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半导体基础知识与晶体管工艺原理之三(3)

时间:2010-08-14 09:17来源:www.ictest8.com 作者:ictest8 点击:

2-2-9清洗工艺

1清洗的目的——清洁硅片表面,去除一切有机物质和无机金属离子对硅片表面的沾污,为各道工艺过程的顺利进行,确保产品的性能和可靠性奠定基础。

2清洗用的试剂分类

1)有机溶剂2)酸性溶液3)碱性溶液4)去离子水

3二分厂现用的主要清洗剂

有机溶剂——三氯乙烯

酸性溶液——SH液、SC-2液、CP8、王水、HF、HCL、H2SO4等。

碱性溶液——NCW-601液、SC-1液、NAOH、KOH等。

4清洗工艺的质量要求

1)去离子水的纯度——电阻率≥12 MΩ

2)各种清洗液的配比和纯度——符合工艺文件要求

3)清洗设备和工夹具的清洁度——符合工艺文件要求

4)清洗的工艺条件——严格按工艺文件要求进行。

2-2-10中测、划片工艺

1中测的目的

按产品中测程序要求,对圆片上的管芯进行检测,判别合格与否,并以打点记号加以区分。

  • 中测的质量要求
    • 按产品中测程序进行中测
    • 调准探针和中测步距,防止误测。
    • 防止探针划伤芯片铝层
    • 防止墨水沾污芯片表面
    • 中测时要避免灯光直接照射

3划片的目的

分裂大片,形成芯片,为后道组装提供方便。

4划片的质量要求

  • 要根据产品不同的工艺(背金、芯片厚度、划片槽宽度)选取合适的贴膜、刀片和进刀深度。
  • 要根据芯片尺寸设定划片步距。
  • 防止划伤芯片表面、边缘毛刺和缺角。
  • 防止表面沾污

2-3常见的工艺质量问题以及对产品质量的影响

2-3-1 工艺质量问题分类

1 表面问题——沾污、破坏点、斑点、合金点、白雾、开裂、

梅花斑-等

2 内在问题——R□、Xj偏大或偏小,低、软击穿,hFE偏大或偏小与均匀性以及其他电参数问题。

3 图形问题——光刻图形针孔、小岛、毛刺、钻蚀、浮胶、线条粗细、图形变形、刻不出等。

4 接触问题——掉金、掉铝、铝层发灰等。

2-3-2 常见的工艺质量问题举例

1 氧化层厚度不均匀——表现为同一片子上氧化层颜色不均匀和同一炉片子的氧化层颜色不均匀。

氧化层厚度不均匀主要会影响光刻操作,无法选择合适的腐蚀时间,影响光刻图形的质量。

产生的主要原因有:氧气流量或水汽压力不均匀、炉子温度不均匀,恒温区太短等。

2 氧化层、扩散层表面有“斑点”——小黑点、小亮点、合金点、破坏点等。

这些“斑点”的出现,可使氧化层在这些点上对杂质不起隐蔽作用;而且突出的斑点还会影响光刻操作,引起针孔、浮胶等。在扩散窗口中的合金点、破坏点会引起局部的扩散尖峰或管道,引起低击穿、软击穿。

产生的主要原因有:硅片清洗不干净、石英管清洗不干净或剥落的石英颗粒、硅片表面本来有的亮点、硅片上有水迹未烘干、扩散源蒸汽压过高等。

  • 扩散层的方块电阻和结深的偏大或偏小

1) 产生的原因——主要与扩散工艺条件选取不当、炉温偏高或偏低、扩散时间偏长或偏短有关。(在上一节扩散工艺原理中已有讲过。)

2)R□、Xj偏大或偏小的后果——使基区或发射区的杂质浓度分布发生较大的偏离,引起管子的主要电参数(hFE、fT) 不符合规范要求。

3)解决的办法——做先行试片,调节炉温和时间,测出试片的R□、Xj,直到符合工艺要求。

4单结、双结的低击穿或软击穿

1)产生单结低击穿的可能原因有:

★材料电阻率偏低、外延层或高阻层偏薄,层错或位错密度太大。

★表面有破坏点或合金点,形成局部管道。

2)产生单结软击穿的可能原因有:

★扩散表面沾污,吸附金属离子,产生漏电。

★光刻图形边缘严重变形曲折,边缘毛刺。

3)产生双结低击穿的可能原因有:

★基区扩散结太浅,发射区扩散后产生穿通。

★基区光刻时留下小岛,形成N型管道,在发射极扩散后引起C-E穿通。

★发射区范围内,有比较高的位错密度或有表面破坏点,合金点,

在发射区扩散后,形成扩散尖峰,引起C-E管道击穿。

4)产生双结软击穿的可能原因有:

★基区扩散表面浓度太低,在发射极扩散后,基区表面产生反型,从而,产生表面沟道效应,引起表面漏电而发生软击穿。

★表面严重沾污,吸附金属离子,产生漏电而引起软击穿。

5电流放大系数hFE偏大或偏小以及均匀性不好问题

1)hFE偏大的可能原因有:

★基区扩散表面浓度太低或结太浅。

★发射极扩散表面浓度太高或结太深。

2)hFE偏小的可能原因有:

★基区扩散表面浓度太高或结太深。

★发射极扩散表面浓度太低或结太浅。

3)控制和调整hFE大小的办法:

★严格控制基区扩散和发射区扩散的炉温、时间、气体流量,

使R□、Xj 符合工艺要求。

★在发射区POCL3淀积与再扩散时,做试片和先行片,根据基区的R□、Xj值,适当选取炉温和时间,先看试片的结果,再适当调整进一步试验,直到hFE大小符合要求。 

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