目录 1
前言 1
第一章 工艺概述 1
第一节 硅外延平面晶体管制造工艺 3
第二节 半导体集成电路制造工艺 11
一 半导体集成电路制造工艺流程 11
二 集成电路的特有工艺 18
第一节 二氧化硅的结构及性质 20
第二章 氧化工艺 20
一 二氧化硅的结构 21
二 二氧化硅的物理性质 24
第二节 二氧化硅在器件生产中的应用 26
一 作为杂质选择扩散的掩蔽膜 26
二 作为器件表面的保护和钝化膜 33
三 作为某些器件的组成部分 33
第三节 二氧化硅薄膜的制取方法及原理 35
一 热生长氧化层的方法及原理 36
二 热分解淀积氧化层的方法及原理 43
三 阴极溅射的方法及原理 48
四 氢氟酸-硝酸气相钝化 49
第四节 氧化工艺实例 51
一 一次氧化前对硅片的挑选和化学清洗 51
二 一次氧化工艺步骤 54
三 二氧化硅薄膜的质量检查 55
四 热氧化过程中存在问题的原因分析 61
第三章 扩散工艺 65
第一节 扩散原理 65
一 扩散方程 66
二 器件生产中两种表面源的扩散分布 68
三 硅体内杂质原子的扩散机构 77
四 杂质在硅中的扩散系数 79
五 杂质在硅中的固溶度 85
六 硅器件生产中的两步扩散工艺 86
七 热氧化过程中的分凝效应 88
八 金扩散 91
九 结深的估计及测试 104
十 扩散层薄层电阻 116
十一 表面浓度和次表面层薄层电阻 126
十二 扩散条件的选择 134
第二节 液态源扩散 139
一 液态源硼扩散 141
二 液态源磷扩散 149
三 高温短时间磷扩散和HCl抛光 154
四 磷蒸气合金 158
五 扩散中某些反常现象的原因分析 161
六 击穿电压的讨论 170
七 不同管型扩散特点简介 181
一 箱法锑扩散 183
第三节 其它扩散方法介绍 183
二 固态氮化硼扩散 186
三 固-固扩散 188
四 砷扩散 194
五 SiO2乳胶源涂布扩散 197
六 离子注入技术 200
第四章 光刻工艺 211
第一节 光刻胶的特性和配制 212
一 光刻胶的性能 213
二 光刻胶的配制 218
第二节 光刻步骤及操作 221
一 涂胶 222
二 前烘 223
三 曝光 224
四 显影 226
五 坚膜 227
六 腐蚀 228
七 去胶 232
第三节 光刻弊病的讨论 236
一 浮胶 236
二 毛刺和钻蚀 237
三 针孔 238
四 小岛 241
第四节 其它光刻技术简介 242
一 投影曝光 243
二 电子束曝光 245
第五章 电极制备及引线封装 250
第一节 真空镀膜及合金化 251
一 真空镀膜 251
二 真空镀膜系统及装置 254
三 真空镀膜工艺 263
四 电子束蒸发 266
第二节 多层金属电极 268
第三节 装架与封装 271
一 划片 271
二 装片及烧结 273
三 焊接引线 275
四 封装 278
一 二元系合金相图的基本类型及分析 280
第四节 合金相图 280
二 合金相图在半导体器件生产中的应用 290
第六章 制版工艺 294
第一节 光刻版的制作 294
一 光刻版的质量要求 295
二 原图绘制 296
三 初缩 303
四 精缩 306
五 复印 312
一 超微粒干版的制备 313
第二节 感光底版的制备及复印 313
二 超微粒干版的化学冲洗 324
三 铬版的制备及复印 332
四 彩色版的制备及复印 335
第七章 化学清洗 348
第一节 硅片的化学清洗 348
一 化学清洗的重要性 349
二 硅片表面沾污杂质的来源 352
三 硅片表面沾污杂质的类型 353
四 硅片清洗的一般程序 356
第二节 几种常用化学药品的去污原理 360
一 无机酸在化学清洗中的作用 360
二 氧化剂在化学清洗中的作用 364
三 络合剂在化学清洗中的作用 369
第三节 常用金属和器皿的清洁处理 375
一 常用金属材料的清洁处理 376
二 器件生产用具的清洁处理 377
第八章 表面钝化工艺 381
第一节 二氧化硅-硅系统中的电荷 382
第二节 MOS结构的C-V测试 389
一 理想MOS结构的C-V特性 390
二 C-V测试中的若干现象分析 398
第三节 氮化硅钝化工艺 409
一 氮化硅的主要性质 410
二 氮化硅薄膜的制备 411
三 氮化硅薄膜的光刻 415
第四节 三氧化二铝钝化工艺 418
一 三氧化二铝的主要性质 418
一 氯化氧氧化的作用 420
二 三氧化二铝薄膜的制备 420
第五节 氯化氢氧化工艺 426
二 氯化氢氧化工艺 430
第六节 氮氢烘焙工艺 433
一 氮氢烘焙工艺条件的选取 433
二 氮氧烘焙改善器件性能的原因分析 434
附录一 安全生产知识 437
一 有机溶剂的安全使用 437
二 酸碱的安全使用 437
三 气体的安全使用 438
四 毒品的安全使用 440
表Ⅱ 常用单位换算表 442
附录二 半导体器件工艺常用数据表 442
表Ⅰ 常用的物理量 442
表Ⅲ 室温(300°K)下硅、锗、砷化镓及二氧化硅的重要性质 443
表Ⅳ 硅和硅中杂质的性质 444
表Ⅴ 常用金属和合金的主要物理性质 445
表Ⅵ 常用金属和合金的腐蚀剂 446
表Ⅶ 高斯函数(?)常用数值对照表 447
表Ⅷ 余误差函数(?rfcZ)表 447
表Ⅸ 余误差函数积分表 451
图Ⅰ 硅、锗、砷化镓的电阻率与杂质浓度的关系 452
附录三 半导体器件工艺常用曲线图 452
图Ⅱ 本征载流子浓度ni与温度T的关系 453
图Ⅲ 电子和空穴迁移率μ与本体杂质浓度Nb的关系 454
图Ⅳ 少数载流子寿命τ与电阻率ρ的关系 456
图Ⅴ 单边突变结击穿电压VB、击穿电压下的势垒宽度δ和最大电场强度Emax与杂质浓度N的关系 457
图Ⅵ 线性缓变结击穿电压VB、击穿电压下的势垒宽度δ和最大电场强度Emax与杂质浓度梯度?j的关系 459
图Ⅶ 平面、柱面、球面突变结击穿电压VB与杂质浓度N的关系 460
图Ⅷ P-N结势垒宽度δ、单位面积电容CT与衬底杂质浓度Nb、扩散结深xj及势垒电势差(VD-V)的关系 461
图Ⅸ 硅中扩散层和次表面层的平均电导率?与表面浓度Ns的关系 468