芯片微纳制造技术.pptx

微电子制造原理与技术第二部分 芯片制造原理与技术芯片发展历程与莫尔定律晶体管结构与作用芯片微纳制造技术主要内容薄膜技术光刻技术互连技术氧化与掺杂技术PPT课件1. 薄膜技术IC中的薄膜钝化层2NitrideOxideMetal 2, Al?Cu Al?CuPD1抗反射层WUSGIMD or ILD2Metal 1, Al?Cu金属前介质层 or 层间介质层1WCVDWBPSG浅槽隔离nnpp++++STIUSGP-wellN-wellSidewall spacerTiN CVDP-epiPPT课件P-wafer1. 薄膜技术IC中的薄膜外延Si介质膜：场氧化、栅氧化膜、USG、BPSG、PSG、层间介质膜、钝化膜、high k、low k、浅槽隔离……金属膜：Al、Ti 、Cu、Wu、Ta……多晶硅金属硅化物PPT课件1. 薄膜技术氧化膜的应用例作为MOS器件的绝缘栅介质DopantSiO2SiO2Si作为选择性掺杂的掩蔽膜PPT课件Si OxideSilicon nitride1. 薄膜技术氧化膜的应用例作为缓应力冲层作为牺牲氧化层，消除硅表面缺陷Silicon SubstratePPT课件1. 薄膜技术氧化膜的应用例半导体应用典型的氧化物厚度（?）栅氧（0.18?m工艺）20～60电容器的电介质5～100掺杂掩蔽的氧化物400～1200依赖于掺杂剂、注入能量、时间、温度STI隔离氧化物150LOCOS垫氧200～500场氧2500～15000STI—潜槽隔离，LOCOS—晶体管之间的电隔离，局部氧化垫氧—为氮化硅提供应力减小PPT课件1. 薄膜技术薄膜材料及性能的要求厚度均匀性台阶覆盖能力填充高的深宽比间隙的能力高纯度和高密度化学剂量结构完整性和低应力好的电学特性对衬底材料或下层膜好的粘附性PPT课件HDP-CVDPVD法LP-CVD溅射法蒸发法电沉积AP-CVD等离子CVD热氧化法P-CVDCVD法热CVD法1. 薄膜技术各种成膜技术及材料氧化膜、金属膜等Al膜、Cu膜、Ti膜、TiN膜、W膜W膜、高温氧化膜多结晶Si膜、Si3N4膜SiO2膜、氮化膜、有机膜有机膜、SiO2膜非晶态Si膜SiO2氧化膜SiO2膜Cu膜、Ni膜、Au膜等CVD ： Chemical Vapor Deposition AP-CVD ：Atmospheric Pressure CVDPVD ： Physical Vapor Deposition P-CVD ：Plasma CVDLP-CVD ：Low Pressure CVD HDP-CVD ：High Density Plasma CVDPPT课件1. 薄膜技术物理气相沉积PVD——蒸发法早期金属层全由蒸发法制备现已逐渐被溅射法取代无化学反应peq.vap. =~ 10-3 Torr,台阶覆盖能力差合金金属成分难以控制扩散泵、冷泵P 1mTorr可有4个坩锅，装入24片圆片PPT课件1. 薄膜技术物理气相沉积PVD——溅射法高能粒子（Ar离子）撞击具有高纯度的靶材料固体平板，撞击出原子。这些原子再穿过真空，淀积在硅片上凝聚形成薄膜。1852年第1次发现溅射现象溅射的台阶覆盖比蒸发好辐射缺陷远少于电子束蒸发制作复合膜和合金时性能更好是目前金属膜沉积的主要方法阴极靶材PPT课件1. 薄膜技术物理气相沉积PVD——溅射法优点： 具有保持复杂合金原组分的能力 ?能够沉积难熔金属；能够在大尺寸硅片上形成均匀薄膜；可多腔集成，有清除表面与氧化层能力；有良好台阶覆盖和间隙填充能力 。PPT课件1. 薄膜技术化学气相沉积CVD通过化学气相反应形成薄膜的一种方法PPT课件1. 薄膜技术化学气相沉积CVD例：外延硅、多晶硅、非晶硅PPT课件1. 薄膜技术化学气相沉积CVDTiNTiPPT课件1. 薄膜技术化学气相沉积CVD适用范围广泛（绝缘膜、半导体膜等），是外延生长的基础硅膜外延硅、多晶硅、非晶硅介质膜氧化硅氮化硅氮氧化硅磷硅玻璃PSG、BPSG金属膜W、Cu、Ti、TiNPPT课件1. 薄膜技术化学气相沉积CVDCVD制备的薄膜及采用的前驱体PPT课件1. 薄膜技术化学气相沉积——AP-CVDAP-CVD ：常压化学气相沉积（Atmospheric Pressure CVD）最早的CVD工艺、反应器设计简单APCVD发生在质量输运限制区域允许高的淀积速度, 1000A／min，一般用于厚膜沉积APCVD的主要缺点是颗粒的形成PPT课件1. 薄膜技术化学气相沉积——AP-CVD产量高、均匀性好，可用于大尺寸硅片主要用于沉积SiO2和掺杂的SiO2气体消耗高，需要经常清洁