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半导体制造技术题库答案

2021-08-02 3页 doc 795KB 24阅读

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半导体制造技术题库答案Revisedasof23November2020半导体制造技术题库答案分别简述RVD和GILD的原理,它们的优缺点及应用方向。快速气相掺杂(RVD,RapidVapor-phaseDoping)利用快速热处理过程(RTP)将处在掺杂剂气氛中的硅片快速均匀地加热至所需要的温度,同时掺杂剂发生反应产生杂质原子,杂质原子直接从气态转变为被硅表面吸附的固态,然后进行固相扩散,完成掺杂目的。同普通扩散炉中的掺杂不同,快速气相掺杂在硅片表面上并未形成含有杂质的玻璃层;同离子注入相比(特别是在浅结的应用上),RVD技术的潜在优势是:它并不...
半导体制造技术题库答案
Revisedasof23November2020半导体制造技术答案分别简述RVD和GILD的原理,它们的优缺点及应用方向。快速气相掺杂(RVD,RapidVapor-phaseDoping)利用快速热处理过程(RTP)将处在掺杂剂气氛中的硅片快速均匀地加热至所需要的温度,同时掺杂剂发生反应产生杂质原子,杂质原子直接从气态转变为被硅面吸附的固态,然后进行固相扩散,完成掺杂目的。同普通扩散炉中的掺杂不同,快速气相掺杂在硅片表面上并未形成含有杂质的玻璃层;同离子注入相比(特别是在浅结的应用上),RVD技术的潜在优势是:它并不受注入所带来的一些效应的影响;对于选择扩散来说,采用快速气相掺杂工艺仍需要掩膜。另外,快速气相掺杂仍然要在较高的温度下完成。杂质分布是非理想的指数形式,类似固态扩散,其峰值处于表面处。气体浸没激光掺杂(GILD:GasImmersionLaserDoping)用准分子激光器(308nm)产生高能量密度—cm2)的短脉冲(20-100ns)激光,照射处于气态源中的硅表面;硅表面因吸收能量而变为液体层;同时气态掺杂源由于热解或光解作用产生杂质原子;通过液相扩散,杂质原子进入这个很薄的液体层,溶解在液体层中的杂质扩散速度比在固体中高八个数量级以上,因而杂质快速并均匀地扩散到整个熔化层中。当激光照射停止后,已经掺有杂质的液体层通过固相外延转变为固态结晶体。由液体变为固态结晶体的速度非常快。在结晶的同时,杂质也进入激活的晶格位置,不需要近一步退火过程,而且掺杂只发生在表面的一薄层内。由于硅表面受高能激光照射的时间很短,而且能量又几乎都被表面吸收,硅体内仍处于低温状态,不会发生扩散现象,体内的杂质分布没有受到任何扰动。硅表面溶化层的深度由激光束的能量和脉冲时间所决定。因此,可根据需要控制激光能量密度和脉冲时间达到控制掺杂深度的目的。集成电路制造中有哪几种常见的扩散工艺各有什么优缺点扩散工艺分类:按原始杂质源在室温下的相态分类,可分为固态源扩散,液态源扩散和气态源扩散。固态源扩散(1).开管扩散优点:开管扩散的重复性和稳定性都很好。(2).箱法扩散优点;箱法扩散的硅表面浓度基本由扩散温度下杂质在硅中的固溶度决定,均匀性较好。(3).涂源法扩散缺点:这种扩散的表面浓度很难控制,而且又不均匀。(4).杂质源也可以采用化学气相淀积法淀积,这种方法的均匀性、重复性都很好,还可以把片子排列很密,从而提高生产效率,其缺点是多了一道工序。液态源扩散液态源扩散优点:系统简单,操作方便,成本低,效率高,重复性和均匀性都很好。扩散过程中应准确控制炉温、扩散时间、气体流量和源温等。源瓶的密封性要好,扩散系统不能漏气。