第四章热氧化工艺_80570398
实验 硅热氧化工艺分析
实验硅热氧化工艺 在硅片表面生长一层优质的氧化层对整个半导体集成电路制造过程具有极为重要的意义。它不仅作为离子注入或热扩散的掩蔽层，而且也是保证器件表面不受周围气氛影响的钝化层，它不光是器件与器件之间电学隔离的绝缘层，而且也是MOS工艺以及多层金属化系统中保证电隔离的主要组成部分。因此了解硅氧化层的生长机理，控制并重复生长优质的硅氧化层方法对保证高质量的集成电路可靠性是至关重要的。 在硅片表面形成SiO2的技术有很多种：热氧化生长，热分解淀积（即VCD 法），外延生长，真空蒸发，反应溅射及阳极氧化法等。其中热生长氧化在集成电路工艺中用得最多，其操作简便，且氧化层致密，足以用作为扩散掩蔽层，通过光刻易形成定域扩散图形等其它应用。 一、实验目的 1、掌握热生长SiO2的工艺方法（干氧、湿氧、水汽）。 2、熟悉SiO2层在半导体集成电路制造中的重要作用。 3、了解影响氧化层质量有哪些因素。 4、能建立起厚度d和时间t的函数关系。 5、了解形成SiO2层的几种方法及它们之间的不同之处。 二、实验原理 热生长二氧化硅法是将硅片放在高温炉内，在以水汽、湿氧或干氧作为氧化剂的氧化气氛中，使氧与硅反应来形成一薄层二氧化硅。图1和图2分别给出了干氧和水汽氧化装置的示意图。 图1、干氧氧化装置示意图 图2、水汽氧化装置示意图 将经过严格清洗的硅片表面处于高温的氧化气氛（干氧、湿氧、水汽）中时，由于硅片表面对氧原子具有很高的亲和力，所以硅表面与氧迅速形成SiO2层。
硅的常压干氧和水汽氧化的化学反应式分别为： Si+O 2—→SiO 2 （2—1） Si+2H 2O —→SiO 2+2H 2↑ （2—2） 如果生长的二氧化硅厚度为χ0(μm)，所消耗的硅厚度为χi ，则由定量分析可知： 46.00 == χχαi （2—3） 即生长1μm 的SiO 2，要消耗掉0.46μm 的Si 。由于不同热氧化法所得二氧化硅的密度不同，故α值亦不同。图3示出了硅片氧化前后表面位置的变化。 图3、SiO 2生长对应硅片表面位置的变化 当硅片表面生长一薄层SiO 2以后，它阻挡了O 2或H 2O 直接与硅表面接触，此时氧原子和水分子必须穿过SiO 2薄膜到达Si —SiO 2界面才能与硅继续反应生长SiO 2。显然，随着氧化层厚度的增长，氧原子和水分子穿过氧化膜进一步氧化就越困难，所以氧化膜的增厚率将越来越小。Deal —Grove 的模型描述了硅氧化的动力学过程。他们的模型对氧化温度700℃至1300℃，压强0.2至1个大气压（也许更高些），生长厚度300?至20000?的干氧和湿氧氧化证明是合适的。 通过多种实验已经证明，硅片在热氧化过程中是氧化剂穿透氧化层向Si —SiO 2界面运动并与硅进行反应，而不是硅向外运动到氧化膜的外表面进行反应，其氧化模型如图4所示。氧化剂要到达硅表面并发生反应，必须经历下列三个连续的步骤：
铝表面阳极氧化处理方法
铝表面阳极氧化处理方法 一、表面预处理 无论采用何种方法加工的铝材及制品，表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷，如灰尘、金属氧化物（天然的或高温下形成的氧化铝薄膜）、残留油污、沥青标志、人工搬运手印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物）、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。因此在氧化处理之前，用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗，使其裸露纯净的金属基体，以利氧化着色顺利进行，从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。 （一）脱脂 铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。在这些方法中，以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。 表-1 脱脂及主要工艺 脱脂方法溶液组成用量g/L 温度/度时间min 后处理备注 有机溶剂汽油、四氯化碳、三氯乙烯等适量常温或蒸汽适当无浸蚀 表面活性剂肥皂、合成洗涤剂适量常温-80 适当. 