集成電路制造工藝集成電路的制作可以分為三個(gè)階段：①硅晶圓片的制作；②集成電路的制作；③集成電路的封裝。集成電路的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：是向較大的硅晶圓片及較小的特征尺寸方向發(fā)展。多晶硅的制備方法：四氯化硅氫還原法；三氯氫硅氫還原法；硅烷熱分解法。多晶硅提純的方法：精餾法；吸附法;區(qū)域提純法（最有效的方法）。制備單晶硅的方法：直拉法；懸浮區(qū)熔法。單晶硅的直拉法制備方法：⑴清潔處理；⑵裝爐；⑶加熱熔化；⑷拉晶。拉晶的步驟：①下種：是指下降籽晶與硅熔液面接觸進(jìn)行引晶，下種之前先將溫度降到比硅熔點(diǎn)稍低一些的溫度。待溫度穩(wěn)定以后，再開(kāi)始下降籽晶至離高溫面很近處，對(duì)籽晶進(jìn)行2—3min的預(yù)熱。注意：溫度要控制好，過(guò)高，籽晶很容易快速熔斷；過(guò)低，引起結(jié)晶，產(chǎn)生多晶或者位錯(cuò)。②縮頸:下種后注意觀察光圈的變化，當(dāng)光圈變圓之后，再略等3—5min，略升一些溫度，起拉進(jìn)行縮頸。也就是說(shuō)縮頸是使單晶長(zhǎng)得比籽晶略細(xì)一些，便于消除籽晶中原有位錯(cuò)。；③放肩：縮頸之后，要略微降溫、降速，讓晶體逐漸長(zhǎng)大到所需的直徑。在這過(guò)程中，單晶體的特征逐步顯露，單晶體表面將出現(xiàn)明顯的對(duì)稱(chēng)棱線(xiàn)；④等徑生長(zhǎng)：當(dāng)放肩到接近所需要的直徑之前，提高溫度，則單晶體進(jìn)入等經(jīng)生長(zhǎng)。此時(shí)要嚴(yán)格控制溫度，使得單晶體生長(zhǎng)外形均勻、等經(jīng)，還可以避免各種熱應(yīng)力缺陷產(chǎn)生；⑤收尾拉光：當(dāng)拉到尾部時(shí)，坩堝內(nèi)液體較少，此時(shí)適當(dāng)提高溫度，加速使坩堝內(nèi)液體全部拉光。其目的是為了保持石英坩堝完整，否則，殘留的石英坩堝中的少量熔硅凝固后會(huì)造成石英坩堝破裂。比較直拉法和懸浮區(qū)熔法：宜拉法，坩堝盛放多晶硅，經(jīng)過(guò)加熱變成熔融硅，在上方有機(jī)械傳動(dòng)裝置，攜帶籽晶，慢慢的下降，使籽晶與熔融硅的表面接觸，控制好溫度，然后籽晶慢慢上升，這時(shí)候熔體沿著籽晶方向逐漸結(jié)晶，該法可以提供大直徑的硅單晶錠，產(chǎn)量大，目前85%的單晶硅都采用該法生長(zhǎng)：存在碳（C）、氧（0）沾污。懸浮區(qū)熔法：多晶硅錠置于惰性氣氛中，籽晶置于底部，利用射頻局部加熱，自底部緩緩向上移動(dòng)，由此懸浮區(qū)熔法也會(huì)掃過(guò)整個(gè)多晶錠，當(dāng)熔區(qū)上移，再在結(jié)晶面長(zhǎng)出與籽晶一樣的單晶。該法制備的硅單晶純度高，含氧量低；適用高壓，高功率器件；硅片直徑小。電阻率測(cè)試用“直流四探針?lè)ā惫鑶尉У募庸ぃ孩贊L磨工藝：②定向；③確定定位面；④晶片切割；⑤硅單晶片的研磨；⑥硅單晶片的倒角；⑦硅單晶片的拋光。聯(lián)接兩個(gè)Si-0四面體的氧稱(chēng)為橋聯(lián)氧。只有一個(gè)Si-0四面體的氧稱(chēng)為非橋聯(lián)氧。二氧化硅的用途：二氧化硅對(duì)選擇性擴(kuò)散起掩蔽作用；二氧化硅對(duì)器件表面的保護(hù)和鈍化作用；二氧化硅是某些器件的重要組成部分；集成電路中的介質(zhì)隔離；用于電極引線(xiàn)和硅器件之間的絕緣作用。熱氧化原理：1.