气态源扩散气态杂质源多为杂质的氢化物或者卤化物,这些气体的毒性很大,且易燃易爆,操作上要十分小心。快速气相掺杂(RVD)气体浸没激光掺杂(GILD)杂质原子的扩散方式有哪几种它们各自发生的条件是什么从原子扩散的角度举例说明氧化增强扩散和氧化阻滞扩散的机理。①交换式:两相邻原子由于有足够高的能量,互相交换位置。②空位式:由于有晶格空位,相邻原子能移动过来。③填隙式:在空隙中的原子挤开晶格原子后占据其位,被挤出的原子再去挤出其他原子。④在空隙中的原子在晶体的原子间隙中快速移动一段距离后,最终或占据空位,或挤出晶格上原子占据其位。以上几种形式主要分成两大类:①替位式扩散;②填隙式扩散。替位式扩散如果替位杂质的近邻没有空位.则替位杂质要运动到近邻晶格位置上,就必须通过互相换位才能实现。这种换位会引起周围晶格发生很大的畸变,需要相当大的能量,因此只有当替位杂质的近邻晶格上出现空位,替位式扩散才比较容易发生。填隙型扩散挤出机制:杂质在运动过程中“踢出”晶格位置上的硅原子进入晶格位置,成为替位杂质,被“踢出”硅原子变为间隙原子;Frank-Turnbull机制:也可能被“踢出”的杂质以间隙方式进行扩散运动。当它遇到空位时可被俘获,成为替位杂质。写出菲克第一定律和第二定律的表达式,并解释其含义。费克第一定律:C杂质浓度;D扩散系数(单位为cm2/s)J材料净流量(单位时间内流过单位面积的原子个数)解释:如果在一个有限的基体中杂质浓度C(x,t)存在梯度分布,则杂质将会产生扩散运动,杂质的扩散流密度J正比于杂质浓度梯度C/x,比例系数D定义为杂质在基体中的扩散系数。杂质的扩散方向是使杂质浓度梯度变小。如果扩散时间足够长,则杂质分布逐渐变得均匀。当浓度梯度变小时,扩散减缓。D依赖于扩散温度、杂质的类型以及杂质浓度等。菲克第二定律:,假设扩散系数D为常数→以P2O5为例,多晶硅中杂质扩散的方式及分布情况。在多晶硅薄膜中进行杂质扩散的扩散方式与单晶硅中的方式是不同的,因为多晶硅中有晶粒间界存在,所以杂质原子主要沿着晶粒间界进行扩散。主要有三种扩散模式:①晶粒尺寸较小或晶粒内的扩散较快,以至从两边晶粒间界向晶粒内的扩散相互重叠,形成如图A类分布。②晶粒较大或晶粒内的扩散较慢,所以离晶粒间界较远处杂质原子很少,形成如图B类分布。③与晶粒间界扩散相比,晶粒内的扩散可以忽略不计,因此形成如图C类分布。所以多晶扩散要比单晶扩散快得多,其扩散速度一般要大两个数量级。分别写出恒定表面源扩散和有限表面源扩散的边界条件、初始条件、扩散杂质的分布函数,简述这两种扩散的特点。恒定表面源扩散(预淀积扩散,predeposition)在表面浓度Cs一定的情况下,扩散时间越长,杂质扩散的就越深,扩到硅内的杂质数量也就越多。如果扩散时间为t,那么通过单位表面积扩散到Si片内部的杂质数量Q(t)为:恒定源扩散,其表面杂质浓度Cs基本上由该杂质在扩散温度(900-1200℃)下的固溶度所决定,在900-1200℃范围内,固溶度随温度变化不大,很难通过改变温度来达到控制表面浓度Cs的目的,这是该扩散方法的不足之处。有限表面源扩散(推进扩散,drive-in)杂质分布形式散温度相同时,扩散时间越长,杂质扩散的越深,表面浓度越低。扩散时间相同时,扩散温度越高,杂质扩散的越深,表面浓度下降越多。与恒定表面源扩散不同,有限表面源扩散的表面浓度Cs随时间而降低:什么是两步扩散工艺,其两步扩散的目的分别是什么实际的扩散温度一般为900-1200℃,在这个温度范围内,杂质在硅中的固溶度随温度变化不大,采用恒定表面源扩散很难通过改变温度来控制表面浓度,而且很难得到低表面浓度的杂质分布形式。两步扩散:采用两种扩散结合的方式。第一步称为预扩散或者预淀积:在较低温度下,采用恒定表面源扩散方式。