水清洗无浸蚀 碱性溶液NaOH 50-200 40-80 0.5-3 水洗后用100-500g/L硝酸溶液中和及除挂灰脱脂兼腐蚀除去自然氧化，硝酸可用稀硫酸+铬酸代替 十二水磷酸钠NaOH硅酸钠40-608-1225-30 60-70 3-5 水清洗NaOH可用40-50g/L 碳酸钠代替，总碱度按NaOH计算为1.6%-2.5% 多聚磷酸钠碳酸钠磷酸钠一水硼酸钠葡萄糖酸液体润湿剂15.64.84.84.80.3ml0.1ml 60 12-15 水清洗使用前搅拌4个小时 十二水磷酸钠硅酸钠液体肥皂50-7025-353-5 75-85 3-5 水清洗 碳酸钠磷酸钠25-4025-40 75-85 适当水清洗 磷酸钠碳酸钠NaOH 20106 45-65 3-5 水清洗 强碱阻化除油剂40-60 70 5 水清洗除油不净可延长处理时间 酸性溶液硫酸50-300 60-80 1-3 水清洗 硝酸162-354 常温3-5 水清洗松化处理 磷酸硫酸表面活性剂3075 50-60 5-6 水清洗 磷酸（85%）丁醇异丙醇水100%40%30%20% 常温5-10 水清洗溶液组成以体积记 电解溶液阳极氧化用电解质常温适当交流电或阴极电流电解 NaOH 100-200 常温0.5-3 水清洗后中和铝制品为阴极，电流密度为4-8A/dm2 乳化溶液石蜡三乙醇胺油酸松油水8.0%0.25%0.5%2.25%89% 常温适当水清洗溶液组成以体积记
常见的热氧化工艺
二.常见的各种氧化工艺 1. 热氧化工艺 热生长氧化法- 将硅片置于高温下，通以氧化的气氛，使硅表面一薄层的硅转变为二氧化硅的方法。 ①常见的热氧化工艺类别及特点： a 干氧氧化：干氧氧化法- 氧化气氛为干燥、纯净的氧气。氧化膜质量最好，但氧化速度最慢。 b 水汽氧化： 水汽氧化法- 氧化气氛为纯净的水汽。氧化速度最快，但氧化膜质量最差。 c 湿氧氧化： 湿氧氧化法- 氧化气氛为纯净的氧气+纯净的水汽。氧化膜质量和氧化速度均介于干氧氧化和水汽氧化之间。 ②常见的热氧化工艺： a 方法：常采用干氧- 湿氧- 干氧交替氧化法。 b 工艺条件： 温度：高温（常见的为1000C-1200 C）。 时间：一般总氧化时间超过30 分钟。 ② 氧化生长规律： 一般热氧化生长的二氧化硅层厚度与氧化时间符合抛物线规律。原因是：在氧化时存在氧化剂穿透衬底表面已生成的二氧化硅层的事实。 2. 热分解淀积法：（工艺中也常称为低温淀积法或低温氧化法） 热分解淀积法-在分解温度下，利用化合物的分解和重新组合生成二氧化硅，然后将生成的二氧化硅淀积在衬底（可为任何衬底）表面上，形成二氧化硅层的方法。 ①可见的低温氧化工艺类别及特点： a. 含氧硅化物热分解淀积法：多采用烷氧基硅烷进行热分解，分解物中有二氧化硅，在衬底上淀积形成二氧化硅层。 b. 硅烷（不含氧硅化物）热分解氧化淀积法：硅烷热分解析出硅原子，与氧化剂（氧气）作用生成二氧化硅，在衬底上淀积形成二氧化硅层。 ②常见的低温氧化工艺： a. 设备：采用低真空氧化淀积炉。 b. 条件： I含氧硅化物热分解淀积法： 对常用的正硅酸乙酯： T=750 C;真空度为托。 H硅烷热分解氧化淀积法： T>300 C （实际采用420 C ）,淀积时系统中通入氧气，真空度同上。 ③低温氧化生长规律： 低温氧化（热分解淀积）生长的二氧化硅层厚度与氧化时间符合线性规律。原因是：在氧化时是在衬底表面上淀积二氧化硅，不存在氧化剂穿透衬底表面已生成的二氧化硅层的问题。 SiO2 的制备方法： 热氧化法 干氧氧化 水蒸汽氧化
金属表面氧化处理的常见方法
发黑就是磷化过的．或者是黑漆．一般磷化黑，颜色没黑漆好看．但比黑漆耐磨．发蓝可以通过度锌可以达到．具体工艺比较复杂．随着人民生活水平的提高，人们对工业产品的使用提出了更高要求，不仅要产品有好的使用功能，更要具备好的装饰性。长期以来，在表面处理领域中，相当数量的铸铁、钢铁工件通过普通磷化或氧化工艺处理，以提高工件的防护、装饰性能。由于普通磷化膜色泽不如氧化膜，而耐蚀性能又优于氧化膜，致使其防护性能和装饰性能难以兼顾。黑色磷化工艺的出现，很好地解决了这个问题。铸铁、钢铁工件的黑色磷化工艺就是以磷酸盐、磷酸等对钢铁基体进行处理,形成一层非金属、不导电的转化膜的工艺过程。采用黑色磷化工艺，使磷化膜层既黑又牢固，外观均匀一致，膜层连续，呈致密的结晶结构。在工业大气环境及海洋性气候条件下，其耐蚀性比普通磷化膜高数倍，比氧化膜、常温发黑膜高数十倍，表现出优异的耐蚀性能。而且黑色磷化工艺具有生产成本低、产品质量好、槽液稳定易控制，不污染环境等优异特点，因而，目前在国际市场上，一些机电零部件、标准件、紧固件、阀体、园林机械零部件、缝纫机零部件等不要求涂装的工件以黑色磷化工艺替代了以往的普通磷化工艺、氧化工艺等，广泛用于机械、电子、汽车、航空、兵器等行业。 1 铸铁件的黑色磷化 铸铁件的黑色磷化工艺难点在于,铸铁件晶粒结构疏松、工件表面不平整,磷化后清洗水易积留,使得工件抗腐蚀能力下降,易生锈发黄,同时铸铁件的机加工面易掉色也是黑色磷化工艺处理面临的难点。 针对铸铁件的特点,我公司及时消化和吸收国内及国际表面处理的前沿技术，经长期的试验研究，成功推出了铸铁件黑色磷化工艺专用PZn-9型低温锌系磷化剂和PH-32型黑色表调剂,并应用于生产实践中，该系列产品完好的解决了铸铁件在黑色磷化工艺处理过程中所遇到的技术难题,在市场上应用几年来, 取得了良好效果及客户好评。现就以某阀体工件(铸铁件,出口,要求较高)的工艺为例,简单介绍该工艺如下：(铸铁件黑色磷化工艺，一般为槽浸) 1.1 工艺流程: 脱脂→水洗→酸洗→水洗→表调→水洗→磷化→水洗→热水洗→脱水→浸油 工序工艺过程工艺条件质量指标备注 1 表面预处理对重油污、重锈进行人工预处理去除严重油污、毛刺、重锈迹 2 装挂根据工件结构，注意工艺孔排气液应良好 3 脱脂POH-11脱脂剂 30~50Kg/m 3 PH值:11~13 温度：60-75℃ 时间：10min 去除表面动植物、矿物油等，参照GB/T13312-91标准。 6 水洗工业自来水 PH:7~8 温度：RT（常温） 时间：0.5min 去除工件表面脱脂剂生产中保持溢流，应经常更换槽液 7 酸洗工业盐酸：300—500 Kg/ m3 POR-2添加剂：10Kg/m 3
