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硅工艺加工技术. 报告人:宁 瑾. 内容. 工艺线概况. 1. Si nMOSFET 器件加工工艺. 2. 单项工艺介绍. 3. 小结. 4. 工艺线概况. 2004 年建立。 2 - 4 英寸硅加工工艺线,加工能力可达 1 微米。 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 。
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硅工艺加工技术 报告人:宁 瑾
内容 工艺线概况 1 Si nMOSFET 器件加工工艺 2 单项工艺介绍 3 小结 4
工艺线概况 • 2004年建立。2-4英寸硅加工工艺线,加工能力可达1微米。 • 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。 • 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谐振器和滤波器等。
n+ n+ Si nMOSFET器件加工工艺 PECVD Si3N4 ICP刻蚀 金属淀积Al,ICP刻蚀形成电极 PECVD SiO2 LPCVD生长多晶硅 栅氧SiO2 离子注入形成源漏 p-Si
单项工艺介绍 • 清洗:C处理,有机溶剂超声清洗 • 光刻 • 金属淀积 • 干法刻蚀 • 高温氧化 • LPCVD • PECVD • 离子注入及快速退火 • 激光划片
清洗工艺 • RCA清洗:H2SO4/H2O2/H2O 1号清洗液:NH4OH/H2O2/H2O 2号清洗液:HCL/H2O2/H2O • 有机溶剂超声清洗:无水乙醇 丙酮 • 清洗甩干机:2寸和4寸标准样片
光刻工艺介绍 • EVG光刻机,4英寸的标准衬底,正面光刻和背面光刻,分辨率达到1微米,对版精度1微米。 • 卡尔休斯光刻机,衬底最大2英寸,可完成非标准尺寸衬底的光刻,正面光刻,分辨率1微米,对版精度1微米。 • 能完成1微米细线条的剥离工艺。 • 光刻胶:普通光刻胶(国产390),高温胶(S9912),厚胶(AZ4260), 反转胶(AZ5214/AZ5200)
金属淀积工艺 • 工艺设备:磁控溅射,电子束蒸发和热蒸发 • 磁控溅射:Ti、Au、Al、TiN • 电子束蒸发:Al • 热蒸发:Cr、Au、Ni • 电镀:Au、Cu
ICP刻蚀工艺 • 98-A ICP刻蚀机:Si、Si3N4、多晶硅、SiO2。 刻蚀气体:CHF3、SF6、O2。 • 98-C ICP刻蚀机:Al 刻蚀气体:cl2、Bcl4 • 去胶机: O2等离子体去除光刻胶
高温氧化工艺 • H2、O2合成氧化工艺,875oC • 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MOS器件的栅氧化层。 • 氧化速率较低,不适于制备超过1微米的厚氧化层,对样片的洁净度要求高,只做流程的第一步工艺。
LPCVD工艺 • 多晶硅:硅烷,630oC 硼掺杂:硅烷和硼烷,630oC • 氮化硅:硅烷和氨气,870oC • 样片:2寸和4寸
PECVD工艺 • SiO2:硅烷和笑气(N2O), 320oC,折射率在1.46-1.48之间 • Si3N4: 硅烷和氨气(NH4), 320oC,折射率在1.9-2.0之间
离子注入及快速退火 • 离子注入:硼、磷、砷等 注入能量:30keV-200keV 高温快速退火:N2气氛保护,1050oC
小 结 • Si 、SOI和SOS微电子器件加工平台 清洗、光刻、栅氧化、LPCVD、PECVD、离子注入及退火、金属淀积、激光划片 • MEMS器件加工平台 ◎LPCVD生长氮化硅 ◎ 牺牲层的淀积、退火和释放 ◎ 体硅腐蚀 ◎ 氮化硅湿法腐蚀 ◎ 双面光刻 • SiC器件加工平台 ◎1微米细金属线条的剥离工艺 ◎SiC材料的ICP干法刻蚀工艺 ◎SiC的高温氧化工艺 ◎ 金属淀积与合金工艺:Ni、Ti、Cr、Au和TiN ◎ SiC材料的离子注入和退火工艺