VLSI-第七讲氧化(下)

制作电阻的衬底是和电阻材料掺杂类型相反的半 导体，即如果电阻是P型半导体，衬底就是N型半导体， 反之亦然。这样，电阻区和衬底就构成了一个PN结， 为防止这个PN结导通，衬底必须接一定的电位。要求 不论电阻的哪个端头和任何的工作条件，都要保证PN 结不能处于正偏状态。
通常将P型衬底接电路中最低电位，N型衬底接最 高电位，这样，最坏工作情况是电阻只有一端处于零 偏置，其余点都处于反偏置。
正是因为这个PN结的存在，又导致了掺杂半导体电 阻的另一个寄生效应：寄生电容。
电阻的衬底通常都是处于交流零电位，使得电阻对 交流地存在旁路电容。如果将电阻的一端接地，并假 设寄生电容沿电阻均匀分布，则电阻幅模的-3db带宽 近似的为：
1
1
f
3RC 3R□C0 L2
其中，R□是电阻区的掺杂层方块电阻，C0是单位 面积电容，L是电阻的长度。
第八章 模拟单元与变换电路
8.1 模拟集成电路中的基本元件
电阻、电容和晶体管是模拟集成电路的主要积木 单元，MOS晶体管在第二章中已作了介绍，这里将主 要讨论电阻和电容的设计。我们还将考虑一些分布参 数对元件性能的影响。
8.1.1 电阻
电阻是基本的无源元件，在集成工艺技术中有多 种设计与制造电阻的方法，根据阻值和精度的需要可 以选择不同的电阻结构和形状。
通常的修正包括端头修正和拐角修正。
端头和拐角修正
因为电子总是从电阻最小的地方流动，因此， 从引线孔流入的电流，绝大部分是从引线孔正对着 电阻条的一边流入的，从引线孔侧面和背面流入的 电流极少，因此，在计算端头处的电阻值时需要引 入一些修正，称之为端头修正。端头修正常采用经 验数据，以端头修正因子k1表示整个端头对总电阻 方块数的贡献。
合金薄膜电阻通过修正可以使其绝对值公差达到 1%~0.01%的精度。主要的修正方法有氧化、退火和激 光修正。

高纯氢氟酸的介绍与生产一、概述高纯氢氟酸英文名 hydrofluoric acid，分子式 HF，分子量 20.01。

为无色透明液体，相对密度 1.15～1.18，沸点112.2℃，在空气中发烟，有刺激性气味，剧毒。

能与一般金属、金属氧化物以及氢氧化物发生反应，生成各种盐类。

腐蚀性极强，能侵蚀玻璃和硅酸盐而生成气态的四氟化硅。

易溶于水、醇，难溶于其他有机溶剂。

高纯氢氟酸为强酸性清洗、腐蚀剂，可与硝酸、冰醋酸、双氧水及氢氧化铵等配置使用，主要应用于集成电路（IC）和超大规模集成电路（VLSI）芯片的清洗和腐蚀，是微电子行业制作过程中的关键性基础化工材料之一，还可用作分析试剂和制备高纯度的含氟化学品。

目前，在国内基本上是作为蚀刻剂和清洗剂用于微电子行业，其它方面用量较少。

二、高纯氢氟酸的分类国际SEMI（Semiconductor Equipment and Materials International）标准化组织根据高纯试剂在世界范围内的实际发展情况，按品种进行分类，每个品种归并为一个指导性的标准，其中包括多个用于不同工艺技术的等级，具体见下表1。

表1 SEMI国际标准等级国内有的高纯试剂生产企业拥有自己的企业标准，其中，BV 系列标准比较常见，该标准共分为七个等级。

如：北京化学试剂用的就是BV系列标准，具体见下表2。

表2 国内高纯试剂常用规格目前，因各微电子生产企业对高纯氢氟酸要求的标准不同，可将其划分为四个档次：①低档产品，用于>1.2μmIC工艺技术的制作；②中低档产品，适用于0.8～1.2μmIC工艺技术的制作；③中高档产品，适用于0.2～0.6μmIC工艺技术的制作；④高档产品，适用于0.09～0.2μm和＜0.09μm IC工艺技术的制作。