发黑表面处理工艺
发黑表面处理工艺 （1）发黑工艺 去油———（去铜）——→酸洗——→清洗——→氧化（或二次氧化）——→清洗——→热水清洗——→皂化——→浸水膜装置换油——→入库。 各道工序要求 一去油 1．化学去油NaoH100～150克/升+Na2CO320-27克/升加热至沸点滚桶内加入少量废酸和铁悄 2．用汽油或柴油洗洗油。 3．用喷砂或喷丸去除油及锈 4．淬火回火的工件可用滚桶去油及锈 二去铜用铬酸250～300克/升+硫酸铵80～100克/升无铜时可省去此道工序加水浸1～2分钟，然后再在清水中清洗 三酸洗用30%工业盐酸浸1～2分钟去除油污及锈酸洗时间不能太长 四清洗清洗后在弱碱槽内中和，防止酸带入氧化槽中 五氧化氢氧化钠650～700克/升+亚硝酸钠100～150克/升加热到140～144℃，保温30～60分钟 NaoH: NaNO2=5～8:1 六清洗氧化后在流动的清水中冲洗 七热水清洗热水90～100℃，清洗1～2分钟 八皂化 10～20%工业皂片或三乙油酸皂加热50～60℃1～2分钟温度不能太高十上油浸MS-1水膜置换防锈油 十一入库
发黑工艺操作规程 （Ⅰ）每天上班后开动电源将槽液加热至沸点，扒去槽中的氧化铁（沉淀物）；（Ⅱ）扒去沉淀物后加入0.5kg左右的黄血盐(亚铁氰化钾); (Ⅲ)按发黑工艺技术要求加入一定量亚硝酸钠（符合5～8：1）； （Ⅳ）用温度计测量发黑槽液湿度，确保槽液温度140～144℃，若温度过高要加水，并控制好加热电源； （Ⅴ）发黑前，工件必须经充分的酸洗和清洗，拉力工件必须垂直装框，便于清洗； （Ⅵ）发黑时必须严格执行工艺技术要求，液面的油渣要及时捞掉，槽液要及时补充； （Ⅶ）发黑后须经高压水度分喷洗，经沸水清洗，皂化温度控制在50～60℃；（Ⅷ）工件经沥掉过量油后装框、入库。倒去工件的铁框须经高压水喷洗后再重复使用。 （Ⅸ）下班时，在氧化槽中加入一定量氢氧化钠（符合5～8：1），关掉电源。清理、打扫工作场地，保持场地的整洁； 发黑工艺操作时的注意事项 （Ⅰ）氧化工件如发现有黄色挂霜现象，说明槽液温度过高，水份太少。（Ⅱ）氧化工件不黑，呈灰色，是槽液温度过低或缺亚硝酸钠。 （Ⅲ）氧化槽的沸点在140℃以下则要加氢氧化钠。 （Ⅳ）皂化槽要经常补充皂片或三乙油酸皂以保持一定的浓度。 （Ⅴ）含硅钢材的氧化膜允许呈棕色或棕黑色； （Ⅵ）工件发黑质量自检时，应在工件上油工序前进行，2%硫酸铜溶液浸泡
集成电路制造工艺流程之详细解答
集成电路制造工艺流程之详细解答 1.晶圆制造( 晶体生长-切片-边缘研磨-抛光-包裹-运输 ) 晶体生长(Crystal Growth) 晶体生长需要高精度的自动化拉晶系统。 将石英矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达0.99999999999。 采用精炼石英矿而获得的多晶硅，加入少量的电活性“掺杂剂”，如砷、硼、磷或锑，一同放入位于高温炉中融解。 多晶硅块及掺杂剂融化以后，用一根长晶线缆作为籽晶，插入到融化的多晶硅中直至底部。然后，旋转线缆并慢慢拉出，最后，再将其冷却结晶，就形成圆柱状的单晶硅晶棒，即硅棒。 此过程称为“长晶”。 硅棒一般长3英尺，直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。 硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后，即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。 切片(Slicing) /边缘研磨(Edge Grinding)/抛光(Surface Polishing) 切片是利用特殊的内圆刀片，将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。 然后，对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗，将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形，去除粗糙的划痕和杂质，就获得近乎完美的硅晶圆。 包裹(Wrapping)/运输(Shipping) 晶圆制造完成以后，还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。 晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放，并提高生产力。 2.沉积 外延沉积 Epitaxial Deposition 在晶圆使用过程中，外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。 现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长硅薄膜。外延层由超纯硅形成，是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。 过去一般是双极工艺需要使用外延层，CMOS技术不使用。 由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用，所以今后可能会在300mm晶圆上更多
热氧化生长动力学的研究
热氧化生长动力学的研究 摘要在分立器件与集成电路制造过程中，需要很多类型的薄膜，这些薄膜主要分为四类：热氧化薄膜、介质、多晶硅以及金属膜等。半导体可采用多种氧化方法，包括热氧化法、电化学阳极氧化法以及等离子体反应法。对于硅来说，热 的生长原理和影响因氧化法是最重要的。本文主要讲述了在热氧化过程中SIO 2 素。 一引言 在分立器件与集成电路制造过程中，需要很多类型的薄膜，这些薄膜主要分为四类：热氧化薄膜、介质、多晶硅以及金属膜等。半导体可采用多种氧化方法，包括热氧化法、电化学阳极氧化法以及等离子体反应法。对于硅来说，热氧化法是最重要的。在热氧化薄膜中，有两种膜最重要：一种是在漏/源极的导通沟道覆盖的栅极氧化膜（gate oxide）;一种是用来隔离其他器件的场氧化膜（field oxide）。这些膜只有通过热氧化才能获得最低界面陷阱密度的高质量氧化膜。二氧化硅SiO2和氮化硅Si3N4的介电薄膜作用：隔离导电层；作为扩散及离子注入的掩蔽膜；防止薄膜下掺杂物的损失；保护器件使器件免受杂质、水气或刮伤的损害。由于多晶硅电极的可靠性由于铝电极，常用来制作MOS器件的栅极；多晶硅可以作为杂质扩散的浅结接触材料；作为多层金属的导通材料或高电阻值的电阻。金属薄膜有铝或金属硅化物，用来形成具有低电阻值的金属连线、欧姆接触及整流金属-半导体接触势垒器件。 二二氧化硅简介 2.1 SiO2的结构
S iO2 分为结晶形和无定形两类。结晶形 SiO2 由 Si-O 四面体在空间规则排列而成，如水晶；无定形 SiO2 是 Si-O 四面体在空间无规则排列而成，为透明的玻璃体、非晶体，其密度低于前者，如热氧化的 SiO2 、CVD 淀积的 SiO2 等。Si-O 四面体的结构是，4 个氧原子位于四面体的 4 个角上，1 个硅原子位于四面体的中心。每个氧原子为两个相邻四面体所共有。 2.2 SiO2的性质 1）、二氧化硅的绝缘特性 二氧化硅具有电阻率高、禁带宽度大、介电强度高等特点。而且二氧化硅最小击穿电场(非本征击穿)：由缺陷、杂质引起，最大击穿电场(本征击穿)：由SiO2厚度、导热性、界面态电荷等决定。实验证明二氧化硅氧化层越薄、氧化温度越低，击穿电场越低。 2）、二氧化硅的掩蔽性质 B、P、As 等常见杂质在SiO2中的扩散系数远小于其在Si中的扩散系数。SiO2做掩蔽膜要有足够的厚度：对特定的杂质、扩散时间、扩散温度等条件，有一最小掩蔽厚度。 3）、二氧化硅的化学稳定性 二氧化硅是硅的最稳定化合物，属于酸性氧化物，不溶于水。耐多种强酸腐蚀，但极易与氢氟酸反应。在一定温度下，能和强碱(如NaOH，KOH等)反应，也有可能被铝、氢等还原。 2.3二氧化硅在IC中的主要用途 二氧化硅可用做杂质选择扩散的掩蔽膜、IC的隔离介质和绝缘介质、
ao生物接触氧化污水处理工艺介绍
A/O生物接触氧化污水处理工艺介绍 A/O生物接触氧化工艺，操作简单，运转费用低，处理效果好，运行稳定，是目前较为成熟的生活污水处理工艺，能有效地确保污水达标排放。 1、工艺流程 见下图： 经处理后的餐饮污水 2、工艺说明 污水由排水系统收集后，进入污水处理站的格栅井，去除颗粒杂物后，进入调节池，进行均质均量，调节池中设置预曝气系统，再经液位控制仪传递信号，由提升泵送至初沉池沉淀,废水自流至A级生物接触氧化池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮，然后入流O级生物接触氧化池进行好氧生化反应，在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解，出水自流至二沉池进行固液分离后，沉淀池上清液流入消毒池，经投加氯片接触溶解，杀灭水中有害菌种后达标外排。 由格栅截留下的杂物定期装入小车倾倒至垃圾场，二沉池中的污泥部分回流至A级生物处理池，另一部分污泥至污泥池进行污泥消化后定期抽吸外运，污泥池上清液回流至调节池再处理。 3、工艺设施 （1）格栅井 设置目的： 在生活污水进入调节池前设置一道格栅，用以去除生活污水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。 设置特点： 格栅井设置钢筋砼结构，格栅采用手动机械框式。 （2）调节池 设置目的： 生活污水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，并设置预曝气系统，用于充氧搅拌，以防止污水中悬浮颗粒沉淀而发臭，又对污水中有机物起到一定的降解功效，提高整个系统的抗冲击性能和处理效果。 设计特点：
