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硅MOS工艺加工技术介绍
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内容 1 工艺线概况 Si nMOSFET 器件加工工艺 2 单项工艺介绍 3 4 小结
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工艺线概况 2004年建立。2-4英寸硅加工工艺线,加工能力可达1微米。
具备完整的硅加工能力,可以制备微电子器件和电路、光电器件以及MEMS器件。可加工的衬底材料包括Si、SOI (Silicon on Insulator)、SOS (Silicon on sapphire)和SiC。 成功制备出SOI和SOS抗辐射MOS器件和电路,Si基JFET器件,SiC基MESFET器件,SiC谐振器和滤波器等。
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n+ n+ p-Si Si nMOSFET器件加工工艺 PECVD Si3N4 ICP刻蚀 金属淀积Al,ICP刻蚀形成电极
PECVD SiO2 LPCVD生长多晶硅 栅氧SiO2 n+ n+ 离子注入形成源漏 p-Si
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单项工艺介绍 清洗:C处理,有机溶剂超声清洗 光刻 金属淀积 干法刻蚀 高温氧化 LPCVD PECVD 离子注入及快速退火 激光划片
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清洗工艺 RCA清洗:H2SO4/H2O2/H2O 1号清洗液:NH4OH/H2O2/H2O 2号清洗液:HCL/H2O2/H2O
有机溶剂超声清洗:无水乙醇 丙酮 清洗甩干机:2寸和4寸标准样片
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光刻工艺介绍 EVG光刻机,4英寸的标准衬底,正面光刻和背面光刻,分辨率达到1微米,对版精度1微米。
卡尔休斯光刻机,衬底最大2英寸,可完成非标准尺寸衬底的光刻,正面光刻,分辨率1微米,对版精度1微米。 能完成1微米细线条的剥离工艺。 光刻胶:普通光刻胶(国产390),高温胶(S9912),厚胶(AZ4260), 反转胶(AZ5214/AZ5200)
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金属淀积工艺 工艺设备:磁控溅射,电子束蒸发和热蒸发 磁控溅射:Ti、Au、Al、TiN 电子束蒸发:Al 热蒸发:Cr、Au、Ni
电镀:Au、Cu
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ICP刻蚀工艺 98-A ICP刻蚀机:Si、Si3N4、多晶硅、SiO2。 刻蚀气体:CHF3、SF6、O2。
98-C ICP刻蚀机:Al 刻蚀气体:cl2、Bcl4 去胶机: O2等离子体去除光刻胶
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高温氧化工艺 H2、O2合成氧化工艺,875oC 精确控制氧化层厚度,质量高,与衬底间界面态密度小,尤其适于制备MOS器件的栅氧化层。
氧化速率较低,不适于制备超过1微米的厚氧化层,对样片的洁净度要求高,只做流程的第一步工艺。
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LPCVD工艺 多晶硅:硅烷,630oC 硼掺杂:硅烷和硼烷,630oC 氮化硅:硅烷和氨气,870oC 样片:2寸和4寸
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PECVD工艺 SiO2:硅烷和笑气(N2O), 320oC,折射率在1.46-1.48之间
Si3N4: 硅烷和氨气(NH4), 320oC,折射率在 之间
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离子注入及快速退火 离子注入:硼、磷、砷等 注入能量:30keV-200keV 高温快速退火:N2气氛保护,1050oC
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小 结 Si 、SOI和SOS微电子器件加工平台 清洗、光刻、栅氧化、LPCVD、PECVD、离子注入及退火、金属淀积、激光划片
MEMS器件加工平台 ◎ LPCVD生长氮化硅 ◎ 牺牲层的淀积、退火和释放 ◎ 体硅腐蚀 ◎ 氮化硅湿法腐蚀 ◎ 双面光刻 SiC器件加工平台 ◎ 1微米细金属线条的剥离工艺 ◎ SiC材料的ICP干法刻蚀工艺 ◎ SiC的高温氧化工艺 ◎ 金属淀积与合金工艺:Ni、Ti、Cr、Au和TiN ◎ SiC材料的离子注入和退火工艺
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