在硅片表面扩散一层数量一定,按余误差函数形式分布的杂质。由于温度较低,且时间较短,杂质扩散的很浅,可认为杂质是均匀分布在一薄层内,目的是为了控制扩散杂质的数量。第二步称为主扩散或者再分布:将由预扩散引入的杂质作为扩散源,在较高温度下进行扩散。主扩散的目的是为了控制表面浓度和扩散深度。两步扩散后的杂质最终分布形式:D预t预<>ks,在这种情况下线性氧化速率常数的大小主要由化学反应常数ks决定,即由硅表面处的原子经化学反应转变为SiO2的速率决定。表面化学反应速率是与硅表面的原子密度,也就是与表面的价键密度有关。(111)面上的硅原子密度比(100)面上大。因此,(111)面上的线性氧化速率常数应比(100)面上大。4)杂质影响掺磷/硼掺氯在干分子氧中加入少量(1%~3%)卤素能够显着改善SiO2特性:①加速反应Si-O键能为,Si-Cl键能为。氯气与Si反应生成的SiCl4可以与氧气反应生成SiO2,这里氯气起到了催化剂的作用。②Cl-能够中和积累在表面的电荷。③氯气能够与大多数重金属原子反应生成挥发性的金属氯化物,起到清洁作用。简述在热氧化过程中杂质再分布的四种可能情况。如果假设硅中的杂质分布是均匀的,而且氧化气氛中又不含有任何杂质,则再分布有四种可能。①分凝系数m<l,且在SiO2中是慢扩散的杂质,也就是说在分凝过程中杂质通过SiO2表面损失的很少,硼就是属于这类。再分布之后靠近界面处的SiO2中的杂质浓度比硅中高,硅表面附近的浓度下降。②m<1,且在SiO2中是快扩散的杂质。因为大量的杂质通过SiO2表面跑到气体中去,杂质损失非常厉害,使SiO2中的杂质浓度比较低,但又要保证界面两边的杂质浓度比小于1,使硅表面的杂质浓度几乎降到零,在H2气氛中的硼就属于这种情况。③m>1,且在SiO2中慢扩散的杂质。再分布之后硅表面附近的杂质浓度升高,磷就属于这种杂质。④m>l,且在SiO2中快扩散的杂质。在这种情况下,虽然分凝系数大于1,但因大量杂质通过SiO2表面进入气体中而损失,硅中杂质只能不断地进入SiO2中,才能保持界面两边杂质浓度比等于分凝系数,最终使硅表面附近的杂质浓度比体内还要低,镓就是属于这种类型的杂质。对于m=1,而且也没有杂质从SiO2表面逸散的情况,热氧化过程也同样使硅表面杂质浓度降低。这是因为一个体积的硅经过热氧化之后转变为两个多体积的SiO2,由此,要使界面两边具有相等的杂质浓度(m=1),那么杂质必定要从高浓度硅中向低浓度SiO2中扩散,即硅中要消耗一定数量的杂质,以补偿增加的SiO2体积所需要的杂质。一片硅片由厚的SiO2薄膜覆盖。所需数据见下表,玻尔兹曼常数k=×10-23。(1)在1200℃下,采用H2O氧化,使厚度增加需要多少时间。(2)在1200℃下,采用干氧氧化,增加同样的厚度需要多少时间氧化工艺BB/A干氧C1=*102μm2h-1;E1=C2=*106μm2h-1;E2=湿氧C1=*102μm2h-1;E1=eVC2=*107μm2h-1;E2=H2OC1=*102μm2h-1;E1=eVC2=*108μm2h-1;E2=eV10.Si-SiO2界面电荷有哪几种简述其来源及处理办法。可动离子电荷Qm来源:主要来源于Na+等网络改变者。解决办法:为了降低Na+的玷污,可以在工艺过程中采取预防包括①使用含氯的氧化工艺;②用氯周期性地清洗管道、炉管和相关的容器;③使用超纯净的化学物质;④保证气体及气体传输过程的清洁。另外保证栅材料不受玷污也是很重要的。氧化层陷阱电荷Qot来源:在氧化层中有些缺陷能产生陷阱,这些缺陷有:①悬挂键;②界面陷阱;⑤硅-硅键的伸展;④断键的氧原子(氧的悬挂键);⑤弱的硅-硅键(它们很容易破裂,面表现电学特性)。