调节池设计为钢筋砼结构。 （3）调节池提升水泵 设置目的： 调节池内设置潜污泵，经均量，均质的污水提升至后级处理。 设计特点： 潜污泵设置二台，液位控制，水泵采用无堵塞撕裂杂物泵。 (4)沉淀池 设置目的： 进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥，使污水真正净化。 设计特点： 设计为竖流式沉淀池，其污泥降解效果好。 采用三角堰出水，使出水效果稳定。 污泥采用气提法定时排泥至污泥池，并设污泥气提回流装置，部分污泥回流至A级生物处理池进行硝化和反硝化，也减少了污泥的生成，也利于污水中氨氮的去除。 该池设计为A3钢结构。 （5）A级生物处理池（缺氧池） 设置目的： 将污水进一步混合，充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体，靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后道O级生物处理池进一步氧化分解，同时通过回流的硝炭氮在硝化菌的作用下，可进行部分硝化和反硝化，去除氨氮。 设计特点： 内置高效生物弹性填料，又具有水解酸化功能，同时可调节成为O级生物氧化池，以增加生化停留时间,提高处理效率。 该池设计为A3钢结构。 （6）Ｏ级生物处理池（生物接触氧化池） 设置目的： 该池为本污水处理的核心部分，分二段，前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮，同时也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以净化。 设计特点： 该池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。 该池以生物膜法为主，兼有活性污泥法的特点。 池中填料采用弹性立体组合填料，该填料具有比表面积大，使用寿命长，易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。填料在水中自由舒展，对水中气泡作多层次切割，更相对增加了曝气效果，填料成笼式安装，拆卸、检修方便。 该池分二级，使水质降解成梯度，达到良好的处理效果，同时设计采用相应导流紊流措施，使整体设计更趋合理化。 池中曝气管路选用优质ABS管，耐腐蚀。不堵塞，氧利用率高。 该池设计为A3钢结构。 （７）沉淀池 设置目的： 进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥，使污水真正净化。 设计特点： 设计为竖流式沉淀池，其污泥降解效果好。
氧化工艺
薄膜淀积 一、介绍 在分立器件与集成电路制造过程中，需要很多类型的薄膜，这些薄膜主要分为四类：热氧化薄膜、介质、多晶硅以及金属膜等： 半导体可采用多种氧化方法，包括热氧化法、电化学阳极氧化法以及等离子体反应法。对于硅来说，热氧化法是最重要的。在热氧化薄膜中，有两种膜最重要：一种是在漏/源极的导通沟道覆盖的栅极氧化膜（gate oxide）;一种是用来隔离其他器件的场氧化膜（field oxide）。这些膜只有通过热氧化才能获得最低界面陷阱密度的高质量氧化膜。 二氧化硅SiO2和氮化硅Si3N4的介电薄膜作用：隔离导电层；作为扩散及离子注入的掩蔽膜；防止薄膜下掺杂物的损失；保护器件使器件免受杂质、水气或刮伤的损害。 由于多晶硅电极的可靠性由于铝电极，常用来制作MOS器件的栅极；多晶硅可以作为杂质扩散的浅结接触材料；作为多层金属的导通材料或高电阻值的电阻。 金属薄膜有铝或金属硅化物，用来形成具有低电阻值的金属连线、欧姆接触及整流金属-半导体接触势垒器件。 二、原理与工艺 A、热氧化工艺 热氧化工艺的原理就是在硅衬底上生成高质量的二氧化硅薄膜。热氧化工艺分为干氧氧化和湿氧氧化。反应方程式如下： Si+2H2O→SiO2+2H2湿氧氧化 Si+O2→SiO2干氧氧化 热氧化是高温工艺。在高温下，一开始是氧原子与硅原子结合，二氧化硅的生长是一个线性过程。大约长了500?之后，线性阶段达到极限。为了保持氧化层的生长，氧原子与硅原子必须相互接触。在二氧化硅的热生长过程中，氧气扩散通过氧化层进入到硅表面，因此，二氧化硅从硅表面消耗硅原子，氧化层长入硅表面。随着氧化层厚度的增加，氧原子只有扩散通过更长的一段距离才可以到达硅表面。因此从时间上来看，氧化层的生长变慢，氧化层厚度、生长率及时间之间的关系成抛物线形。 高质量的二氧化硅都是在800℃~1200℃的高温下生成，而且其生成速率极其缓慢。其中湿氧氧化速率要高于干氧氧化。在氧化过程中，硅与二氧化硅的界面会向硅内部迁移，这将使得Si表面原有的污染物移到氧化膜表面而形成一个崭新的界面。 热氧化法生长二氧化 常用的热氧化装置（图一），由电阻式加热的炉身、圆柱形熔凝石英管、石英舟以及气体源组成。将硅片置于用石英玻璃制成的反应管中，反应管用电阻丝加热
