1、第三章、版圖設計一、光刻步驟圖形的加工是通過光刻和刻蝕工藝完成的，光刻和刻蝕是集成電路加工過程中非常重要的工序，集成電路能否持續地遵從摩爾定律向前發展，很大程度上決定于光刻和刻蝕工藝能否不斷實現更小的線條圖形。光刻和刻蝕的作用就是把設計好的集成電路版圖上的圖形復制到硅片上。1.清洗（1）煮硫酸：向燒杯中倒入硫酸并加入少量過氧化氫（雙氧水），煮至沸騰即可。（2）煮王水：向燒杯中倒入鹽酸：硝酸=3：1，煮至顏色變白后沖去離子水，在這步操作中間時，打開去離子水加熱開關加熱去離子水。（3）沖離子水：5遍冷離子水+10遍熱離子水+5遍冷離子水。（4）烘干：放入烤箱烘10或在擴散爐口烘2-3。2.氧化氧化

2、使用右擴散爐的下爐管，采用干氧和濕氧結合的工藝。操作步驟如下：（1）在清洗片子時同時打開氧化擴散爐，設定好氧化溫度，進行升溫（一般一個小時）。（2）打開水浴溫度控制，水浴溫度為95攝氏度。（3）爐溫達到設定溫度并穩定后，將烘好的片子送入爐管的恒溫區。（推石英舟進爐時，玻璃框距爐框10公分）（4）按氧化擴散爐使用方法開啟，設定好時間，進行氧化。氧化溫度：T=1180攝氏度氧化時間：t=10(干氧) +40（濕氧）+10（干氧）氧氣流量: 2-3L/min注意事項：（1）進行干氧氧化和濕氧氧化轉換時遵循先開后關的原則。（2）氧化過程中及時觀測氧氣流量。（3）氧化完成后得到的氧化硅厚度在6500-7

3、000埃，顏色為紫羅蘭色到綠色之間。3.光刻光刻擴硼窗口（1）甩膠（2）前烘（t=10,T=80攝氏度）（3）曝光（t=2.5s）（4）顯影（環己烷，t=2.5s）（5）定影（乙酸丁酯，t=1s）（6）堅膜（t=30,T=120攝氏度）（7）腐蝕（T=45攝氏度，時間以圖形窗口無殘留氧化層為準）（8）去膠4.清洗（操作同1）5.硼預擴硼預擴采用右擴散爐上管，片倒扣在源片上，推石英舟進擴散爐管以及將石英舟拉出爐管時的速度要很慢。溫度：T=910攝氏度時間：t=20氣體流量：氮氣為2L/min 氧氣為0.5L/min按預擴條件設好擴散爐的溫度，氣體流量后進行擴散，注意擴散過程中觀測氣體流量。6.硼

4、主擴硼主擴采用右擴散爐下管溫度：T=1140攝氏度時間：t=5(干氧) +10（濕氧）+15（干氧）氣體流量：氧氣為1.5L/min按主擴條件設好擴散爐的溫度，氣體流量后進行擴散，注意擴散過程中觀測氣體流量。7.光刻二光刻擴磷窗口操作同3，但在曝光前需要依片子和光刻版上的圖形和對準標記對版8.清洗（操作同1）9.擴磷擴磷采用左擴散爐上管，硅片倒扣在源片上，進出爐管時推拉速度要很慢。溫度：T=1050攝氏度時間：t=45氣體流量：氮氣為0.9L/min 氧氣為0.2L/min按預擴條件設好擴散爐的溫度，氣體流量后進行擴散，注意擴散過程中觀測氣體流量。10.擴磷再分布再分布采用左擴散爐上管溫度：T

5、=1050攝氏度時間：t=15氣體流量：氧氣為0.9-1L/min在上一步的基礎上直接調整工藝條件，不用再講片子去除再送入爐管。11.光刻三光刻引線孔操作同7，注意對版。12.清洗（操作同1）13.真空蒸發Al金屬膜將真空鍍膜機的操作規程進行。真空鍍鋁完成后，金屬Al的厚度約為1um。真空度：0.0038帕襯底溫度：200攝氏度（顯示250攝氏度）時間：十幾秒左右14.光刻四光刻電極圖形操作同7，注意對版。15.腐蝕金屬Al腐蝕液：氫氧化鉀：鐵氰化鉀：水=1.2克：5克：100毫升時間：以圖形邊沿清洗為準。16.去膠清洗用負膠去膜劑浸泡片子約15分鐘，用丙酮面擦凈膠膜，然后用去離子水清洗若干次

6、。17.合金合金采用左擴散爐下管溫度：T=320攝氏度時間：t=10氣體流量：氮氣為2L/min 氧氣為0.5L/min目前的光刻主要是光學光刻，是把掩模版上的圖形通過以下幾個步驟轉移到硅片上的。甩膠在硅片表面均勻涂覆一層光刻膠。曝光把涂好膠的硅片放在掩模版下，經過光照后，沒有被光照的部分容易被去掉，光照的部分則發生聚合反應，變得更加堅固，不易去掉。顯影通過化學或物理方法把沒曝光的膠去掉。刻蝕把沒有光刻保護的那部分去掉。去膠最后去掉殘留在硅片上的所有的光刻膠。過程如下圖所示：二、橫向參數及版圖設計1.橫向參數：最小光刻間距為3um；單元發射極條寬度Se=10um，長度le=150um，數目n

7、= 11個；單元發射極引線孔寬度為10um,長度為130um；基極引線孔寬度為10um，長度為150um；發射極鎳鉻薄膜的寬度為54um，基極鎳鉻薄膜寬度為14um2.各部分版圖襯底基區光刻版圖基極引線孔Y均為（10，160）X1X220307484128138182192236246290300344354398408452462506516560570614624發射極光刻版圖Y均為（10，160）X1X2376791121146176200230254284308338364394418448472502526556580610發射極引線孔Y均為（20，150）X1X2475710111

8、1156166210220264274318328 374384428438482512536566590600鎳鎘綜合光刻版圖三、縱向結構參數及其剖面圖1.縱向結構參數基區寬度1.5um硼擴散結深3um磷擴散結深1.5um外延層厚度12um工藝語句的格式如下：工序類型 層名 深度 標號 角度 偏移量 注釋 Step Layer Depth Label Angle Offset Comment 工序類型：工藝語句以工序類型開始，有如下三種工序類型。gd 或 grow/deposit （生長/淀積）e 或 etch （腐蝕）id 或 implant/diffuse （離子注入/擴散）#工序 層名 深度 標號 解釋gd chendi 12 - #模擬外延區12umid jiqu 3 - #按照基區版圖，擴硼3umid fashequ 1.5 - #按照發射區版圖，擴磷1.5ume jijiy