干氧氧化：氧分子與硅直接反應(yīng)生成二氧化硅Si（固態(tài)）+O（氣態(tài)）TSiO（固態(tài)）22A水汽氧化：高溫下水汽與硅生成二氧化硅Si（固態(tài)）+HO（氣態(tài)）—SiO（固態(tài)）+2H（氣態(tài)）濕氧氧化：既有干氧氧化，又有水汽氧化2Si+2HOtSiO+2H個(gè)Si+O2tSiO2干氧-濕氧-干氧的好處：①既有水汽又有氧化，水汽含量小時(shí)接近干氧氧化，而水汽含量大時(shí)，則接近水汽氧化；②質(zhì)量比水汽好，速度比干氧快；所以采用“干氧---濕氧---干氧”的氧化方式；有效解決氧化速度和氧化質(zhì)量的矛盾。第一次干氧，有利于提高氧化層的表面特性和對(duì)雜質(zhì)的阻擋能力；濕氧生長(zhǎng)速度快，用于所需氧化層厚度的生長(zhǎng)；第二次干氧，有利于改善濕氧形成的氧化層質(zhì)量和提高Si—SiO2的界面特性。溫度、壓力對(duì)氧化速率的影響：溫度與氧化速率成指數(shù)關(guān)系；氧化速率與壓力成線(xiàn)性關(guān)系。對(duì)比熱分解淀積和熱氧化生長(zhǎng)？熱分解淀積氧化工藝，是利用含硅的化合物經(jīng)過(guò)熱分解在硅片表面淀積一層二氧化硅膜。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是硅片本身不參加形成氧化膜的反應(yīng)，而僅作為淀積氧化膜的襯底。所以基片可以是硅片，也可以是金屬片，陶瓷等，這是與熱氧化根本的區(qū)別，另外，用這種方法的溫度遠(yuǎn)比熱氧化低。熱氧化方法：干氧氧化是指在高溫下，氧與硅反應(yīng)生成二氧化硅水汽氧化時(shí)指在高溫下，硅與高純水產(chǎn)生蒸汽反應(yīng)生成二氧化硅二氧化硅厚度檢查方法：比色法；雙光干涉法；橢圓偏振光法（最精確的方法）。恒定表面源擴(kuò)散又稱(chēng)預(yù)淀積；有限表面源擴(kuò)散又稱(chēng)再分布。液態(tài)源磷擴(kuò)散常用三氯氧磷（POC13）作為雜質(zhì)源，在室溫下它有較高的蒸汽壓，在氮?dú)鈹y帶下（加入少量氧氣），把雜質(zhì)源通入石英管內(nèi)，形成如下反應(yīng)：4POC13+3O22P2O5+6C12t（硼酸三甲酯）2P2O5+5Si5SiO2+4P]POC13是一種無(wú)色透明的液體，具有刺激性氣味，有較強(qiáng)的腐蝕性，所以系統(tǒng)要有良好的密封性，連接源的塑料管道要采用耐腐蝕的聚四氟乙烯，接口處要用封口膠封好，石英管出口處，也要用塑料管，把尾氣排出室外。POC13在常溫下?lián)]發(fā)性很強(qiáng)，蒸汽壓較高，在潮濕的空氣中會(huì)冒白煙，吸潮水解后，由無(wú)色變成黃色或棕黃色，其反應(yīng)如下：2POC13+3H2。一*P2O5+6HC1此時(shí)，雜質(zhì)源不能使用，否則會(huì)影響表面濃度，因此要調(diào)換雜質(zhì)源了。在生產(chǎn)中，為了保護(hù)雜質(zhì)源的蒸汽壓穩(wěn)定，往往將源瓶放在0oC的冰水中。磷擴(kuò)散的預(yù)淀積石英管內(nèi)要求干燥，不能有水分，否則POC13遇水會(huì)水解出現(xiàn)白色沉淀或粘稠液體。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，往往對(duì)N2進(jìn)行干燥處理（脫水）。每次擴(kuò)散完成以后，將系統(tǒng)密封，防止吸進(jìn)水分，也可以把爐溫升高，通入少量氧氣進(jìn)行烘烤，保持石英管內(nèi)清潔干燥。同樣，對(duì)不同的工藝條件或不同產(chǎn)品，磷擴(kuò)散的工藝規(guī)范也是不同的?，F(xiàn)以常用的磷擴(kuò)散為例：預(yù)淀積;爐溫為1050oC;時(shí)間為5min（恒溫）+10min（通源）+5min（吹氣）；小流量N2（攜帶源）為20~80m1/min；大流量N2為500m1/min；O2為20~40m1/min?。