《微電子器件及工藝課程設(shè)計(jì)工藝部分》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《微電子器件及工藝課程設(shè)計(jì)工藝部分(15頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、晶 體 管 的 結(jié) 構(gòu) 雙 極 晶 體 管 結(jié) 構(gòu) 及 版 圖 示 意 圖 自 對(duì) 準(zhǔn) 雙 多 晶 硅 雙 極 型 結(jié) 構(gòu) 課 程 設(shè) 計(jì) 要 求 制 造 目 標(biāo) : 發(fā) 射 區(qū) 、 基 區(qū) 、 收 集 區(qū) 的 摻 雜 濃 度 ; 發(fā) 射 結(jié)及 收 集 結(jié) 的 結(jié) 深 ; 基 區(qū) 寬 度 ; 收 集 結(jié) 及 發(fā) 射 結(jié) 的 面 積 總 體 制 造 方 案 : 清 洗 氧 化 光 刻 ( 光 刻 基 區(qū) ) 硼 預(yù)擴(kuò) 散 硼 再 擴(kuò) 散 ( 基 區(qū) 擴(kuò) 散 ) 去 氧 化 膜 氧 化 工 藝光 刻 ( 光 刻 發(fā) 射 區(qū) ) 磷 預(yù) 擴(kuò) 散 磷 再 擴(kuò) 散 ( 發(fā) 射 區(qū)擴(kuò) 散 ) 去 氧 化
2、膜 沉 積 保 護(hù) 層 光 刻 ( 光 刻 接 觸 孔 )金 屬 化 光 刻 ( 光 刻 接 觸 電 極 ) 參 數(shù) 檢 測 工 藝 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) : 設(shè) 計(jì) 的 基 本 原 理 , 基 本 公 式 , 工 藝 過程 。 ; 發(fā) 射 區(qū) 和 基 區(qū) 的 擴(kuò) 散 溫 度 、 擴(kuò) 散 時(shí) 間 及 相 應(yīng) 的 氧化 層 厚 度 , 氧 化 溫 度 及 時(shí) 間 。 晶 體 管 的 結(jié) 構(gòu) 圖 及 版 圖 : 版 圖 標(biāo) 準(zhǔn) 尺 寸 為 4inchX4inch,版 圖 上 有 功 能 區(qū) 及 定 位 孔 , 包 括 基 區(qū) 版 圖 、 發(fā) 射 區(qū) 版 圖 ,接 觸 孔 版 圖 ( 發(fā) 射 極 及 基
3、極 ) 及 3張 版 圖 重 合 的 投 影 圖 。 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 目 錄 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 及 目 標(biāo) 概 述 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 工 藝 流 程 設(shè) 計(jì) 基 本 原 理 及 工 藝 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 總 結(jié) 版 圖 心 得 體 會(huì) 參 考 書 報(bào) 告 書 約 2030頁 , A4紙 參 考 書 微 電 子 制 造 科 學(xué) 原 理 與 工 程 技 術(shù) , 電 子 工 業(yè) 出版 社 , Stephen A Campbell著 半 導(dǎo) 體 制 造 技 術(shù) , 電 子 工 業(yè) 出 版 社 , Michael Quirk, Julian Serda著 微 電 子 技 術(shù) 工 程 , 電 子
