第一篇：半導體工藝教案第八章

第九章 摻雜

【教學內容及教學過程】 8.1 引言

8.1.1 刻蝕的概念

刻蝕（Etching）是把進行光刻前所淀積的薄膜（厚度約在數百到數十納米）中沒有被光刻膠覆蓋和保護的部分，用化學或物理的方式去除，以完成轉移掩膜圖形到薄膜上面的目的，如圖8?1所示。

圖 8-1 刻蝕圖形轉移示意圖

1)濕法刻蝕是利用合適的化學試劑將未被光刻膠保護的晶圓部分分解，然后形成可溶性的化合物以達到去除的目的。

2)干法刻蝕是利用輝光(Glow Discharge)的方法產生帶電離子以及具有高濃度化學活性的中性原子和自由基，這些粒子和晶圓進行反應，從而將光刻圖形轉移到晶圓上。8.1.2 刻蝕的要求 1.圖形轉換的保真度高 2.選擇比 3.均勻性 4.刻蝕的清潔 8.2 刻蝕工藝 8.2.1 濕法刻蝕

最早的刻蝕技術是利用溶液與薄膜間所進行的化學反應，來去除薄膜未被光刻膠覆蓋的部分，從而達到刻蝕的目的。這種刻蝕方式就是濕法刻蝕技術。濕法刻蝕又稱濕化學腐蝕，其腐蝕過程與一般化學反應相似。由于是腐蝕樣品上沒有光刻膠覆蓋部分，因此，理想的腐蝕應當是對光刻膠不發生腐蝕或腐蝕速率很慢。刻蝕不同材料所選取的腐蝕液是不同的。1)濕法刻蝕的反應生成物必須是氣體或能溶于刻蝕劑的物質，否則會造成反應生成物沉淀，從而影響刻蝕正常進行。

2)濕法刻蝕是各向異性的，刻蝕中腐蝕液不但浸入到縱向方向，而且也在側向進行腐蝕。3)濕法刻蝕過程伴有放熱和放氣過程。1)反應物擴散到被刻蝕材料的表面。2)反應物與被刻蝕材料反應。

3)反應后的產物離開刻蝕表面擴散到溶液中，隨溶液被排除。8.2.2 干法刻蝕

干法刻蝕是以等離子體來進行薄膜刻蝕的一種技術。在干法刻蝕過程中，不涉及溶液，所以稱為干法刻蝕。

1)物理刻蝕是利用輝光放電將氣體(比如氬氣)解離成帶正電的離子，再利用偏壓將帶正電的離子加速，轟擊在被刻蝕薄膜的表面，從而將被刻蝕物質的原子轟擊出去。2)化學刻蝕又叫做等離子刻蝕，它與物理刻蝕完全不同，它是利用等離子體，將反應氣體解離，然后借助離子與薄膜之間的化學反應，把裸露在等離子體中的薄膜，反應生成揮發性的物質而被真空系統抽離。1.等離子體的概念 2.等離子體的產生方式

(1)氣體放電法 通常把在電場作用下，氣體被擊穿而導電的現象稱為氣體放電。

(2)射線輻照法 射線輻照法是利用各種射線或粒子束輻照，使得氣體電離而產生等離子體。8.2.3 兩種刻蝕方法的比較

濕法刻蝕是在水溶液下進行的，所以刻蝕速度較快，同時選擇度較高，但刻蝕時是各向同性腐蝕，也就是說，除了在縱向進行腐蝕以外，在橫向上也會有腐蝕，這樣就造成圖形轉換時保真度較低，因此，濕法刻蝕不能滿足超大規模集成電路制造的要求。

圖8-2 干法刻蝕與濕法刻蝕效果的比較 8.3 干法刻蝕的應用 8.3.1 介質膜的刻蝕

集成電路工藝中所廣泛用到的介質膜主要是SiO2膜及Si3N4膜。1.二氧化硅的干法刻蝕

圖8-3 HWP結構圖 8.3 干法刻蝕的應用

圖8-4 等離子體擴散腔外圍磁場(1)氧的作用 在CF4中加入氧后，氧會和CF4反應釋放出F原子，因而增加F原子的含量，則增加了Si與SiO2的刻蝕速率，并消耗掉部分C，使得等離子體中碳與氟的比例下降。

