集成电路制造生产实习报告
一．工艺原理
1.氧化
在集成电路工艺中，氧化是必不可少的一项工艺技术。
自从早期人们发现硼、磷、砷、锑等杂质元素在SiO2的扩散速度比在Si中的扩散速度慢得多， SiO2膜就被大量用在器件生产中作为选择扩散的掩模，并促进了硅平面工艺的出现。
同时在Si表面生长的SiO2膜不但能与Si有很好的附着性，而且具有非常稳定的化学性质和电绝缘性。
因此SiO2在集成电路中起着极其重要的作用。
在平导体器件生产中常用的SiO2膜的生长方法有:热生长法、化学气相沉积法、阴极溅射法,HF一HNO3气相钝化法、真空蒸发法、外延生长法、阳极氧化法等。
在深亚微米IC制造中，还发展了快速加热工艺技术。
选择何种方法来生SiO2层与器件的性能有很大关系。
SiO2在器件中可以起到的作用有作为MQS器件的绝缘栅介质；作为选择性掺杂的掩模；作为缓冲层；作为绝缘层；作为保护器件和电路的钝化层等。
Si的氧化过程是一个表面过程，即氧化剂是在硅片表面处与Si原子
起反应，当表面已形成的SiO
2
层阻止了氧化剂与Si的直接接触，氧化剂
就必须以扩散的方式穿过SiO
2层、到达SiO
2
一Si界面与Si原子反应，生
成新的SiO
2层，使SiO
2
膜不断增厚，同时SiO
2
一Si界面向Si内部推进.
2.扩散
在一定温度下杂质原子具有一定能量，能够克服阻力进入半导体并在
其中做缓慢的迁移运动。
扩散的形式有：替代式扩散和间隙式扩散；恒定表面浓度扩散和再分布扩散。
扩散方式：气态源扩散、液态源扩散、固态源扩散。
扩散方式：气态源扩散、液态源扩散、固态源扩散
扩散工艺主要参数：1.结深：结距扩散表面的距离叫结深。
2.薄层电阻3.表面浓度：扩散层表面的杂质浓度。
.结深：x R j
s ρ=
浓度：][),(21
)(20Dt x erfc N t x N =（余误差）
费克第一定律：x t x N D t x J ∂∂-=),(),(（扩散粒子流密度，D 粒子的扩散系数）
杂质扩散方程（费克第二定律）：22),(),(x t x N D t t x N ∂∂=∂∂ 费克定律的分析解：1.恒定表面浓度扩散，在整个过程中杂质不断进入硅中，而表面杂质浓度s N 始终保持不变。
余误差：][),(21
)(20Dt x erfc N t x N =
D t 特征扩散长度
2.结深：21221122)]2[ln(2t D t D t D x B s j N N π==t D A 22
3.简单理论的修正：二维扩散（横向扩散）实际扩散区域大于由掩膜版决定的尺寸，此效应将直接影响到VLSI 的集成度
表面浓度的大小一般由扩散形式、扩散杂质源、扩散温度和时间所决定。
3. 光刻
光刻是一种图形复印和化学腐蚀相结合的精密表面加工技术
三要素：光刻胶、掩膜版和光刻机
重要性：是唯一不可缺少的工艺步骤，是一个复杂的工艺流程
工艺过程：气相成底膜、旋转涂胶、软烘、对准和曝光、曝光后烘焙?、显影?、坚膜烘焙、
显影检查（正胶：先?后?；负胶：先?后?）
目的：在二氧化硅或金属薄膜上面刻蚀出与掩膜版完全对应的几何图形从而实现选择性扩散和金属薄膜布线的目的。
光刻胶要求：分辨高、对比度好、敏感度好、粘滞性好、粘附性好、抗蚀性好、颗粒小
光刻胶成分：树脂、感光剂、溶剂、添加剂
正胶：曝光部分溶解
负胶的粘附性和抗蚀性好，但分辨率低
涂胶工艺：目的：在硅片上沉积一层均匀的光刻胶薄膜
方式：滴胶、匀胶（500~700rpm ）、旋转（3000~5000） 要求：厚度，均匀性3%以内
对准曝光：接触式，接近式，投影式
目的：达到图形精确转移
软烘目的：去除光刻胶中的溶剂，改善胶的粘附性，优化胶的光吸收特性和显影能力，缓解涂胶时产生的应力，防止曝光时挥发污染设备。
软烘不当的后果温度过高时间过长：光刻胶光敏感度降低；相反刻胶显影选择比下降
曝光后烘培目的：促进关键化学反应，去除溶剂增强粘附性，防止产生驻波效应，
方法：热板，温度高于软烘
显影目的：溶解硅片上曝光区域的胶膜，形成精密的光刻胶图形。
方法：正胶显影液： % 的四甲基氢氧化铵（TMAH）
特点：碱性、水性显影液、轻度腐蚀硅
显影后用去离子水洗，N2吹干
坚膜烘培目的：使存留在光刻胶中的溶剂彻底挥发，提高光刻胶的粘附性和抗蚀性。
稳固光刻胶，对下一步的刻蚀或离子注入过程非常重要。
方法：热板，温度高于前两次烘焙
4．金属化
金属化：蒸发和溅射是制备金属结构层和电极的主要方法。
是物理气相淀积的方法。
金属材料的要求：1.良好的导电性2.容易形成良好的欧姆接触3.与硅和二氧化硅粘附性好4.能用蒸发或溅射的方法形成薄膜5.易于光刻，
实现图形化。
常用金属材料：Al, Au, Ag, Pt, W, Mo, Cr, Ti。
集成电路对金属化的要求：1.对P+或N+形成欧姆接触,硅/金属接触电阻越小越好，良好的导电性2.低阻互连线,引线电阻越小越好3.抗迁徙4.良好的附着性5.耐腐蚀6.易于淀积和光刻7.易键合8.层与层之间不扩散。