§1.3晶體的空間點陣結構簡單立方結構 SimpleCubic致密度η（又稱空間利用率）：晶體中原子所占體積與晶體總體積之比。配位數CN：晶體中一個原子最近鄰的原子數。（注意：不是格點數）§1.3晶體的空間點陣結構體心立方結構Body-Centered-Cubic致密度η（又稱空間利用率）：晶體中原子所占體積與晶體總體積之比。配位數CN：晶體中一個原子最近鄰的原子數。（注意：不是格點數）§1.3晶體的空間點陣結構面心立方結構 Face-Centered-Cubic致密度η（又稱空間利用率）：晶體中原子所占體積與晶體總體積之比。配位數CN：晶體中一個原子最近鄰的原子數。（注意：不是格點數）§1.3晶體的空間點陣結構

金剛石結構與閃鋅礦結構：

圖示為金剛石結構，鍺、硅單晶材料均為金剛石結構，它是由兩個面心立方結構套構形成。氧化過程描述Ts1是滯留層厚度，Cg可用理想氣體定律計算hg是質量輸運系數Ks是化學反應速率常數兩個方程三個未知濃度亨利定律：固體表面吸附元素的濃度與固體表面外氣體中該元素的分氣壓成正比H是亨利氣體常數只要將界面流量除以單位體積SiO2的氧分子數，通常用NO2標示，就可獲得生長速率，對于用分子氧進行的氧化來說，NO2是SiO2中氧原子數密度的一半，即2.2×1022假定在氧化前已存在的氧化層厚度為t0，則以上微分方程的解為：氧化過程描述CVD反應CVD反應步驟

基本的化學氣相淀積反應包含8個主要步驟，以解釋反應的機制。1）氣體傳輸至淀積區域；2）膜先驅物的形成；3）膜先驅物附著在硅片表面；4）膜先驅物黏附；5）膜先驅物擴散；6）表面反應；7）副產物從表面移除；8）副產物從反應腔移除。

CMOS制作中的一般摻雜工藝Table17.2

擴散工藝完成擴散過程所需的步驟：1. 進行質量測試以保證工具滿足生產質量標準；2. 使用批控制系統，驗證硅片特性；.3. 下載包含所需的擴散參數的工藝菜單；4. 開啟擴散爐，包括溫度分布；5. 清洗硅片并浸泡氫氟酸，去除自然氧化層；6. 預淀積：把硅片裝入擴散爐，擴散雜質；7. 推進：升高爐溫，推進并激活雜質，然后撤除硅片；8. 測量、評價、記錄結深和電阻。離子注入的優點

1. 精確控制雜質含量；2. 很好的雜質均勻性；3. 對雜質穿透深度有很好的控制；4. 產生單一粒子束；5. 低溫工藝；6. 注入的離子能穿過掩蔽膜；7. 無固溶度極限。Table17.5

離子注入在工藝集成中的發展趨勢不同注入工藝的實例深埋層倒摻雜阱穿通阻擋層閾值電壓調整輕摻雜漏區(LDD)源漏注入多晶硅柵溝槽電容器超淺結絕緣體上硅(SOI)

光刻目的分辨率的計算分辨率的計算焦深204本課程內容重點介紹單項工藝和其依托的科學原理。如：氧化、光刻、擴散、離子注入、物理氣相淀積，化學氣相淀積，外延等。簡單介紹典型產品的工藝流程，芯片的封裝、測試，以及新工藝、新技術、工藝技術的發展趨勢。21本課程講述的主要內容1單晶硅及氧化2摻雜技術（擴散、離子注入）3薄膜技術（物理氣相淀積、化學氣相淀積、外延）4光刻與刻蝕工藝5金屬化與多層互連6工藝集成22硅晶胞：金剛石結構的立方晶胞晶格常數：α=5.4305?原子密度：8/a3=5*1022cm-3原子半徑：rSi=√3a/8=1.17?空間利用率：生長動力學從簡單的生長模型出發，用動力學方法研究化學氣相淀積推導出生長速率的表達式及其兩種極限情況與熱氧化生長稍有

不同的是，沒有了

在SiO2中的擴散流F1是反應劑分子的粒子流密度F2代表在襯底表面化學反應消耗的反應劑分子流密度氣體薄膜襯底CgCsF1F2Grove模型U6.1.3Grove模型hg

是質量輸運系數（cm/sec）在穩態，兩類粒子流密度應相等。這樣得到可得：假定F1正比于反應劑在主氣流中的濃度CG與在硅表面處濃度CS之差假定在表面經化學反應淀積成薄膜的速率正比于反應劑在表面的濃度CS，則ks

是表面化學反應系數（cm/sec）設Y----在氣體中反應劑分子的摩爾百分比Cg----每cm3中反應劑分子數CT----在氣體中每cm3的所有分子總數N----形成薄膜的單位體積中的原子數。對硅外延N為5×1022cm-3

則薄膜淀積速率Y一定時，G由hg和ks中較小者決定1、如果hg>>ks，則Cs≈Cg-----表面化學反應速率控制過程，有2、如果hg<<ks，則CS≈0----質量傳輸速率控制過程，有

質量輸運控制，對溫度不敏感表面（反應）控制，對溫度特別敏感27熱氧化動力學（迪爾-格羅夫模型）氣體質量輸運:F1=hg(Cg-Cs)溶解：由亨利定理--固體內的雜質濃度正比與固體表面上氣相中該雜質的分壓。

Co=HPs;C*=HPg由氣體狀態方程

Cg=Pg/kT;Cs=Ps/kTpgpsF1F2F3SiO2Si-δ0xCgCsCoCi主流氣體粘滯層O2x028D-G模型F1=h(C*-Co)；h=hg/HkT固相擴散：化學反應：熱氧化是在氧化劑氣氛下進行：O2流密度不變，即準平衡態穩定生長：

F1=F2=F329兩種極限形式氣體C0SiO2Siks0DSiO20Cx擴散控制：DSiO2→0，Ci→0，

Co→C*反應控制：ks→

0，Ci→Co=C*/（1+ks/h）Ci30熱氧化生長速率氧化時間長，擴散控制階段:t>>τ,t>>A2/4B氧化時間很短，反應控制階段:(t+τ)<<A2/4B初始條件：xo=xi拋物線速率常數線性速率常數31例題襯底為0.3Ω·cm的p-Si，975℃，20min予淀積磷，求結深和雜質總量。（D0.5=0.2μm0.5/h0.5

）解：由圖1.18得：CB=5*1016cm-3；由圖1.20得：Cs=1*1021cm-3；Cs/CB=2*104；預淀積為余誤差分布，由圖3.7得：A≈5.7；又有：