圖8-5 所占百分比與Si和Si的 刻蝕速率的關系

(2)氫的作用

圖8-6 所占百分比與Si和Si刻速率的關系

(3)反應氣體 在目前的半導體刻蝕制備中，大多數的干法刻蝕都采用CHF3與氯氣所混合的等離子體來進行SiO2的刻蝕。2.氮化硅(Si3N4)的干法刻蝕

圖8-7 圓筒形結構示意圖 8.3.2 多晶硅膜的刻蝕

在MOS器件中，柵極部分起著核心的作用，因此柵極的寬度需要嚴格控制，因為它代表了MOS器件的溝道長度，從而與MOS器件的特性息息相關。因此，多晶硅的刻蝕必須嚴格地將掩膜上的圖形轉移到多晶硅薄膜上。此外，刻蝕后的輪廓也很重要，如柵極多晶硅刻蝕后側壁有傾斜時，將會遮蔽源極和漏極的離子分布，造成雜質分布不均勻，通道的長度將隨傾斜程度的不同而改變。同時，刻蝕時要求Si對SiO2的選擇性要高，如果多晶硅覆蓋在很薄（小于20nm）的柵極氧化層上，如果氧化層被穿透，氧化層下面的源—漏極間的Si將很快被刻蝕。因此，若采用CF4、CF6等氟離子為主的等離子體來刻蝕多晶硅，則不太合適，較低的選擇比會對器件造成損壞。

除此之外，此類氣體還具有負載效應，負載效應是指當被刻蝕的材料裸露在等離子體中的面積較大的刻蝕速率比面積小的慢，也就是局部腐蝕速率不均勻。8.3.3 金屬的干法刻蝕

金屬鋁是目前半導體器件及集成電路制造中應用最多的導電材料。因為鋁的導電性能良好，價格低廉，而且鋁膜的淀積和刻蝕都比較方便，所以鋁電極幾乎占了所有半導體器件及集成電路中的導電體。但是，隨著元器件的集成度和工藝的進一步提高，采用金屬鋁作為電極引線也遇到了困難。這是由于在高溫下，硅原子和鋁原子容易向彼此間擴散，從而產生被稱為“尖刺”的現象，導致鋁引線與MOS管接觸不好。此外，當鋁線線條寬度設計得十分細小時，由于“電遷移”現象，引發鋁原子的移動，使得鋁絲斷開。因此，后來，人們采用銅線來取代鋁線，也有采用鋁?硅?銅合金來代替金屬鋁。但是，鋁還是目前集成電路和半導體器件中主流的導電引線。1.鋁的刻蝕 2.鋁合金的刻蝕

1)將晶圓以大量的去離子水清洗。2)刻蝕之后，晶圓還在真空中時以氧氣等離子體將掩膜去除并在鋁合金表面形成氧化層來保護鋁合金。

3)在晶圓移出刻蝕腔前，以氟化物的等離子體做表面處理，如CF4、CHF3，將殘留的氯置換成氟，形成AlF3,或在鋁合金表面形成一層聚合物來隔離鋁合金與氯的接觸。3.鎢的回蝕 4.銅的腐蝕

8.3.4 光刻膠的去除

晶圓表面薄膜材料腐蝕完畢，必須將光刻膠去除掉，這一工序稱為去膠。常用的去膠方法有溶劑去膠、氧化去膠和等離子體去膠。下面分別加以闡述。1.溶劑去膠 2.氧化去膠 3.等離子體去膠

圖8-8 等離子體去膠設備示意圖

1)系統真空度要達到3×12-2Torr(1Torr=133.322Pa)，然后通入氧氣，并用針型閥門調節流量。2)高頻信號源的頻率是11~12MHz，輸出功率為150~200W。3)通入氧氣的流量

8.4 干法刻蝕的質量控制 分析光學放射原理

圖8-9 光學放射頻譜 1.光學放射頻譜分析 2.激光干涉測量

圖8-10 激光干涉測量圖形

1)激光束要聚焦在晶圓的被刻蝕區，且該區域的面積應足夠大。2)必須對準在該區域上，因而增加了設備鏡片的設計難度。8.4 干法刻蝕的質量控制

3)被激光照射的區域溫度升高而影響刻蝕速率，造成刻蝕速率與不受激光照射區域的不同。4)如果被刻蝕的表面粗糙不平，則所測得的信號將很弱。3.質譜分析

1)部分物質的質量/電荷比相同，如N2、CO、Si等，使得檢測同時擁有這些成分的刻蝕時無法判斷刻蝕是否完成。

2)從空腔取樣的結果會影響刻蝕終點的檢測。3)設備不容易安裝到各種刻蝕機上。【作業布置】

【課后分析】

第二篇：半導體工藝實習心得體會

半導體工藝實習心得體會

12023110 王寧

這是我們第一次參加工藝實習，這讓我不免有些好奇和激動。

記得大一新生研討課的時候參觀過我們的工藝實習間，這次又來，故并沒有感到這個工藝間很陌生。說實在的，就在進入工藝間并換好行頭后，自己真的有種要兢兢業業干一番事業的感覺了，但在之后的對準練習這個環節，我深深的懷疑了自己的能力。

