1 氯化氢抛光工艺
1.1 抛光目的
1.2 氯化氢抛光工艺
1.2.1氯化氢抛光方法
1.2.2 氯化氢抛光步骤
1.3 腐蚀反应和腐蚀速率
1.3.1 腐蚀反应
1.3.2有关腐蚀速率
1.4 讨论
1.4.1 腐蚀速率与氯化氢气体分压有关
1.4.2 腐蚀速率与温度关系不明显
1.4.3 在一定温度下,应用氯化氢气体分压有最大值限制
1.4.4 有关其它抛光工艺
2 外延掺杂工艺
2.1 掺杂工艺原理
2.1.1外延掺杂是与外延同时进行的
2.1.2掺杂动力学原理
2.2 外延层中的掺杂浓度
2.3 掺杂方法
2.3.1 液相掺杂
2.3.2 气相掺杂
课程重点:本节介绍了外延辅助工艺,包括外延生长前的对衬底表面常用的氯化氢抛光工艺和为了保证外延层所要求的电性能而进行的外延掺杂工艺。关于氯化氢抛光工艺,主要介绍了对衬底表面进行抛光处理的必要性以及抛光达到的目的;重点讨论了工艺,其中涉及了氯化氢抛光的方法和氯化氢抛光的工艺步骤;对氯化氢抛光的腐蚀反应和腐蚀速率进行了较详细的分析;最后,对氯化氢抛光的腐蚀速率与各种因素的关系进行了讨论;还强调指出氯化氢抛光工艺是一种气相化学抛光,除了氯化氢气氛外,其它如溴化氢、碘化氢、三氯乙烯、六氟化硫及溴气等也可以作为抛光气氛-这就形成了其它抛光工艺。关于外延掺杂工艺,首先介绍了半导体集成电路制造对外延层的电性要求;介绍了外延掺杂原理;重点讨论了外延层中的掺杂浓度,讨论中,首先建立了掺杂模型,根据对模型的分析,得到了与反应剂气体分压和掺杂剂气体分压有关的掺杂浓度表达式;介绍了液相掺杂和气相掺杂两种掺杂方法,并指出了它们各自的控制掺杂手段。
课程难点:氯化氢抛光工艺中,通过抛光是如何可以达到高洁净的、无损伤的、新鲜的待生长表面的;氯化氢抛光步骤中各步的工艺控制条件;化学气相抛光的温度控制特点;抛光腐蚀速率表达式用外延生长速率表达式表达时,式中各因子的含义发生了什么变化;腐蚀速率在低蚀率和高蚀率时的极限分析及在中等蚀率时的表达式分析;实际工艺中,氯化氢气体分压的选择。在外延掺杂工艺中,注意 其掺杂原理与一般的合金掺杂和扩散掺杂有不同处,杂质是在外延过程中加入到外延层晶格点阵上的;由于掺杂与外延同时进行,则掺杂动力学原理与外延动力学原理极其相似,只不过杂质在加入到外延层晶格点阵上后,有一个离化的事实;外延掺杂模型的建立和分析,注意单位时间内,由于掺杂而导致的掺杂剂粒子流密度的消耗既与外延层中的掺杂浓度有关、又与外延生长速率有关;有关液相掺杂和气相掺杂两种掺杂方法的对比、各自对掺杂浓度工艺控制等。
基本要求:了解由抛光工艺和外延掺杂工艺构成的外延辅助工艺。对氯化氢抛光工艺,要求清楚的知道采用抛光工艺的目的;氯化氢抛光工艺的工艺方法,掌握氯化氢抛光的工艺步骤,知道氯化氢抛光工艺与外延工艺是在一个反应系统中、并且氯化氢抛光工艺与外延生长工艺可连续不间断进行;了解氯化氢抛光是化学气相抛光,掌握其腐蚀反应控制条件;应知道氯化氢抛光工艺中的化学反应实际上是外延生长反应的逆反应,因此,抛光腐蚀速率表达式可用外延生长速率表达式描述,但应清楚同一个式子表达的意思是完全不同的;了解在低蚀率和高蚀率时的极限条件下,抛光腐蚀速率与氯化氢气体分压的不同关系;应掌握实际氯化氢抛光工艺的氯化氢气体分压的选择。对于外延掺杂工艺,应知道半导体集成电路制造对外延层的电性要求,即具有准确的导电类型、具有精确的电阻率;知道如何选择外延掺杂的掺杂剂;清楚外延掺杂原理,从动力学原理能分析掺杂与外延的相同处和不同处;能建立起外延掺杂模型,并对该模型进行正确的分析讨论,从而得到外延掺杂浓度表达式;能清楚的知道液相掺杂和气相掺杂两种掺杂方法各自的特点,当使用它们掺杂时,各自对掺杂浓度的工艺控制。