集成电路制造工艺流程
集成电路制造工艺流程 1.晶圆制造( 晶体生长-切片-边缘研磨-抛光-包裹-运输 ) 晶体生长(Crystal Growth) 晶体生长需要高精度的自动化拉晶系统。 将石英矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达0.。 采用精炼石英矿而获得的多晶硅，加入少量的电活性“掺杂剂”，如砷、硼、磷或锑，一同放入位于高温炉中融解。 多晶硅块及掺杂剂融化以后，用一根长晶线缆作为籽晶，插入到融化的多晶硅中直至底部。然后，旋转线缆并慢慢拉出，最后，再将其冷却结晶，就形成圆柱状的单晶硅晶棒，即硅棒。 此过程称为“长晶”。 硅棒一般长3英尺，直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。 硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后，即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。 切片(Slicing) /边缘研磨(Edge Grinding)/抛光(Surface Polishing) 切片是利用特殊的内圆刀片，将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。 然后，对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗，将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形，去除粗糙的划痕和杂质，就获得近乎完美的硅晶圆。 包裹(Wrapping)/运输(Shipping) 晶圆制造完成以后，还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。 晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放，并提高生产力。 2.沉积 外延沉积 Epitaxial Deposition 在晶圆使用过程中，外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。 现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长硅薄膜。外延层由超纯硅形成，是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。 过去一般是双极工艺需要使用外延层，CMOS技术不使用。 由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用，所以今后可能会在300mm晶圆上更多
铝合金阳极氧化前处理工艺
铝合金阳极氧化前处理工艺是决定产品外观质量的重要环节，型材机械纹的去除、起砂、亚光、增光等多种质量要求均由前处理工艺决定。传统的前处理工艺分为三种：（1）、碱蚀工艺：由除油→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化组成，即型材经除油后，在碱蚀槽中经碱蚀处理去除机械纹和自然氧化膜、起砂，然后经出光槽除去表面黑灰，即可进行阳极氧化。该工艺的核心工序是碱蚀，型材的表面平整度、起砂的好坏等均由该工序决定。为了达到整平机械纹的目的，一般需碱蚀12-15分钟，铝耗达40-50Kg/T，碱耗达50Kg/T。如此高的铝耗，既浪费资源，又带来严重的环保问题，增加废水处理成本。该工艺已采用了100多年，全球大部分铝材厂沿用至今，直到近两年，才由酸蚀逐渐取代。 （2）、酸蚀工艺：由除油→水洗→酸蚀→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化组成。型材经除油后先酸蚀，后碱蚀，出光，完成前处理。该工艺的核心工序是酸蚀，去机械纹、起砂等均由酸蚀决定。不同于碱蚀，酸蚀的最大优点是去机械纹能力强、起砂快、铝耗低，一般3-5分钟即可完成，铝耗几乎是碱蚀的1/8-1/6。从工作效率和节约资源的角度看，酸蚀无疑是碱蚀工艺的一大进步。然而，酸蚀的环保问题更加突出：酸槽的有毒气体HF的逸出及水洗槽Fˉ的污染。氟化物一般都有剧毒，处理更加困难。另外，酸蚀处理后，型材外观发黑发暗，尽管不得已延续了碱蚀和出光，可增亮一些，但仍然很暗，既增加了工序，又损失了光泽，这些问题至今还没有有效的解决方案。 （3）、抛光工艺：由除油→水洗→抛光→水洗组成，型材经除油后即放入抛光槽，经2-5分钟抛光后，可形成镜面，水洗后可直接氧化。