⑥扭曲的硅-氧键;⑦Si-H和Si-OH键。产生陷阱电荷的方式主要有电离辐射和热电子注入等解决办法:减少电离辐射陷阱电荷的主要方法有三种:①选择适当的氧化工艺条件以改善SiO2结构。为抗辐照,氧化最佳工艺条件,常用1000℃干氧氧化。②在惰性气体中进行低温退火(150-400℃)可以减少电离辐射陷阱。③采用对辐照不灵敏的钝化层,例如A12O3,Si3N4等。氧化层固定电荷Qf来源:通常是由Si-SiO2之间过渡区的结构改变引起的。该区中存在有过剩的硅离子,在氧化过程中与晶格脱开但还未完全与氧反应。处理办法:快速退火能有效地减小氧化层固定电荷密度。右图为Deal三角,说明了这种效应。界面陷阱电荷Qit来源:界面处存在的不完整化合价及不饱和键,使得电子和空穴可以很容易地被俘获。处理办法:界面态密度与衬底晶向、氧化层生长条件和退火条件密切有关。在相同的工艺条件下、(111)晶向的硅衬底产生的界面态密度最高,(100)晶向的最低。通过采用特殊的退火工艺可以有效减少界面态密度。11.下图为一个典型的离子注入系统。(1)给出1~6数字标识部分的名称,简述其作用。(2)阐述部件2的工作原理。1.离子源2.分析磁块3.加速器4.中性束闸&y扫描板6.法拉第杯1.离子源作用:产生注入用的离子原理:高能电子轰击(电子放电)杂质原子形成注入离子类型:高频,电子振荡,溅射气体流入一个放电腔室,热灯丝发射的电子与气体分子碰撞,当能量足够大时,气体分子被离化。2.质量分析器作用:将所需离子分选出来原理:带电离子在磁场中受洛伦磁力作用,运动轨迹发生弯曲由离子源引出的离子流含有各种成分,其中大多数是电离的,在BF3的例子中,我们需要仅仅拣选出B+,这样的过程通常由一个分析磁铁完成。离子束进入一个低压腔体内,该腔体内的磁场方向垂直于离子束的速度方向,利用磁场对荷质比不同的离子产生的偏转作用大小不同,最后在特定位置采用一个狭缝,可以将所需的离子分离出来。3.加速器作用:使离子获得所需的能量。原理:利用强电场,使离子获得更大的速度加速器的主要作用是使离子增加离子能量能够达到器件所需要的结深。用一组静电透镜将束聚焦为一个圆斑或长条状,然后束进入一个线性静电加速器,加速器沿加速管的长度方向建立一个电场来改变离子的能量。4.中性束闸和中性束阱作用:使中性原子束因直线前进不能达到靶室原理:用一静电偏转板使离子束偏转5o--8o作用再进入靶室5.扫描系统作用:使离子在整个靶片上均匀注入。方式:①靶片静止,离子束在X,Y方向作电扫描。②粒子束在Y方向作电扫描,靶片在X方向作机械运动。③粒子束静止,靶片在X,Y方向作机械运动。6.法拉第杯作用:收集束流测量注入剂量原理:收集到的束流对时间进行积分得到束流的大小信息离子在靶内运动时,损失能量可分核阻滞和电子阻滞,解释什么是核阻滞、电子阻滞两种阻滞本领与注入离子能量具有何关系碰撞注入离子与靶内原子核之间的相互碰撞。因注入离子与靶原子的质量一般为同一数量级,每次碰撞之后,注入离子都可能发生大角度的散射,并失去一定的能量。子碰撞注入离子与靶内自由电子以及束缚电子之间的碰撞,这种碰撞能瞬时地形成电子-空穴对。由于两者的质量相差非常大(104),每次碰撞中,注入离子的能量损失很小,而且散射角度也非常小,也就是说每次碰撞都不会改变注入离子的动量,虽然经过多次散射,注入离子运动方向基本不变。在一级近似下,核阻止本领与能量无关;电子阻止本领与能量的平方根成正比。采用无定形掩膜的情况下进行注入,若掩蔽膜/衬底界面的杂质浓度减少至峰值浓度的1/10000,掩蔽膜的厚度应为多少用注入杂质分布的射程和偏差写出表达式。无定形靶内的纵向浓度分布可用高斯函数表示:其中,Rp为投影射程,ΔRp为投影射程的标准偏差,φ为剂量。