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1、晶 體 管 的 結 構 雙 極 晶 體 管 結 構 及 版 圖 示 意 圖 自 對 準 雙 多 晶 硅 雙 極 型 結 構 課 程 設 計 要 求1. 制 造 目 標 : 發(fā) 射 區(qū) 、 基 區(qū) 、 收 集 區(qū) 的 摻 雜 濃 度 ; 發(fā) 射 結及 收 集 結 的 結 深 ; 基 區(qū) 寬 度 ; 收 集 結 及 發(fā) 射 結 的 面 積2. 總 體 制 造 方 案 : 清 洗 氧 化 光 刻 ( 光 刻 基 區(qū) ) 硼 預擴 散 硼 再 擴 散 ( 基 區(qū) 擴 散 ) 去 氧 化 膜 氧 化 工 藝光 刻 ( 光 刻 發(fā) 射 區(qū) ) 磷 預 擴 散 磷 再 擴 散 ( 發(fā) 射 區(qū)擴 散 ) 去
2、氧 化 膜 沉 積 保 護 層 光 刻 ( 光 刻 接 觸 孔 )金 屬 化 光 刻 ( 光 刻 接 觸 電 極 ) 參 數 檢 測3. 工 藝 參 數 設 計 : 設 計 的 基 本 原 理 , 基 本 公 式 , 工 藝 過 程 ;發(fā) 射 區(qū) 和 基 區(qū) 的 擴 散 溫 度 、 擴 散 時 間 及 相 應 的 氧 化 層 厚度 , 氧 化 溫 度 及 時 間 。4. 晶 體 管 的 結 構 圖 及 版 圖 : 版 圖 標 準 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
3、極 及 基 極 ) 及 3張 版 圖 重 合 的 投 影 圖 。 設 計 報 告1. 目 錄2. 設 計 任 務 及 目 標3. 概 述 發(fā) 展 現 狀4. 工 藝 流 程5. 設 計 基 本 原 理 及 工 藝 參 數 設 計6. 設 計 參 數 總 結7. 版 圖8. 心 得 體 會9. 參 考 書 報 告 書 約 2030頁 , A4紙 參 考 書1. 微 電 子 制 造 科 學 原 理 與 工 程 技 術 , 電 子 工 業(yè) 出版 社 , Stephen A Campbell著2. 半 導 體 制 造 技 術 , 電 子 工 業(yè) 出 版 社 , Michael Quirk, Julia
4、n Serda著3. 微 電 子 技 術 工 程 , 電 子 工 業(yè) 出 版 社 , 劉 玉 嶺 等著4. 晶 體 管 原 理 與 工 藝 , 科 學 出 版 社 , 上 海 無 線 電七 廠 編5. 晶 體 管 原 理 與 設 計 , 科 學 出 版 社 , 北 京 大 學 電子 儀 器 廠 半 導 體 專 業(yè) 編6. 大 功 率 晶 體 管 的 設 計 與 制 造 , 科 學 出 版 社 , 趙保 經 編7. 晶 體 管 原 理 與 實 踐 , 上 海 科 學 技 術 出 版 社 基 本 要 求所 有 的 參 數 設 計 都 必 須 有 根 據 , 或 為 計 算 所得 , 或 為 查 圖
5、 表 所 得 , 須 列 出 資 料 來 源 ,不 得 杜 撰 數 據 、 不 得 弄 虛 作 假 。相 互 合 作 , 獨 立 完 成 。樹 立 嚴 謹 的 、 科 學 的 、 實 事 求 是 的 態(tài) 度 。 起 掩 蔽 作 用 的 氧 化 層 厚 度雜 質 在 SiO2中 分 布 屬 余 誤 差 分 布 和 高 斯 分 布 。 對 余 誤 差分 布 , 濃 度 為 C(x) 所 對 應 的 深 度 表 達 式 為 : x 2( D SiO2 t) 1/2 erfc 1 C( x) /Cs A ( D SiO2 t)1/2 Cs為 擴 散 溫 度 下 雜 質 在 SiO2表 面 的 濃 度
6、, t為 擴 散 時 間 ,A與 SiO2表 面 處 的 雜 質 濃 度 及 SiO2膜 下 面 襯 底 的 表 面 雜質 濃 度 有 關 , 可 由 高 斯 函 數 或 余 誤 差 分 布 函 數 得 到 。假 定 SiO2表 面 處 的 雜 質 濃 度 與 Si SiO2界 面 處 的 雜 質濃 度 之 比 為 某 一 值 , 如 103時 , 就 認 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 可 由 余 誤 差 分 布 函 數 查 出 A=4.6, 因 此 Xmin 4.6 ( D SiO2 t) 1
7、/2 t為 摻 雜 擴 散 時 間 , 預 擴 散 溫 度 低 , 擴 散 系 數 小 , 雜 質 在預 擴 散 時 在 二 氧 化 硅 中 的 擴 散 深 度 可 忽 略 不 計 。 氧 化 時 間 計 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 ,可 查
8、 表 獲 得 擴 散 時 間 計 算 再 擴 散結 深 xj 4Dt lnS/Csub( 3.14Dt)1/2 1/2S為 單 位 面 積 的 摻 雜 原 子 總 數 , s 濃 度 ( 平 均 濃 度 ) 結 深預 擴 散 擴 散 長 度 比 再 擴 散 的 擴 散 長 度 小 得 多 , 預 擴 散 分 布 的滲 透 范 圍 小 到 可 以 忽 略 。設 計 思 路 : 發(fā) 射 區(qū) 擴 散 時 間 氧 化 層 厚 度 基 區(qū) 擴 散 結 深 基 區(qū) 擴 散 時 間 基 區(qū) 掩 蔽 層 厚 度 氧 化 時 間 。由 于 二 次 氧 化 , 在 考 慮 基 區(qū) 擴 散 深 度 時 須 對 發(fā)
9、射 區(qū) 掩 蔽 層 消耗 的 硅 進 行 補 償 。集 電 結 結 深 發(fā) 射 結 結 深 基 區(qū) 寬 度 0.46發(fā) 射 區(qū) 掩 蔽 層 厚度 。 發(fā) 射 結 結 深 12基 區(qū) 寬 度 。 氧 化 層 厚 度二 氧 化 硅 薄 膜 的 掩 蔽 效 果 與 厚 度 及 其 膜 層 質 量 、 雜質 在 SiO2中 的 擴 散 系 數 有 關 , 還 與 SiO2和 硅 襯 底中 的 雜 質 濃 度 、 雜 質 在 襯 底 中 的 擴 散 系 數 以 及 雜質 在 襯 底 與 SiO2界 面 的 分 凝 系 數 等 因 素 有 關 ???慮 到 生 產 實 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 擴 散 溫 度 : 900 950 , 再 擴 散 1200 左右 ( 發(fā) 射 區(qū) 氧 化 同 時 進 行 )P預 擴 散 溫 度 1120 左 右 , 主 擴 1120 左 右 。