4、 工 業(yè) 出 版 社 , 劉 玉 嶺 等著 晶 體 管 原 理 與 工 藝 , 科 學(xué) 出 版 社 , 上 海 無 線 電七 廠 編 晶 體 管 原 理 與 設(shè) 計(jì) , 科 學(xué) 出 版 社 , 北 京 大 學(xué) 電子 儀 器 廠 半 導(dǎo) 體 專 業(yè) 編 大 功 率 晶 體 管 的 設(shè) 計(jì) 與 制 造 , 科 學(xué) 出 版 社 , 趙保 經(jīng) 編 晶 體 管 原 理 與 實(shí) 踐 , 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 基 本 要 求所 有 的 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) 都 必 須 有 根 據(jù) , 或 為 計(jì) 算 所得 , 或 為 查 圖 表 所 得 , 須 列 出 資 料 來 源 ,不 得 杜 撰 數(shù) 據(jù) 、
5、不 得 弄 虛 作 假 。相 互 合 作 , 獨(dú) 立 完 成 。樹 立 嚴(yán) 謹(jǐn) 的 、 科 學(xué) 的 、 實(shí) 事 求 是 的 態(tài) 度 。 起 掩 蔽 作 用 的 氧 化 層 厚 度雜 質(zhì) 在 SiO2中 分 布 屬 余 誤 差 分 布 和 高 斯 分 布 。 對(duì) 余 誤 差分 布 , 濃 度 為 C(x) 所 對(duì) 應(yīng) 的 深 度 表 達(dá) 式 為 : x 2( D SiO2 t) 1/2 erfc 1 C( x) /Cs A ( D SiO2 t)1/2 Cs為 擴(kuò) 散 溫 度 下 雜 質(zhì) 在 SiO2表 面 的 濃 度 , t為 擴(kuò) 散 時(shí) 間 ,A與 SiO2表 面 處 的 雜 質(zhì) 濃 度 及
6、 SiO2膜 下 面 襯 底 的 表 面 雜質(zhì) 濃 度 有 關(guān) , 可 由 高 斯 函 數(shù) 或 余 誤 差 分 布 函 數(shù) 得 到 。假 定 SiO2表 面 處 的 雜 質(zhì) 濃 度 與 Si SiO2界 面 處 的 雜 質(zhì)濃 度 之 比 為 某 一 值 , 如 103時(shí) , 就 認(rèn) 為 SiO2層 起 到 了 掩蔽 作 用 。 由 此 可 求 出 所 需 的 SiO 2層 的 最 小 厚 度 xmin。 此時(shí) 可 由 余 誤 差 分 布 函 數(shù) 查 出 A=4.6, 因 此 Xmin 4.6 ( D SiO2 t) 1/2 t為 摻 雜 擴(kuò) 散 時(shí) 間 , 預(yù) 擴(kuò) 散 溫 度 低 , 擴(kuò) 散
7、系 數(shù) 小 , 雜 質(zhì) 在預(yù) 擴(kuò) 散 時(shí) 在 二 氧 化 硅 中 的 擴(kuò) 散 深 度 可 忽 略 不 計(jì) 。 氧 化 時(shí) 間 計(jì) 算x0 A/2 1+ (t+ )/(A2/4B)1/2-1, 可 由 圖解 法 求 解 。初 始 條 件 x0( 0) xi, xi為 氧 化 前 硅 片 上 原 有的 SiO2厚 度 。 可 得 : x02 Ax0 B( t )A=2 DSiO2 ( 1/ks +1/h); B= 2DSiO2 C*/ N1 ; = ( xi2 Axi) / B 。 A、 B都 是 速 度 常 數(shù) ,可 查 表 獲 得 恒 定 表 面 源 擴(kuò) 散 恒 定 表 面 源 是 指 在 擴(kuò)
8、 散 過 程 中 , 硅 片表 面 的 雜 質(zhì) 濃 度 始 終 是 保 持 不 變 的 。 恒 定 表 面 源 擴(kuò) 散 指 硅 一 直 處 于 雜 質(zhì) 氛圍 中 , 硅 片 表 面 達(dá) 到 了 該 擴(kuò) 散 溫 度 的固 溶 度 Cs。 解 擴(kuò) 散 方 程 : 初 始 條 件 為 : C(x, 0)=0, x0 邊 界 條 件 為 : C(0, t)=C s C(, t)= 0恒 定 表 面 源 擴(kuò) 散 雜 質(zhì) 分 布 情 況 2s xC x,t C erfc Dt 22CC xDt xCBCs xj1 xj2 xj3C(x,t) t1 t2 t30 t3t2t1 恒 定 表 面 源 擴(kuò) 散 e