以上为浓度与深度的函数变化关系。由于离子注入过程的统计特性,离子也有穿透掩蔽膜边缘的横向散射,因此分布应考虑为二维的,既有横向也有纵向的标准偏差。射程估算:如果注入离子能量比Ec大很多,则离子在靶内主要以电子阻止形式损失能量,可按下式估算射程:R≈K1E1/2如果注入离子的能量E<>ks,Cs趋于Cg,淀积速率受表面化学反应速率控制。反应剂数量:主气流输运到硅片表面的﹥表面化学反应所需要的②hg﹤﹤ks,Cs趋于0,淀积速率受质量输运速率控制。反应剂数量:表面化学反应所需要的﹥主气流输运到硅片表面的①低温情况下,表面化学反应速率控制ks=k0e-EA/kT淀积速率随温度的升高而成指数增加。②高温情况下,质量输运控制由于反应速度的加快,输运到表面的反应剂数量低于该温度下表面化学反应所需要的数量,这时的淀积速率将转为由质量输运控制,基本不再随温度变化而变化。简述APCVD、LPCVD、PECVD的特点。APCVD——一些最早的CVD工艺是在大气压下进行的,由于反应速率快,CVD系统简单,适于较厚的介质淀积。APCVD缺点:台阶覆盖性差;膜厚均匀性差;效率低。常压下扩散系数小,hg<>ks,生长速率受表面化学反应控制,与气流的均匀性无关,硅片可以竖直紧密排列,容量大。LPCVD缺点:淀积速率慢,生长温度高3.PECVD——等离子体增强化学气相淀积(PECVD)是目前最主要的化学气相淀积系统。APCVD和LPCVD都是利用热能来激活和维持化学反应,而PECVD是通过射频等离子体来激活和维持化学反应,受激发的分子可以在低温下发生化学反应,所以淀积温度比APCVD和LPCVD低(200-350℃),淀积速率也更高,淀积的薄膜具有良好的附着性、低针孔密度、良好的阶梯覆盖及电学特性。反应原理:等离子体中的电子与反应气体的分子碰撞时,这些分子将分解成多种成份:离子、原子以及活性基团(激发态),这些活性基团不断吸附在衬底表面上,吸附在表面上的活性基团之间发生化学反应生成薄膜元素,并在衬底表面上形成薄膜。活性基团吸附在表面时,不断的受到离子和电子轰击,很容易迁移,发生重新排列。这两个特性保证了所淀积薄膜有良好的均匀性,以及填充小尺寸结构的能力。由于PECVD与非等离子体CVD相比,淀积过程有更多的非平衡特点,故也可以更容易地改变薄膜性质(组成、密度、应力等),并且对于特定的应用可修正这些性能。然而,这也会使薄膜产生不希望有的组分或者性质,如副产品或气体分子结合进薄膜。简述外延薄膜的生长过程,其最显着的特征是什么生长过程:①传输:反应物从气相经边界层转移到Si表面;②吸附:反应物吸附在Si表面;③化学反应:在Si表面进行化学反应,得到Si及副产物;④脱吸:副产物脱离吸附;⑤逸出:脱吸的副产物从表面转移到气相,逸出反应室;⑥加接:生成的Si原子加接到晶格点阵上,延续衬底晶向生长特征:横向二维的层层生长。晶面的构造可用三个密切联系的特征表示:平台、扭转、台阶如果吸附原子A保持不动,其他硅原子可以被吸附过来,形成硅串或硅岛。大量的硅串在合并时,必定会产生严重的缺陷或形成多晶薄膜。如果吸附原子具有比较高的能量,那么这个原子更倾向于沿着表面迁移,如果迁移到一个台阶边缘的位置,如图B位置,由于Si-Si键的相互作用,位置B比位置A更稳定,吸附原子就有很大的可能性保持在此位置。吸附原子最稳定的位置是所谓的扭转位置,如图中的位置C。当吸附原子到达一个扭转位置时,形成了一半的Si-Si键,进一步的迁移就不太可能发生了。在继续生长过程中,更多的吸附原子必定会迁移到扭转位置,从而加入到生长的薄膜中。影响外延薄膜的生长速度的因素有哪些温度高温区B区,生长速率对温度的变化不敏感,生长速率由气相质量输运控制,并且对反应室的几何形状和气流有很大的依赖性。