微电子器件制备与测试分析系列讲义之
半导体平面工艺
哈尔滨理工大学应用物理系
f目录
半导体平面工艺1化学清洗与安全知识6实验一实验二实验三实验四实验五实验六热氧化法制备SiO211固态氮化硼扩散20光刻工艺27蒸发工艺32制版工艺38扩散深度的测量45
f半导体平面工艺
关于平面工艺以及用这种工艺制造的半导体器件的介绍始于1960年，从此，平面工艺就成为制造半导体器件合集成电路的主要方法，它对半导体器件迅速取代一些较老的电子学元件，并深入到电子学应用的崭新领域做出了重要贡献。像大多数重要的工艺进展一样，平面工艺也是从前几代工艺中脱胎出来的。因此，叙述平面工艺的发展过程及其基本原理的最好方法是将它和两种最重要的早期半导体器件制造方法－－生长结方法和合金方法作一个比较。1．生长结方法半导体单晶是由掺有某种杂质的半导体熔液生长出来的（例如P型）。在生长过程中的某一时刻，突然改变熔液的导电类型。（例如，投入一颗含有施主杂质的小球，结果，单晶的其余部分长成N型的。）生长完成以后，把晶体切成含有PN结的小条。结型晶体管发明之后的头几年，这个方法是极其重要的，但从大批量生产的角度来看，生长结方法还不如早期半导体器件工艺中提出的另一种方法合金结方法。
图12．合金结方法
生长结方法示意图
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f将一个含有受主型杂质（以此为例）的小球放在一个
型半导体片子上。然后将它们一起加热到足够高的温度，使小球以融解或合金的形式掺入半导体片子，晶体冷却之后，小球下面形成一个受主型杂质饱和的再分布结晶区，这样就得到了一个PN结。这种方法过去是，而且现在仍然是二极管和晶体管（主要是锗器件）的大批量生产中使用的一种成功的方法。然而，随着半导体器件的应用范围愈来愈广泛，对其性能的要求也大大提高了。在这些日益提高的要求面前，合金方法很快就暴露了其固有的局限性。例如，结的位置总是难以控制的
图23．平面工艺
合金结方法示意图
为了探索一种能够精确控制PN结位置的方法r