9、rfc稱 為 余 誤 差 函 數(shù) 。 恒 定 源 擴(kuò) 散 雜 質(zhì) 濃 度 服 從 余 誤 差 分 布 , 延 長 擴(kuò) 散 時(shí) 間 : 表 面 雜 質(zhì) 濃 度 不 變 ; 結(jié) 深 增 加 ; 擴(kuò) 入 雜 質(zhì) 總 量增 加 ; 雜 質(zhì) 濃 度 梯 度 減 小 。 DtADtsCCerfc2jx B1 4DtxeDtsCx,txC(x,t) Dts1.13C0 Dts2Cdxx,tCQ 2 結(jié) 深雜 質(zhì) 數(shù) 量雜 質(zhì) 濃 度 梯 度 有 限 表 面 源 擴(kuò) 散 指 雜 質(zhì) 源 在 擴(kuò) 散 前 積 累 于 硅片 表 面 薄 層 內(nèi) , Q為 單 位面 積 雜 質(zhì) 總 量 , 解 擴(kuò) 散 方 程 :邊
10、界 條 件 :C(x,0)=Q / , 0 x0 0 0,C Qdxx DtxeDtQtxC 42, n有 限 表 面 源 擴(kuò) 散 雜 質(zhì) 分 布 情 況 XXj1 Xj2 Xj3CsCsCs” t1 t2 t3 C(x,t)CB 0 t3t2t1 有 限 表 面 源 擴(kuò) 散DtQCs C(x,t)2Dtx(x,t)xC(x,t) DtADtx Bsj 21CCln2雜 質(zhì) 濃 度 梯 度雜 質(zhì) 表 面 濃 度結(jié) 深 擴(kuò) 散 時(shí) 間 計(jì) 算 再 擴(kuò) 散結(jié) 深 xj 4Dt lnS/Csub( 3.14Dt)1/2 1/2S為 單 位 面 積 的 摻 雜 原 子 總 數(shù) ,s 濃 度 ( 平 均
11、 濃 度 ) 結(jié) 深預(yù) 擴(kuò) 散 擴(kuò) 散 長 度 比 再 擴(kuò) 散 的 擴(kuò) 散 長 度 小 得 多 , 預(yù) 擴(kuò) 散 分 布 的滲 透 范 圍 小 到 可 以 忽 略 。設(shè) 計(jì) 思 路 : 發(fā) 射 區(qū) 擴(kuò) 散 時(shí) 間 氧 化 層 厚 度 基 區(qū) 擴(kuò) 散 結(jié) 深 基 區(qū) 擴(kuò) 散 時(shí) 間 基 區(qū) 掩 蔽 層 厚 度 氧 化 時(shí) 間 。由 于 二 次 氧 化 , 在 考 慮 基 區(qū) 擴(kuò) 散 深 度 時(shí) 須 對(duì) 發(fā) 射 區(qū) 掩 蔽 層 消耗 的 硅 進(jìn) 行 補(bǔ) 償 。集 電 結(jié) 結(jié) 深 發(fā) 射 結(jié) 結(jié) 深 基 區(qū) 寬 度 0.46發(fā) 射 區(qū) 掩 蔽 層 厚度 。 發(fā) 射 結(jié) 結(jié) 深 12基 區(qū) 寬 度 。
12、氧 化 層 厚 度二 氧 化 硅 薄 膜 的 掩 蔽 效 果 與 厚 度 及 其 膜 層 質(zhì) 量 、 雜質(zhì) 在 SiO2中 的 擴(kuò) 散 系 數(shù) 有 關(guān) , 還 與 SiO2和 硅 襯 底中 的 雜 質(zhì) 濃 度 、 雜 質(zhì) 在 襯 底 中 的 擴(kuò) 散 系 數(shù) 以 及 雜質(zhì) 在 襯 底 與 SiO2界 面 的 分 凝 系 數(shù) 等 因 素 有 關(guān) 。考 慮 到 生 產(chǎn) 實(shí) 際 情 況 , 基 區(qū) 氧 化 層 厚 度 約 為 6000埃( 氧 化 溫 度 1100 左 右 ) , 發(fā) 射 區(qū) 氧 化 層 厚 度 約為 7000埃 , 采 用 干 氧 濕 氧 干 氧 工 藝 。B預(yù) 擴(kuò) 散 溫 度 : 900 950 , 再 擴(kuò) 散 1200 左右 ( 發(fā) 射 區(qū) 氧 化 同 時(shí) 進(jìn) 行 )P預(yù) 擴(kuò) 散 溫 度 1120 左 右 , 1120 左 右 。