集成电路工艺中的化学品.ppt

集成电路工艺中的化学品1.从硅晶圆片或化合物半导体晶片转化为各式各样的复杂的集成电路，其转化过程中利用了几百种复杂程度不同的化学反应。毫无疑问，在半导体集成电路制造工业中，微电子器件的生产需要大量的特殊材料和化学品。目前，有200多种化学品用于半导体晶片的加工工艺之中，即所谓“电子化学品”。2.物质的存在形态3.薄膜制备技术及其化学品 光刻技术及化学品 晶片清洗技术及化学品 光刻技术及化学品 刻蚀技术及化学品 化学机械抛光技术及化学品 载气及其他化学品4.薄膜制备技术及化学品5.薄膜制备技术及化学品u热氧化生长：干氧氧化：Si+O2 SiO2；水汽氧化：Si+2H2O SiO2+H2；湿氧氧化：通过高纯水的氧气。u热扩散掺杂 固态源扩散：通保护气，防止逆向扩散和污染；液态源扩散：简单、操作方便、成本低、效率高、重复性和均匀性好；气态源扩散：2B2O3+Si 4B+3SiO2 2P2O5+5Si 4P+5SiO2u离子注入掺杂u物理气相沉积u化学气相沉积 高纯度、高密度、薄膜厚度均匀、薄膜结构高度完整、组分可控及组分的比例可控；u外延6.化学气相沉积热解反应：SiH4（g）Si（s）+2H2（g）CH3SiCl3（g）SiC（s）+3HCl（g）WF6（g）W（s）+3F2（g）氢还原反应：SiCl4（g）+2H2（g）Si（s）+4HCl（g）复合还原反应 TiCl4（g）+2BCl3（g）+5H2（g）TiB2（s）+10HCl（g）金属还原反应 TiI4（g）+2Zn（s）Ti（s）+2ZnI2（g）TiCl4（g）+2Mg（s）Ti（s）+MgCl2（g）氧化反应和水解反应 SiH4（g）+O2（g）SiO2（s）+2H2（g）2AlCl3（g）+3H2O（g）Al2O3（s）+6HCl（g）生成氮化物和碳化物的反应 TiCl4（g）+CH4（g）TiC4（s）+HCl（g）3SiH4（g）+4NH3（g）Si3N4（s）12H2（g）7.晶片清洗技术及化学品氢氟酸/硝酸清洗过程硝酸自分解：HNO2+HNO3 N2O4+H2O N2O4 2NO2 2NO2+2e 2NO2-2NO2-+2H+2HNO2水的解离：H2O H+OH-硅氧化：Si Si2+2e Si2+4OH-SiO2+2H2OSiO2溶于氢氟酸：SiO2+6HF H2SiF6+2H2O8.光刻技术及化学品聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）俗称有机玻璃，能够通过旋涂形成良好的薄膜，具有良好的介电性能。虽然它的敏感性和抗干蚀能力比较差，但它拥有较好的粘附能力，产品重现性好。其在深紫外光照下，聚合体结合链断开，变得易溶解；对波长220nm的光最为敏感，若波长高于240nm则完全不敏感。Hydrogen silsesquioxane（HSQ）HSQ单体的分子式为H8Si8O12，它作为光刻胶能得到高的特征尺寸分辨率。9.10.刻蚀技术及化学品湿法刻蚀：通过特定的溶液与需要刻蚀的薄膜发生化学反应，出去光刻胶未覆盖区域的薄膜。Si+HNO3+6HF H2SiF6+HNO2+H2O+H23Si+4HNO3+18HF 3H2SiF6+4NO+8H2O干法刻蚀：利用等离子体激活的化学反应或者是利用高能离子束轰击完成去除物质的方法。CF4+e CF3+F+eSiO2+4F SiF4（g）+O2Si+4F SiF4（g）11.化学机械抛光CMP技术及化学品二氧化硅的CMP技术Si-O-Si+H2O 2Si-OH(SiO2）x+2H2O (SiO2)X-1+Si(OH)4Si(OH)4易溶于碱性溶液金属钨的CMP技术K3Fe(CN)6 3K+Fe(CN)63-W+6Fe(CN)63-+3H2O WO3+6Fe(CN)64-+6H+金属铜的CMP技术Cu Cu2+2eCu2+2NH3 Cu(NH3)22+2Fe(CN)63-+2e 2Fe(CN)64-12.载气及其他化学品纯净气体：载气、保护气体、稀释气体氮气（N2）空气的组成成分之一，主要以单质存在于大气中，常温常压下无色无味，微溶于水，显示惰性。氦（He）无色无味的稀有气体，它是唯一一个不能在大气压固化的物质，难溶于水。13.甲烷（CH4）爆炸极限5.5-14%、自燃温度537 是最简单的脂肪族烷烃，最简单的有机化合物，微溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。氢（H2）爆炸极限4-74%、自燃温度500 是最轻的元素，无色无味，微溶于水；常温下不活泼，高温下较活泼，能与许多金属或非金属化合。14.谢谢参与！15.