米，对版精度1微米。微米。v 卡尔休斯光刻机，衬底最大卡尔休斯光刻机，衬底最大2英寸，可完成非标英寸，可完成非标准尺寸衬底的光刻，正面光刻，分辨率准尺寸衬底的光刻，正面光刻，分辨率1微米，微米，对版精度对版精度1微米。微米。v 能完成能完成1微米细线条的剥离工艺。微米细线条的剥离工艺。v 光刻胶：普通光刻胶光刻胶：普通光刻胶(国产国产390）
4、，高温胶），高温胶（S9912），厚胶（），厚胶（AZ4260），），反转胶反转胶(AZ5214/AZ5200)金属淀积工艺v 工艺设备：磁控溅射，电子束蒸发和热蒸发工艺设备：磁控溅射，电子束蒸发和热蒸发v 磁控溅射：磁控溅射：Ti、Au、Al、TiNv 电子束蒸发：电子束蒸发：Alv 热蒸发：热蒸发：Cr、Au、Niv 电镀：电镀：Au、CuICP刻蚀工艺v 98A ICP刻蚀机：刻蚀机：Si、Si3N4、多晶硅、多晶硅、SiO2。刻蚀气体：刻蚀气体：CHF3、SF6、O2。v 98C ICP刻蚀机：刻蚀机：Al 刻蚀气体：刻蚀气体：cl2、Bcl4v 去胶机：去胶机：O2等离子体去除光刻胶
5、等离子体去除光刻胶高温氧化工艺v H2、O2合成氧化工艺，合成氧化工艺，875oCv 精确控制氧化层厚度，质量高，与衬底间界面态精确控制氧化层厚度，质量高，与衬底间界面态密度小，尤其适于制备密度小，尤其适于制备MOS器件的栅氧化层。器件的栅氧化层。v 氧化速率较低，不适于制备超过氧化速率较低，不适于制备超过1微米的厚氧化微米的厚氧化层，对样片的洁净度要求高，只做流程的第一步层，对样片的洁净度要求高，只做流程的第一步工艺。工艺。LPCVD工艺v 多晶硅：硅烷，多晶硅：硅烷，630oC 硼掺杂：硅烷和硼烷，硼掺杂：硅烷和硼烷，630oCv 氮化硅：硅烷和氨气，氮化硅：硅烷和氨气，870oCv 样片
6、：样片：2寸和寸和4寸寸PECVD工艺v SiO2：硅烷和笑气（：硅烷和笑气（N2O),320oC，折射率在，折射率在1.46-1.48之间之间v Si3N4:硅烷和氨气（硅烷和氨气（NH4),320oC，折射率，折射率在在1.9-2.0之间之间 离子注入及快速退火v 离子注入：硼、磷、砷等离子注入：硼、磷、砷等 注入能量：注入能量：30keV-200keV 高温快速退火：高温快速退火：N2气氛保护，气氛保护，1050oC小 结v Si、SOI和和SOS微电子器件加工平台微电子器件加工平台 清洗、光刻、栅氧化、清洗、光刻、栅氧化、LPCVD、PECVD、离子注入及、离子注入及退火、金属淀积、激光划片退火、金属淀积、激光划片v MEMS器件加工平台器件加工平台 LPCVD生长氮化硅生长氮化硅 牺牲层的淀积、退火和释放牺牲层的淀积、退火和释放 体硅腐蚀体硅腐蚀 氮化硅湿法腐蚀氮化硅湿法腐蚀 双面光刻双面光刻v SiC器件加工平台器件加工平台 1微米细金属线条的剥离工艺微米细金属线条的剥离工艺 SiC材料的材料的ICP干法刻蚀工艺干法刻蚀工艺 SiC的高温氧化工艺的高温氧化工艺 金属淀积与合金工艺：金属淀积与合金工艺：Ni、Ti、Cr、Au和和TiN SiC材料的离子注入和退火工艺材料的离子注入和退火工艺