由于組內男生較多，所以很多體力活他們都主動承擔了，特別感謝他們。組長主動擔任起最危險的煮王水的這一道工藝，細心的李軍和魏行則進入光刻間進行光刻和甩膠的任務。記得我第一次嘗試光刻對準這道工序的時候，對的一點都不準，之后對照著老師對準的模版，才把握住這道工藝的要領，笨鳥就要多練習，漸漸的我在練習中也增長了經驗。

甩膠這一步，首先是自己不能緊張，手越抖，膠就越不能滴準到吸盤的正中心，也就甩不均勻。而且一定要心細，時刻注意保護光刻膠，不能讓它曝光。接著就是擴散的工藝，因為加熱設備溫度能達到上千度，爐口的溫度也很高，所以在送、取硅片的時候都要在高溫下保持住平穩，這樣硅片才能正正的放進爐中。

工藝實習雖然很短暫，但就在這么短暫的兩天的時間里，真的要比在課堂上聽兩天的課學到的多。

第三篇：半導體工藝工程師見習期小結

見習期小結

2011年03月，我有幸進入無錫華潤上華科技有限公司。作為華潤集團旗下的華潤微電子有限公司的分公司之一，我們公司是8寸半導體芯片生產企業，年產2萬片芯片。作為一名擴散部爐管科的工藝工程師，我們的職責就是解決在線異常問題，培訓一線員工正確操作，提高產品的質量、穩定性和良率，改進工藝，降低生產成本，提高設備使用率，提高產能。一眨眼，一年的見習期轉瞬即逝。在這近一年里我深刻體會到了作為一名工藝工程師的艱辛和快樂，以下是我見習期工作小結。

一、保持良好的心態、努力提高自身各方面能力。

每個企業都有自己的企業文化，為了讓我們盡快融入華潤這個大家庭，華潤集團組織新員工參加未來之星訓練營，使我們了解企業的發展歷史，企業的宗旨和目標；組織軍訓，鍛煉我們的紀律性和韌性；邀請成功人士和學者現身說法，使我們保持良好的心態，規劃自己的未來，尋找成功的方法，克服不良的習慣，教會我們合理分配時間和安排工作。訓練營的所見所聞，改變了我，使我在日常的工作中受益匪淺。在工作中，我時刻提醒自己要保持良好的心態，不抱怨，積極主動的去解決問題；虛心學習，勤做筆記，經常總結，不斷提高自身各方面的能力。

二、虛心學習，進益求精

工作中，各個師傅傾囊相授，把自己幾十年的經驗悉心傳授，教我要膽大心細，精益求精。為防止出差錯，我做過的事情，自己會檢查，師傅們也都會再檢查一遍，即使他們自己做的事，他們也會讓其他人幫忙檢查，切實落實了自檢和互檢制度。別的部門出現的錯誤，我們也會檢查我們是否有相似的問題，然后制定措施進行整改。例如之前有個部門因為之前設置的報警限值在修改工藝菜單后失效，導致公司損失很大。我們領導就組織大家檢查每個工藝的菜單，根據實際

情況重新設定每個工藝的報警限值，這個工作一下持續了將近半個月。正是因為大家的精益求精，我們部門年終獲得公司的質量明星獎。在大家的影響下，我也養成了自查和互查的習慣，工作中精益求精，我相信這個習慣會使我受益終生。

二、舍得吃苦，努力才會有收獲

我們公司是24h不間斷生產，生產不停，我們工藝工程師也得24h值班，因此要值夜班。剛開始跟著師傅上夜班，有點不適應，后來在同事的幫助下，我很快就適應了上夜班。剛來時感覺什么都不會，就當師傅的跟班。生產線上生產任務重，每個人的工作量都比較大，在凈化間里，師傅走的很快，我幾乎是一路小跑，就這樣還跟丟了好幾次。剛開始師傅讓學習的東西，我都不知道為什么要學習，到后來我會主動去尋找相關的資料去學習，我知道我已經認清自己的工作了。在這一年里，我從最初的跟班開始，到現在能夠獨擋一面，離不開各位師傅的悉心教導，也離不開領導的關懷和指點。我自身各方面都還有很大的不足，需要改進和學習的地方還很多，我現在需要做的就是多做事，不論大事小事，每多做一件事情必然會多學到一些知識，必然會積累經驗。只有付出，才會有收獲，只有學習才會進步。

