集成电路工艺深度解析:从双极型到MOSIC

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"本文主要介绍了集成电路基础器件的加工过程,特别是扩散质量分析,涉及表面状况对器件性能的影响,以及pn结特性的关键因素。同时,文章涵盖了BIPOLAR(双极型)IC工艺,MOSIC(MOS场效应晶体管)工艺的基本流程,并简述了IC的发展历史及基本工艺步骤,如清洗、氧化、扩散、光刻等。" 在集成电路中,基础器件的加工至关重要。扩散质量分析是评估器件性能的关键环节,它涉及到表面状况的检查。当表面存在合金点,这可能表明表面杂质浓度过高,会干扰器件的正常工作。另外,表面黑点和白雾可能是wafer表面被污染,这也会影响器件的电学特性。 pn结特性对器件的性能尤为关键。表面沟道的形成可能由于扩散掩膜过薄或者杂质沾污,导致沟道区域的不均匀,影响电流控制。软击穿现象通常由杂质沾污引起,降低器件的耐压能力。 BIPOLAR(双极型)IC工艺主要包括平面三极管的制造。这一过程中,掺杂窗口的形成通过光刻工艺实现,随后进行扩散或离子注入来掺杂材料。接触孔的形成和金属膜的沉积是建立电气连接的重要步骤,而表面钝化则有助于保护器件免受环境影响。双极型IC通过PN结隔离和埋层工艺来减小集电极串联电阻,提高电路性能。 MOSIC工艺,特别是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管),利用Si栅极构造,其工艺原理包括氧化、光刻和腐蚀等步骤。CMOS工艺则是结合NMOS和PMOS两种晶体管,以实现低功耗逻辑电路。 集成电路的发展历程中,从1947年的第一个晶体管到1958年的第一个IC器件,每个里程碑都标志着技术的巨大进步。基本工艺如清洗、氧化、扩散、光刻、蒸发和镀膜以及腐蚀等,是制造高质量集成电路不可或缺的部分。清洗工艺旨在去除表面的杂质,氧化工艺则生成稳定的SiO2膜,对于局部掺杂和器件隔离起到关键作用。