低温区A区,生长速率对温度的变化非常敏感,生长速率完全由表面化学反应控制。外延温度选在高温区:生长速率处于质量输运控制范围,温度的微小波动不会影响生长速率显着变化;淀积在表面的硅原子具有足够的能量和迁移能力,易找到合适的位置形成单晶;外延温度太高,会使自掺杂效应和扩散效应加重。反应剂浓度外延生长速率由以下两因素较慢放入一个决定:氢还原SiCl4析出硅原子的速率;被释放出来的硅原子在衬底上生成单晶层的速率。SiCl4浓度较小,SiCl4被氢还原析出硅原子的速度远小于被释放出来的硅原子在衬底上生成单晶硅速度,化学反应速度控制外延层的生长速率;增加SiCl4浓度,化学反应速率加快,生长速度提高。浓度大到一定程度,化学反应释放硅原子速度大于硅原子在衬底表面的排列生长速度,此时生长速率受硅原子在衬底表面排列生长的速度控制。进一步增大SiCl4浓度(Y=)生长速率减小;当Y=时,逆向反应发生硅被腐蚀;反向腐蚀越严重,生长速率下降,当Y>时,只存在腐蚀反应。3)气流速率气体流速越大,边界层越薄,相同时间内转移到单位衬底表面上的反应剂数量越多,外延层生长速率也越快;当气流大到一定程度时,外延层的生长速率基本不随气体流量增大而加快。因为此时边界层厚度很薄,输运到衬底表面的反应剂数量可能超过外延温度下的化学表面反应需要的数量,此时生长速率由化学反应速率决定。4)衬底晶向不同晶面的键密度不同,键合能力存在差别,会对生长速率产生一定影响。共价键密度小,键合能力差,生长速率慢,例如(111)晶面;共价键密度大,键合能力强,生长速率快,例如(110)晶面。SiCl4浓度较小,SiCl4被氢还原析出硅原子的速度远小于被释放出来的硅原子在衬底上生成单晶硅速度,化学反应速度控制外延层的生长速率;增加SiCl4浓度,化学反应速率加快,生长速度提高。浓度大到一定程度,化学反应释放硅原子速度大于硅原子在衬底表面的排列生长速度,此时生长速率受硅原子在衬底表面排列生长的速度控制。进一步增大SiCl4浓度(Y=)生长速率减小;当Y=时,逆向反应发生硅被腐蚀;反向腐蚀越严重,生长速率下降,当Y>时,只存在腐蚀反应。下图为硅外延生长速度对H2中SiCl4摩尔分量的函数曲线,试分析曲线走势,并给出其变化的原因。什么是扩散效应什么是自掺杂效应这两个效应使得衬底/外延界面杂质分布有怎样的变化扩散效应是指衬底中的杂质与外延层中的杂质,在外延生长时互相扩散,引起衬底与外延层界面附近杂质浓度的缓慢变化。扩散效应对界面杂质分布情况的影响,与温度、衬底和外延层的掺杂情况、杂质类型及扩散系数、外延层的生长速度和缺陷等因素有关。自掺杂效应:在外延生长过程中,衬底和外延层中的杂质因热蒸发,或因化学反应的副产物对衬底或外延层的腐蚀,都会使衬底和外延层中的杂质进入边界层中,改变了边界层中的掺杂成分和浓度,从而导致了外延层中杂质的实际分布偏离理想情况。扩散效应自掺杂效应解释为什么导热型规表在超高真空下不能工作。简述几种典型真空泵的工作原理。几种典型的真空泵结构:=1\*GB3①活塞式机械泵;=2\*GB3②旋片式机械泵;=3\*GB3③增压器——罗茨泵;=4\*GB3④油扩散泵;=5\*GB3⑤涡轮分子泵;=6\*GB3⑥低温吸附泵;=7\*GB3⑦钛升华泵;=8\*GB3⑧溅射离子泵.=1\*GB3①活塞式机械泵:吸气阶段,气体经过右侧阀进入汽缸。压缩阶段,两个阀均关闭,气体被压缩。排气阶段,气体经过左侧阀被排出到高压力区。=2\*GB3②旋片式机械泵:采用旋片代替活塞进行抽气和压缩运动。单级旋片式机械泵的终极真空大约为20mTorr,两级泵则能达到1mTorr以下。此类压缩泵工作时,水蒸气的凝聚可能导致腐蚀。