微电子 二极管制作.docx

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微电子二极管制作

西安郵電大学

生产实习报告书

院（系）名称

：

电子工程学院

学生姓名

：

专业名称

：

微电子学

班级

：

实习时间

：

一实习目的：

（一）、清洗：

在学习和掌握清洗工艺原理的基础上，通过实验操作对清洗工艺流程有一个深刻的认识，掌握清洗工艺中各个操作步骤，了解芯片产生玷污的原因和解决方法。

（二）、热氧化技术：

●了解

的基本结构和特性；

●熟悉硅氧化的基本原理、工艺过程以及不同氧化工艺所得到的氧化层特性；

●能够针对不同的氧化层要求，确定其制备工艺和制备条件；

●重点掌握热氧化生长法制备

膜的方法。

（三）、光刻技术：

在学习和掌握光刻工艺原理的基础上，通过实验操作对光刻工艺流程有一个深刻的认识，掌握光刻工艺中各个操作步骤，包括涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶等工序的目的、方法和原理。

了解常见光刻缺陷，如浮胶、毛刺、钻蚀等产生的原因和解决方法。

（四）、高温扩散技术：

在学习和掌握扩散原理的基础上，对扩散工艺中常用的扩散方法，包括液态源扩散、箱法扩散、氮化硼扩散、氧化物源扩散和乳胶源扩散有所了解；掌握高温扩散炉的基本原理和设备结构，通过对具有一定代表性的扩散方法进行实际操作，初步掌握扩散炉的基本操作方法和扩散工艺的操作步骤；对扩散结果进行测试与检验，比如薄层电阻测量、结深测量、表面杂质浓度测量、pn结的击穿特性和I-V特性测量、三区两结结构（双极型晶体管）输出特性测试等；了解影响扩散工艺质量和解决方法。

二，实习安排：

1.介绍整个器件的工艺流程及注意事项。

2.硅片表面二氧化硅的去除和硅片的清洗，烘干。

3.氧化。

采取干-湿-干工艺，在硅片表面生长一层SiO2。

4..利用椭圆偏振仪测试氧化薄膜厚度。

5.对硅片进行充分的清洗和烘干。

6.进行光刻和刻蚀工艺，涂胶-前烘-曝光-显影-坚膜-腐蚀-去胶。

观察刻蚀后的窗口。

7.清洗硅片。

8.用氧气激活硼源（需6小时），为扩散做准备。

9.用扩散炉对硅片进行预扩散。

10.清洗陪片并测试其方块电阻。

11.进行再扩散。

12.测试pn结I-V特性。

三，实习内容及过程：

（一）、准备工作：

1、自己先阅读《半导体工艺实验指导书》，了解相关原理和流程；

2、听老师介绍整个器件的工艺流程及注意事项。

（二）、实习过程：

1、第一天：

（1）、二氧化硅的去除及硅片的清洗：

将硅片放入BOE液中浸泡2分钟，其中BOE液为：

氢氟酸（49%）:

氟化氢（40%）=1:

5。

然后将硅片用去离子水清洗8-10遍。

将硅片放在恒温35摄氏度的3#液中水浴15分钟，其中3#液为：

双氧水（30%）：

浓硫酸（96%）=1:

3～5。

同样，完毕后用去离子水冲洗干净。

把所要烘干的硅片放在支架上，放入石英烧杯中，放在电炉上，加热烘干。

（2）、氧化：

目的：

保护和钝化表面，作为杂质扩散的掩蔽层。

方法：

采用干—湿—干氧化的方法制备氧化层。

氧化分为干氧和湿氧，干氧的优点为氧化层致密，但氧化时间较长，而湿氧氧化层没有干氧的致密，但氧化时间短。

所以，我们采用干氧与湿氧混合的氧化方法。

具体过程为：

干氧8分钟；湿氧90分钟，其中，湿氧水浴温度为1100°C；最后干氧8分钟。

氧化后，对硅片进行充分的清洗和烘干，利用椭圆偏振仪测试氧化薄膜厚度并记录。

图2对硅片进行烘干处理

2、第二天：

（1）、光刻：

1匀胶工艺（用负胶工艺）掩模版上图形与硅片上相反。

2烘培工艺：

加热恒温70度，时间为5—10分钟。

3曝光工艺

开电源，真空泵—调节掩模版3个定位钉右旋固定—吸住掩模版—放置硅片—吸住硅片—

（按下吸片）—定位—上顶硅片—固定按钮—放置到光源中央—曝光（大约为18秒）

曝光结束后，打开按钮—下调载物台—拉开掩模版—硅片解吸—取片。

实验中，需要注意以下事项：

匀胶的时候将硅片尽量放在匀胶台中心，并使胶尽量呈圆形分布、并保证适当的量；显影时需将其对准，否则效果不好；腐蚀的时候要注意不要腐蚀太久，防止表面的胶层被腐蚀。

4显影工艺

显影1—2分钟—定影30秒—显微镜观看—若坚膜合适140度，时间为30分钟。

光刻后，观察刻蚀后的窗口来确定刻蚀的程度和效果。

图3匀胶机

图4光刻机

3第三天：

硼预淀积

预扩散的步骤：

1打开氧气，氮气的气阀，调节减压阀为1格，并开上氮气；

2炉子预热为787度左右（达到7档），恒温30分钟；

3关闭氮气，打开氧气，开始进样，拉出石英舟（一定要慢，推20公分，停1分钟，大约为3次）—将片子小心地放在石英舟上，注意：

抛光面要朝向炉子内，保证背面气流；

4把石英舟放到炉口，烘干5分钟，以后要慢推，推10公分，停1—2分钟，让有机溶剂

挥发，推3次后，停30分钟，然后继续推，10cm/次，直到恒温区；

5调上氧气为0.5升，氮气2升；

6升温960度（开到9档），恒温30分钟；

7降温为787度左右（打到7档）；

8关闭氮气阀门，调节氧气为2升，10min，然后缓慢拉出（拉10公分，停1分钟）。

在预淀积的时候，匀硼与匀胶注意事项相同。

对硼扩散炉，需要注意温度的控制--为960°C；气压的控制--氮气为1.5C，氧气为1.0C。

在将匀完硼的硅片往扩散炉恒温区推进的时候要注意：

每推进一段距离后，停一定的时间，让硅片逐渐适应高温环境，以得到特性均匀的硅片，推出时同样。

操做完成后，清洗陪片并测试其方块电阻。

图5气压控制阀

4第四天：

硼再扩散

1用3号液清洗

2放入氧化炉（925左右）的石英舟上，开氮气）

3慢慢推入，（推20公分，停1分钟）到恒温区

4关闭氮气，开氧气。

然后开始升温，目标温度1100度（放10档）；

510min后，关闭干氧气，打开恒温湿氧60min；

6关湿氧，开干氧15min（调节结深）

7关干氧，开氮气，降温为920度（调节为8档）

8慢拉出炉子（拉20公分，停1分钟）

9取出硅片和陪片

图7扩散炉

5第五天：

（1）、测量：

硅片进行清洗、烘干后，利用仪器测试pn结I-V特性，包括正向导通和反向击穿电压。

具体数据如下：

表1预淀积样片数据

预淀积样片

正向特性

反向特性

0.5V

60v

0.5V

80v

0.5V

65v

从表1可以看出，正向导通特性、反向击穿特性的均匀性非常好，并且特性曲线非常理想，本次试验比较成功。

表2再扩散样片数据

再扩散样片

正向特性

反向特性

3．0V

115v

2.5V

105v

2．0V

105v

2.2V

121

2．0V

115

同样，从表2可以看出，正向导通特性、反向击穿特性的均匀性比较好，并且特性曲线也很理想，试验比较成功。

图8四探针测试装置

四，实习总结及体会：

（一）、实习内容总结：

本次实习，让我们从最简单的硅片清洗开始，依次对硅片进行氧化、光刻、硼预淀积、硼再扩散等工艺步骤。

其中又具体分为：

清洗分为BOE液清洗、3#液清洗、去离子水清洗等；氧化又分为湿氧和干氧；光刻基本步骤为：

匀胶、前烘、曝光、显影、定影、坚膜、腐蚀等；扩散又分为预淀积和再扩散。

整个实习过程让我们对微电子工艺流程有了一个很真切的了解。

（二）、实习体会：

1、清洗：

掌握了清洗工艺原理，并通过实验操作对清洗工艺流程有了深刻的认识，掌握了清洗工艺中各个操作步骤，了解芯片产生玷污的原因和解决方法。

2、氧化：

复习了

的基本结构和特性；加深了对硅氧化的基本原理、工艺过程以及不同氧化工艺所得到的氧化层特性的理解；掌握了热氧化生长法制备

膜的方法。

3、光刻：

掌握了光刻工艺原理，并通过实验操作对光刻工艺流程有了一个深刻的认识，同时掌握了光刻工艺中各个操作步骤，包括涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶等工序的目的、方法和原理。

4、扩散：

掌握了扩散的基本原理，掌握了高温扩散炉的基本原理和设备结构，通过对扩散方法进行的实际操作，初步掌握扩散炉的基本操作方法和扩散工艺的操作步骤；最后通过对pn结的击穿特性和I-V特性测量检验扩散结果。

（三）、总结：

本次实习让我对微电子学中的工艺流程有了一个整体的概念，切实的动手操作让我对原理和出现问题的解决方法有了更深刻的理解。

同时让我对与具体工艺相对应的设备有了更深的认识和更强的操作技能，锻炼了自己的动手能力。

最重要的一点是，本次实习让自己认识到理论与实践结合的重要性，同时发现自己专业知识的欠缺。

以后要加强理论知识的学习与巩固，让自己可以对出现问题进行理论的解释、提供正确合理的解决方案。