三、放低姿態，協調好各方面的關系。

生產線上的每個工作都是必不可少的，都會受前段工序的影響，也會影響下端工序的進度。在半導體芯片生產企業，由于產品種類很多，每批產品的工序都不一樣，因此接觸的部門也不一樣。我們需要和公司各個部門打交道。只有溝通良好，才能保證工作的順利進行。剛開始我覺得工作各有分工，大家各盡其責。但工作中，我發現，即使是同一件事，不同的人協調，效果就不一樣。有的人說話很有執行力，有的人說話別人卻當耳旁風。我發現你想讓別人盡快完成你吩咐的事情，你就要有權威或彼此關系融洽。因此在工作上，我就放低姿態，虛心向大家學習，偶爾請大家喝飲料或聊聊天，盡量協調好各方

面的關系。

四、奮發圖強，努力提高自我。

在過去的一年中，在領導的關懷和同事們的支持與幫助下，經過不斷努力，我現在能夠獨擋一面，但是仍存在著一些不足，在今后的工作中，自己要加強學習、克服缺點，力爭使自己的專業技術水平能夠不斷提高。同時我清楚地認識到，為適應新的發展形勢，我還要不斷地加強理論學習，尤其是新技術、新理論的學習，勤奮工作，在實際工作中鍛煉和成長，不斷積累工作經驗，提高業務能力和工作水平，為公司的發展做出自己新的、更大的貢獻。

六、致謝。

我能適應當前的工作，并能取得不斷的進步，是和各位領導和各位師傅無私的幫助和關懷分不開的，在此表示感謝。感謝各位領導，輔導我做好工作規劃；感謝各位師傅，教會我各種工作方法和解決工作中的各種難題。

第四篇：半導體工藝實習個人總結

半導體工藝實習個人總結

幾天的工藝實習已經結束了。我想，作為一個獨立的一員，我們要學會的遠不是對儀器的操作，而是對工藝理論更加深入地了解。雖然無法實質性地看到書本上所向我們展示的神奇的微觀世界，但是對這個領域近距離的接觸依然足以讓我們更好地理解一步步工藝流程、注意事項及其原因，印象也很深刻。而作為一個合作組中一個不可或缺的工作環節的操作人員，已是大三的我們并不存在合作的問題，然而通過如此明確的分工、依靠集體的力量去獲得一個成品，卻是從未有過的經歷，這要我們一步步的銜接，一點點的前進。

我在這次工藝實習過程中擔任蒸發這一工作環節。其實從很大程度上來說，這個環節的任務并不繁重，只需要做一次，不必像做清晰、光刻、擴散的同學一樣來回做幾次。盡管對其他工藝有所了解，但對于我來說，沒有實際操作可能沒有別的同學體會深刻。帶我做蒸發實習是一位研三的學長，做的時候溫度、指示計及操作步驟都是完全設計好的，我想這應該是通過數次實驗得出的一個最佳指標。在蒸發初時漫長的升溫等待中，學長又和我講了一些后續操作的相關注意事項（比如控制鋁絲融化的時間，鎢絲上不再有熔融態的“鋁球”再進行下一步操作等），包括學長以前和老師關于儀器原理的討論，都對我有很大的幫助。

蒸完后，我當時覺得效果還是很不錯的。后來從光刻的同學那里知道，鋁蒸厚了，腐蝕了很久也沒有刻出來。其實我覺得我還是很認真的按照要求去做的，造成鋁蒸厚的原因我個人分析有兩個，一個是我在數鋁絲融化控制的秒數時可能數的慢了些，另一個可能是等待鋁絲完全汽化的時間過長。這兩者都會造成鋁原子在片子表面過度堆積。

總之，這三天的工藝實習已經過去了，我們學到了很多，體會到了很多。雖然最后的結果不是那么理想（沒有出三極管的特性），但對于我們來說，收獲的最重要的是過程。一個好的成品永遠是建立在完善的工藝流程上的。

09023213王瑩2011.11.08

第五篇：半導體工藝工程師見習期小結

見習期小結

2011年03月，我有幸進入無錫華潤上華科技有限公司。作為華潤集團旗下的華潤微電子有限公司的分公司之一，我們公司是8寸半導體芯片生產企業，年產2萬片芯片。作為一名擴散部爐管科的工藝工程師，我們的職責就是解決在線異常問題，培訓一線員工正確操作，提高產品的質量、穩定性和良率，改進工藝，降低生產成本，提高設備使用率，提高產能。一眨眼，一年的見習期轉瞬即逝。在這近一年里我深刻體會到了作為一名工藝工程師的艱辛和快樂，以下是我見習期工作小結。