该工艺的核心工序是抛光，去纹、镜面都在抛光槽完成。抛光具有铝耗低、型材光亮的优点，但抛光槽的NOx的逸出，造成严重的环境污染及操作工的身体伤害，同时，昂贵的化工原料成本等因素也制约了该工艺的推广。通观上述三种工艺，虽各有特点，但缺点也比较突出，如碱蚀铝耗高、碱渣多、工效低；酸蚀氟化物污染、型材发暗；抛光污染严重，成本过高等等。这些工艺要么污染了环境，要么浪费了铝资源，要么降低了铝材表面质量，亟待进行工艺改进。 二、整平光亮工艺所谓整平光亮工艺，是继抛光、碱蚀、酸蚀之后推出的一项 新的表面前处理工艺，是对碱蚀、酸蚀工艺的深刻改造和变革，它既具有酸蚀铝耗低、去机械纹能力强、起砂快的优点，又具有抛光的亮丽，但却根本杜绝了抛光NOx污染、酸蚀氟化物污染、碱蚀碱渣污染等弊端，是一项颇具前途、具有革命性的新工艺。 (一)、工艺流程整平光亮工艺比酸蚀、碱蚀要简单得多，甚至比抛光工艺都简单，主要由下述工序组成：整平光亮→水洗→氧化。本工艺的核心是整平光亮，整平机械纹、起砂、光亮等均由整平光亮槽完成，整平光亮后即可氧化，省去除油、碱蚀、中和等工序。 (二)、型材外观经过整平光亮技术处理过的型材具有三大特点：1、平整：在整平剂作用下，1-5分钟内，可完全去掉机械纹，表面特别平整。2、细砂：在起砂剂的作用下，型材表面起了一层均匀细砂，是喷砂和酸蚀技术很难达到的。3、光亮：在光亮剂的作用下，型材表面非常光亮，几乎可跟抛光材媲美。 (三)、适用范围1、建筑型材：银白料经整平光亮后，表面非常平整、光亮、砂粒细腻均匀；着色、染色与整平光亮技术的结合，使得型材表面象经过打蜡处理后一样鲜艳；电泳与整平光亮技术的结合能大幅度提高型材档次。2、工业用材：汽车轮毂、自行车圈、自行车架等用铝合金制成的各类工业用材都可用整平光亮技术处理，以取代机械抛光，提高生产效率及产品档次。3、家用电器：很多家用电器铝制外壳，都可借助本技术提高外观质量。灯饰及装饰用材也可借用本技术。 (四)、工艺规范1、开槽：整平光亮液(开槽液) 2、生产：温度：95－110℃时间：1-5min 3、添加：当槽液液面不能满足生产要求时，应及时补充添加液。补充添加液时一定要补充到初始液位。添加后，应充分搅拌槽液，然后开始生产。 4、管理：整平光亮槽管理非常
CMOS集成电路制造工艺流程
C M O S集成电路制造工艺 流程 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
陕西国防工业职业技术学院课程报告 课程微电子产品开发与应用 论文题目CMOS集成电路制造工艺流程 班级电子3141 姓名及学号王京（24#） 任课教师张喜凤 目录
CMOS集成电路制造工艺流程 摘要：本文介绍了CMOS集成电路的制造工艺流程，主要制造工艺及各工艺步骤中的核心要素，及CMOS器件的应用。 引言：集成电路的设计与测试是当代计算机技术研究的主要问题之一。硅双极工艺面世后约3年时间，于1962年又开发出硅平面MOS工艺技术，并制成了MOS集成电路。与双极集成电路相比，MOS集成电路的功耗低、结构简单、集成度和成品率高，但工作速度较慢。由于它们各具优劣势，且各自有适合的应用场合，双极集成工艺和MOS集成工艺便齐头平行发展。 关键词：工艺技术，CMOS制造工艺流程 1.CMOS器件 CMOS器件，是NMOS和PMOS晶体管形成的互补结构，电流小，功耗低，早期的CMOS电路速度较慢，后来不断得到改进，现已大大提高了速度。 分类 CMOS器件也有不同的结构，如铝栅和硅栅CMOS、以及p阱、n阱和双阱CMOS。铝栅CMOS和硅栅CMOS的主要差别，是器件的栅极结构所用材料的不同。P阱CMOS，则是在n型硅衬底上制造p沟管，在p阱中制造n沟管，其阱可采用外延法、扩散法或离子注入方法形成。该工艺应用得最早，也是应用得最广的工艺，适用于标准CMOS电路及CMOS与双极npn兼容的电路。N阱CMOS，是在p型硅衬底上制造n沟晶体管，在n阱中制造p沟晶体管，其阱一般采用离子注入方法形成。该工艺可使NMOS晶体管的性能最优化，适用于制造以NMOS为主的CMOS以及E/D－NMOS和p沟MOS兼容的CMOS电路。双阱CMOS，是在低阻n＋衬底上再外延一层中高阻n――硅层，然后在外延层中制造n 阱和p阱，并分别在n、p阱中制造p沟和n沟晶体管，从而使PMOS和NMOS晶体管都在高阻、低浓度的阱中形成，有利于降低寄生电容，增加跨导，增强p沟和n沟晶体管的平衡性，适用于高性能电路的制造。
集成电路工艺流程
