電子科技大學(xué)微固學(xué)院實驗課程及實驗室安全預(yù)習(xí)報告（實驗）課程名稱集成電路工藝實驗學(xué)號：姓名：實驗地點：實驗日期：電子科技大學(xué)半導(dǎo)體工藝實驗中心制表一、實驗?zāi)康呐c要求：熟悉半導(dǎo)體工藝的一般步驟，包括氧化、光刻、刻蝕、擴散、金屬淀積、測試等等。掌握鋁柵CMOS器件詳細(xì)制備工藝流程。掌握鋁柵CMOS器件各制備工藝步驟的參數(shù)要求，如時間、溫度、氣體流量、溶液配比、真空度等等。學(xué)習(xí)半導(dǎo)體特性圖示儀及探針臺的使用。完成對所制備的CMOS器件的參數(shù)測試。二、實驗相關(guān)原理預(yù)習(xí)硅片熱氧化的工作原理：硅片熱氧化就是將硅片放在高溫（通常750℃至1200℃）的氧氣或水汽氣氛下，使其表面生長一層氧化層（SiO2）的過程。氧化方式可分為三類，分別是干氧氧化、水汽氧化和濕氧氧化。二氧化硅在半導(dǎo)體集成電路中具有十分廣泛的應(yīng)用。光刻的工作原理：光刻就是把掩膜版上的電路圖形超精確地轉(zhuǎn)移到涂覆在硅片上的光刻膠膜上，為后續(xù)刻蝕或摻雜提供掩蔽膜，以完成圖形的最終轉(zhuǎn)移的工藝過程。光刻膠可分為正性光刻膠和負(fù)性光刻膠。半導(dǎo)體光刻工藝決定了半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵尺寸?？涛g的工作原理：刻蝕的工藝目的是把光刻膠圖形精確地轉(zhuǎn)移到硅片上，最后達到復(fù)制掩膜版圖形的目的。它是在硅片上復(fù)制圖形的最后主要圖形轉(zhuǎn)移工藝。刻蝕可分為干法刻蝕和濕法刻蝕。擴散的工作原理：熱擴散是半導(dǎo)體雜質(zhì)摻雜工藝之一，它是指將一定數(shù)量和一定種類的雜質(zhì)摻入到硅或其它晶體中，以改變晶體的電學(xué)性質(zhì)，并使摻入的雜質(zhì)數(shù)量和分布情況都滿足要求的工藝過程。熱擴散工藝分為兩步，分別是預(yù)擴散和再擴散。電子束蒸發(fā)的工作原理：電子束蒸發(fā)是指在高真空中，使用電子束將固體成膜材料加熱并使之變成氣態(tài)原子淀積到硅片上的物理過程。使用電子束蒸發(fā)金屬鋁，使之淀積到硅片表面，最終形成金屬互連線。三、實驗內(nèi)容與步驟預(yù)習(xí)綱要：硅片清洗實驗：了解實驗安全注意事項，掌握清洗溶液比例、溫度及時間要求。光刻、刻蝕實驗：了解光刻機的工作原理以及使用方法，掌握光刻工藝參數(shù)要求，掌握刻蝕溶液配比要求。擴散實驗：了解熱擴散爐的工作原理及使用方法，掌握工藝溫度、時間等要求。氧化實驗：掌握二氧化硅薄膜生長機理，了解工藝參數(shù)對二氧化硅薄膜性能產(chǎn)生的影響。電子束蒸發(fā)鍍膜實驗：了解高真空對蒸發(fā)鍍膜的必要性，了解常用的蒸發(fā)舟形狀和鍍料熔點。器件參數(shù)測試：了解半導(dǎo)體特性圖示儀和探針臺的使用方法，掌握CMOS器件的測試方法。四、使用的實驗儀器（設(shè)備、元器件）：清洗設(shè)備一套；光刻、刻蝕設(shè)備一套；氧化設(shè)備一套；擴散設(shè)備二套；電子束蒸發(fā)系統(tǒng)一臺；半導(dǎo)體參數(shù)測試系統(tǒng)一套；四探針測試設(shè)備一臺；熱烘箱二套；石英玻璃器皿若干；硅片若干。五、實驗室安全操作事項安全操作的重要性和必要性學(xué)習(xí)的目的是消除一切使設(shè)備遭到損壞、使環(huán)境遭到污染的因素或現(xiàn)象，避免設(shè)備事故的發(fā)生，保證實驗安全。操作人員必須嚴(yán)格按設(shè)備操作指導(dǎo)書和安全操作規(guī)程進行作業(yè)，注意設(shè)備本身及設(shè)備運行中的安全，特別要重視安全裝置的檢查和使用。在電器儀表使用過程中，如發(fā)現(xiàn)有不正常聲響，局部溫升或嗅到絕緣漆過熱產(chǎn)生的焦味，應(yīng)立即切斷電源，并報告教師進行檢查。實驗室不允許帶食品和飲料入內(nèi)，并要注意保持衛(wèi)生清潔和過道通暢，不擁擠，不大聲喧嘩，有序地開展實驗的各項工作。注意：未經(jīng)實驗指導(dǎo)老師允許，任何同學(xué)不許隨意動用實驗室的儀器設(shè)備。六、思考題（選答3道）不同氧化方式的氧化速率及氧化層質(zhì)量有何差異？二氧化硅在集成電路中的應(yīng)用包含哪些？本次實驗過程中二氧化硅起到的作用有哪些？本次實驗過程中我們使用的是接觸式紫外光光刻機，由此可見，我們所制備的器件的關(guān)鍵尺寸大