一、保持良好的心態、努力提高自身各方面能力。

每個企業都有自己的企業文化，為了讓我們盡快融入華潤這個大家庭，華潤集團組織新員工參加未來之星訓練營，使我們了解企業的發展歷史，企業的宗旨和目標；組織軍訓，鍛煉我們的紀律性和韌性；邀請成功人士和學者現身說法，使我們保持良好的心態，規劃自己的未來，尋找成功的方法，克服不良的習慣，教會我們合理分配時間和安排工作。訓練營的所見所聞，改變了我，使我在日常的工作中受益匪淺。在工作中，我時刻提醒自己要保持良好的心態，不抱怨，積極主動的去解決問題；虛心學習，勤做筆記，經常總結，不斷提高自身各方面的能力。

二、虛心學習，進益求精

工作中，各個師傅傾囊相授，把自己幾十年的經驗悉心傳授，教我要膽大心細，精益求精。為防止出差錯，我做過的事情，自己會檢查，師傅們也都會再檢查一遍，即使他們自己做的事，他們也會讓其他人幫忙檢查，切實落實了自檢和互檢制度。別的部門出現的錯誤，我們也會檢查我們是否有相似的問題，然后制定措施進行整改。例如之前有個部門因為之前設置的報警限值在修改工藝菜單后失效，導致公司損失很大。我們領導就組織大家檢查每個工藝的菜單，根據實際情況重新設定每個工藝的報警限值，這個工作一下持續了將近半個月。正是因為大家的精益求精，我們部門年終獲得公司的質量明星獎。在大家的影響下，我也養成了自查和互查的習慣，工作中精益求精，我相信這個習慣會使我受益終生。

二、舍得吃苦，努力才會有收獲

我們公司是24h不間斷生產，生產不停，我們工藝工程師也得24h值班，因此要值夜班。剛開始跟著師傅上夜班，有點不適應，后來在同事的幫助下，我很快就適應了上夜班。剛來時感覺什么都不會，就當師傅的跟班。生產線上生產任務重，每個人的工作量都比較大，在凈化間里，師傅走的很快，我幾乎是一路小跑，就這樣還跟丟了好幾次。剛開始師傅讓學習的東西，我都不知道為什么要學習，到后來我會主動去尋找相關的資料去學習，我知道我已經認清自己的工作了。在這一年里，我從最初的跟班開始，到現在能夠獨擋一面，離不開各位師傅的悉心教導，也離不開領導的關懷和指點。我自身各方面都還有很大的不足，需要改進和學習的地方還很多，我現在需要做的就是多做事，不論大事小事，每多做一件事情必然會多學到一些知識，必然會積累經驗。只有付出，才會有收獲，只有學習才會進步。

三、放低姿態，協調好各方面的關系。

生產線上的每個工作都是必不可少的，都會受前段工序的影響，也會影響下端工序的進度。在半導體芯片生產企業，由于產品種類很多，每批產品的工序都不一樣，因此接觸的部門也不一樣。我們需要和公司各個部門打交道。只有溝通良好，才能保證工作的順利進行。剛開始我覺得工作各有分工，大家各盡其責。但工作中，我發現，即使是同一件事，不同的人協調，效果就不一樣。有的人說話很有執行力，有的人說話別人卻當耳旁風。我發現你想讓別人盡快完成你吩咐的事情，你就要有權威或彼此關系融洽。因此在工作上，我就放低姿態，虛心向大家學習，偶爾請大家喝飲料或聊聊天，盡量協調好各方面的關系。

四、奮發圖強，努力提高自我。

在過去的一年中，在領導的關懷和同事們的支持與幫助下，經過不斷努力，我現在能夠獨擋一面，但是仍存在著一些不足，在今后的工作中，自己要加強學習、克服缺點，力爭使自己的專業技術水平能夠不斷提高。同時我清楚地認識到，為適應新的發展形勢，我還要不斷地加強理論學習，尤其是新技術、新理論的學習，勤奮工作，在實際工作中鍛煉和成長，不斷積累工作經驗，提高業務能力和工作水平，為公司的發展做出自己新的、更大的貢獻。

六、致謝。

我能適應當前的工作，并能取得不斷的進步，是和各位領導和各位師傅無私的幫助和關懷分不開的，在此表示感謝。感謝各位領導，輔導我做好工作規劃；感謝各位師傅，教會我各種工作方法和解決工作中的各種難題。