三、制备方法与工艺目前国内外制备高纯氢氟酸的常用提纯技术有精馏、蒸馏、亚沸蒸馏、气体吸收等技术，这些提纯技术各有特性，各有所长。

有的提纯技术如亚沸蒸馏技术只能用于制备量少的产品，而有的提纯技术如气体吸收技术可以用于大规模的生产。

2009-10-10第6章MOSFET 的电气特性1第6 章MOSFET 的电气特性本章目录6.1 MOS 物理学 6.2 nFET 电流-电压方程 6.3 FET 的RC 模型 6.4 pFET 特性6.5 小尺寸MOSFET 模型),(DSn GSn Dn Dn V V I I =NMOS 的电流和电压§6.1 MOS 物理学2009-10-10第6章MOSFET 的电气特性3oxoxox t C ε=F/cm10854.8,9.31400−×==εεεox MOS 的结构§6.1 MOS 物理学S ox G V V φ+=oxox S V C Q −=MOS 的结构中的电压：表面电势：氧化层的电压降；S ox V φ2C/cm ：：表面电荷密度，单位S Q2009-10-10第6章MOSFET 的电气特性5sa Si B N q Q φε2−=MOS 的结构中的耗尽电荷：衬底掺杂浓度；：体电荷密度，单位：a Si B N Q 028.11C/cm εε=§6.1 MOS 物理学MOS 的结构中的电子电荷e B S Q Q Q +=)(Tn G ox e Tn G V V C Q V V −−=>时，：反型层电子密度e Q2009-10-10第6章MOSFET 的电气特性7阈值电压公式阈值电压：衬底表面形成强反型时的栅源电压。

⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛==i a F F F S n N q kT ln ||||||2φφφφ：体费米电势，型时，衬底表面出现强反当表面电势强反型：反型层中的载流子浓度与衬底的多数载流子浓度相等。

oxIFB F F a Si ox Tn C qD V N q C V +++=||2|)|2(21φφεFBF F a Si oxTn V N q C V ++=||2|)|2(21φφε实际MOS 结构的阈值电压调整后的阈值电压公式§6.1 MOS 物理学：平带电压FB V 厘米注入的离子数：注入剂量，即每平方I D ||2|)|2(21F F a Si ox Tn N q C V φφε+=理想MOS 结构的阈值电压理想MOS ：栅和衬底材料一样，氧化层没有电荷2009-10-10第6章MOSFET 的电气特性9§6.2.2 体偏置效应当源和体（衬底）之间存在V SBn >0时)||2||2(0F SBn F n T Tn V V V φφγ−++=V2，单位体偏置系数：ox aSi C N q εγ=体偏置效应使阈值电压增大！0.7930.7720.7410.700V Tn (V)V SBn (V))58.058.0(08.070.0 V 58.02,V 08.0,V 70.0,nFET 3.6210−++====SBn Tn SBn F n T V V V V 的关系为阈值电压与体偏置电压。

CMP工作原理详解1. 概述CMP（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）是一种集成电路制造工艺，用于制造大规模集成电路（VLSI）的互补金属氧化物半导体器件。

CMP工艺是目前最常用和成熟的半导体制造工艺之一，广泛应用于处理器、存储器、通信芯片等领域。

本文将详细解释CMP工作原理的基本原理，包括CMP工艺的步骤、CMP机理以及相关设备和材料。

2. CMP工艺步骤CMP工艺通常包括以下步骤：2.1 表面准备CMP工艺开始前，需要对晶圆表面进行准备，以去除残留物、平整表面并提供良好的衬底。

这一步通常包括化学清洗和机械抛光等操作。

2.2 涂覆在CMP工艺中，需要在晶圆表面涂覆一层薄膜，通常使用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等技术。

这一层薄膜可以作为CMP过程中的衬底，保护晶圆表面。

2.3 机械抛光机械抛光是CMP工艺的核心步骤，通过旋转的抛光盘和抛光液，将晶圆表面的材料进行抛光，以达到平整的效果。

抛光液通常包括磨料、腐蚀剂和缓冲液等成分。

抛光盘和晶圆之间的压力和速度可以调节，以控制抛光过程中的材料去除速率。

2.4 清洗和检测抛光后的晶圆需要进行清洗，以去除抛光液和残留物。

清洗通常使用化学溶液和超纯水等。

清洗后，需要对晶圆进行检测，以评估CMP工艺的效果和质量。

3. CMP机理CMP工艺的核心机理涉及磨料、腐蚀剂、缓冲液等多个方面。

3.1 磨料磨料是CMP过程中用于去除晶圆表面材料的重要组成部分。

磨料通常是固体颗粒，可以是氧化铝、二氧化硅等硬度较高的材料。

这些颗粒在抛光过程中与晶圆表面发生摩擦和磨损，去除表面材料。

3.2 腐蚀剂腐蚀剂是CMP过程中用于溶解晶圆表面材料的化学物质。

腐蚀剂可以与晶圆表面的材料发生化学反应，使其溶解或转化为易于去除的物质。

腐蚀剂的选择和浓度对CMP过程的效果有重要影响。

3.3 缓冲液缓冲液是用于调节CMP过程中pH值和离子浓度的溶液。