再分布：爐溫為950oC~1000oC；時(shí)間為5min（干氧）+15min（濕氧）+10min（干氧）；O2（流量）為500m1/min；水溫為95oC結(jié)深的測(cè)量方法：磨角法；滾槽法。離子注入原理：“離子”是一種經(jīng)離化的原子或分子，也稱(chēng)“等離子體”它帶有一定量的電荷。因?yàn)殡x子帶正電荷，可以用加速場(chǎng)進(jìn)行加速，并且借助磁場(chǎng)來(lái)改變離子的運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)經(jīng)加速后的離子碰撞一個(gè)固體靶面之后，離子與靶面的原子將經(jīng)歷各種不同的交互作用，如果離子“夠重”，則大多數(shù)離子將進(jìn)入固體里面去。反之。許多離子將被靶面反彈。

當(dāng)具有高能量的離子注入到固體靶面以后，這些高能粒子將與固體靶面的原子與電子進(jìn)行多次碰撞，這些碰撞將逐步削弱粒子能量，最后由于能量消失而停止運(yùn)動(dòng)，形成的雜質(zhì)分布。溝道效應(yīng)：因結(jié)晶原子的周期性排列，在某些角度下，注入的離子將順著特定的通道，向固體靶的內(nèi)部趨入。且不會(huì)經(jīng)歷太多的碰撞，因而可以“長(zhǎng)驅(qū)而入”的打到硅片內(nèi)相當(dāng)深的地方。三種常見(jiàn)的抑制“溝道效應(yīng)”：硅晶片傾斜一個(gè)角度；在結(jié)晶硅表面鋪上一層由非晶系結(jié)構(gòu)所組成的材料；破壞表面硅原子的排列。退火的目的：①修復(fù)晶格缺陷；②激活注入離子。光刻膠的組成材料：感光劑；增感劑；溶劑。25正膠和負(fù)膠的比較:正膠：曝光后溶解度的變化：不溶----可溶；圖形與掩模版相同。優(yōu)缺點(diǎn)：分辨率高；對(duì)比度高；線(xiàn)條邊緣清晰；抗?jié)穹ǜg能力差，成本高。負(fù)膠：曝光后溶解度的變化：可溶----不溶；圖形與掩模版相反。優(yōu)缺點(diǎn)：和硅片有良好的粘附性和抗蝕性；針孔少；感光度高；成本低；但顯影后會(huì)變形和膨脹；分辨率較低。26.光刻工藝的步驟：增粘處理；涂膠；前烘；曝光；顯影；堅(jiān)膜。27.光刻工藝流程示意圖：P81（b）氧化層膠層涂膠曝光顯影腐蝕去膠三種干法刻蝕：濺射刻蝕；等離子刻蝕；反應(yīng)離子刻蝕（RIE）.27.光刻工藝流程示意圖：P81（b）氧化層膠層涂膠曝光顯影腐蝕去膠CVD常用方法有常壓（AP），其中也包括亞常壓（SAP）、低壓（LP）和等離子體增強(qiáng)（PE）三種方式。外延生長(zhǎng)操作步驟：裝爐；通氣；升溫；熱處理；外延生長(zhǎng)；閉源恒溫；降溫取片。31物理氣相淀積（PVD）：簡(jiǎn)稱(chēng)PVD。是指在真空條件下，用物理的方法（即物質(zhì)的相變過(guò)程），將材料汽化成原子、分子或使其電離成離子，并通過(guò)氣相過(guò)程，在材料或工件表面沉積一層具有某些特殊性能的薄膜的技術(shù)。在集成電路中應(yīng)用的許多金屬薄膜或合金材料一般都采用PVD技術(shù)制備。PVD法：蒸鍍法和濺鍍法。濺射工作原理分為四個(gè)步驟：1.產(chǎn)生離子并導(dǎo)向一個(gè)靶；2.離子把靶表面的原子轟擊出來(lái)。3.被轟出的原子向硅片運(yùn)動(dòng)。4.在硅片表面這些原子凝成薄膜。常見(jiàn)的平坦化方式：高溫回流法；回蝕法；旋涂玻璃法；CMP業(yè)學(xué)機(jī)械拋光）。氧化和擴(kuò)散外，潔凈度一般要求1000級(jí)；刻蝕處是500級(jí)；而光刻和制版區(qū)，要求10級(jí)至100級(jí)。當(dāng)