需要泵油,可能会对真空腔室产生污染。=3\*GB3③增压器——罗茨泵:罗茨泵可被作为常规的旋片式机械泵的预压缩装置使用,用来提高入口压力,增加排量。=4\*GB3④油扩散泵:真空泵油经电炉加热沸腾后,产生一定的油蒸汽沿着蒸汽导流管传输到上部,经由三级伞形喷口向下喷出,形成一股向出口方向运动的高速蒸汽流。油分子与气体分子碰撞,把动量交给气体分子自己慢下来,而气体分子获得向下运动的动量后便迅速往下飞去。在射流的界面内,气体分子不可能长期滞留,因而界面内气体分子浓度较小。由于这个浓度差,使被抽气体分子得以源源不断地扩散进入蒸汽流而被逐级带至出口,并被前级泵抽走。慢下来的蒸汽流向下运动过程中碰到水冷的泵壁,油分子冷凝,沿着泵壁流回蒸发器继续循环使用。=5\*GB3⑤涡轮分子泵:利用高速旋转的动叶轮将动量传给气体分子,使气体产生定向流动而抽气的真空泵。由许多级组成,每个级上都包括以大于2000r/min的极高转速的风机叶片和一套被称为定子的静止的叶片,定子和转子之间的间隙为1mm量级。每一级的压缩比不大,但级数很多,整个泵的压缩比可达109。涡轮分子泵的优点是启动快,能抗各种射线的照射,耐大气冲击,无气体存储和解吸效应,无油蒸气污染或污染很少,能获得清洁的超高真空。=6\*GB3⑥低温吸附泵:由闭合循环冷冻机组成,冷冻机的冷头一般维持在20K左右,封装在泵体里并连接到真空系统,通过低温凝聚气体分子。需前级泵,具有最高极限真空度,无回油污染问题,但工作后需再生处理。=7\*GB3⑦钛升华泵:加热Ti丝,使Ti原子蒸发出来。Ti与反应室内的气体分子反应,凝结在腔壁上。=8\*GB3⑧溅射离子泵:阳极和阴极间加高压,电子在阳极被加速,在磁场作用下旋转。气体分子与旋转的电子碰撞而电离(潘宁放电),气体离子被加速向阴极运动,被阴极材料(如Ti)吸附,并且把表面的Ti溅射出来。溅射出来的Ti原子还可以与气体离子反应,使抽速增大。下图为直流等离子放电的I-V曲线,请分别写出a-g各段的名称。可用作半导体制造工艺中离子轰击的是其中哪一段试解释其工作原理。ab段为无光放电区;bc段为汤生放电;c点为放电的着火点,cd段为前期辉光放电;de段为正常辉光放电区ef段为反常辉光放电;fg段为电弧放电。正常辉光放电区—de段,电流的增加与电压无关,只与阴极上产生辉光的表面积有关。在这个区域内,阴极的有效放电面积随电流增加而增大,而阴极有效放电区内的电流密度保持恒定。在这一阶段,导电的粒子数目大大增加,在碰撞过程中转移的能量也足够高,因此会产生明显的辉光,维持辉光放电的电压较低,而且不变。气体击穿之后,电子和正离子来源于电子的碰撞和正离子的轰击使气体电离,即使不存在自然电离源,放电也将继续下去。这种放电方式又称为自持放电。射频放电与直流放电相比有何优点直流放电中,电荷在表面的积聚会使电场减小,直到等离子体消失。在射频电场中,因为电场周期性地改变方向,带电粒子不容易到达电极和器壁而离开放电空间,相对地减少了带电粒子的损失。在两极之间不断振荡运动的电子可以从高频电场中获得足够的能量使气体分子电离,只要有较低的电场就可以维持放电。阴极产生的二次电子发射不再是气体击穿的必要条件。射频电场可以通过任何一种类型的阻抗耦合进入淀积室,所以电极可以是导体,也可是绝缘体。如果刻蚀的各项异性度为零,那么当刻蚀厚度为μm的膜时产生的钻蚀量(或刻蚀偏差)为多少各项异性度为时进行刻蚀,钻蚀量又是多少假定在每一种情况下不存在过刻。刻蚀偏差是指刻蚀以后线宽或关键尺寸间距的变化,通常是由于横向钻刻引起的。简述BOE(或BHF)刻蚀SiO2的原理。二
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