集成电路中双极性和CMOS工艺流程 摘要：本文首先介绍了集成电路的发展，对集成电路制作过程中的主要操作进行了简要 讲述。双极性电路和MOS电路时集成电路发展的基础，双极型集成电路器件具有速度高、驱动能力强、模拟精度高的特点，但是随着集成电路发展到系统级的集成，其规模越来越大，却要求电路的功耗减少，而双极型器件在功耗和集成度方面无法满足这些方面的要求。CMOS电路具有功耗低、集成度高和抗干扰能力强的特点。文章主要介绍了双极性电路和CMOS电路的主要工艺流程，最后对集成电路发展过程中出现的新技术新工艺以及一些阻 碍集成电路发展的因素做了阐述。 关键词：集成电路，双极性工艺，CMOS工艺 ABSTRACT This paper first introduces the development of integrated circuits, mainly operating in the process of production for integrated circuits were briefly reviewed. Bipolar and MOS circuit Sas the basis for the development of integrated circuit. Bipolar integrated circuits with high speed, driving ability, simulated the characteristics of high precision, but with the development of integrated circuit to the system level integration, its scale is more and more big.So, reducing the power consumption of the circuit is in need, but bipolar devices in power consumption and integration can't meet these requirements. CMOS circuit with low power consumption, high integration and the characteristics of strong anti-interference ability. This paper mainly introduces the bipolar circuit and CMOS circuit the main technological process.finally, the integrated circuit appeared in the process of development of new technology and new technology as well as some factors hindering the development of the integrated circuit are done in this paper. KEY WORDS integrated circuit, Bipolar process, CMOS process
热氧化工艺的双面率的研究
热氧化工艺的双面率的研究 发表时间：2019-03-28T11:00:54.287Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：李跃恒杨爱静陈璐 [导读] 摘要：二氧化硅(SiO2)薄膜是一种良好的表面钝化膜和介质膜, 广泛应用于太阳电池和微电子工艺。（中电投西安太阳能电力有限公司陕西西安 710100） 摘要：二氧化硅(SiO2)薄膜是一种良好的表面钝化膜和介质膜, 广泛应用于太阳电池和微电子工艺。二氧化硅薄膜的制备方法主要有热氧化法和化学气相沉积法。热氧化工艺是指在高温(600 -1000 ℃)下氧化硅片表面形成SiO2 薄膜, 包括干氧氧化、湿氧氧化以及水汽氧化。 使用氧化炉在高温有氧条件下生成致密性较好的二氧化硅层在PERC电池上会引起对杂质的再分布，对电池的电性能提升，有一定的效果。 关键词：热氧化；双面率；电池转化效率 0引言 目前常规电池的生产中主要是利用PECVD沉积SiNx膜作为钝化减反射膜，SiNx膜具有优良的氢钝化和减反射作用，但是SiNx膜与Si 的晶格匹配性较差，导致SiNx/Si界面缺陷密度较高，而SiO2/Si具有良好的界面性能，因此硅片在刻蚀工序后，先在其表面热生长一层SiO2层，再镀SiNx膜，形成SiO2/SiNx双层减反钝化膜可以有效改善硅片的表面钝化。 1实验部分 1.1实验原理 热氧化生长SiO2膜的方法即是在高温条件下，用干燥的纯氧直接与硅片表面的不饱和硅原子结合形成SiO2,其化学反应方程式为： Si+O2 SiO2 1.2实验方法 采用P型硅多晶薄片作为衬底，面积为156.75 mm*156.75 mm，厚度为200±20nm，使用设备为热氧化扩散炉。工艺流程： 2结果和讨论 2.1热氧化对电池正面的电性能影响 通过以上的电性能可以看出，经过热氧化生成的二氧化硅的钝化和退火作用，开压、填充有了极大地提高，转化效率有0.3%的提高。 2.2目前，在行业内大部分制作的是双面PERC电池，大家对双面率都有一定的要求，通过热氧化退火工艺虽然增加了电池正面的转化效率，但是否满足双面率的要求，有待进一步验证。以下实验是对双面PERC电池的双面率验证的电性能参数： 通过上述实验验证，可以看出，热氧化的双面率较非热氧化电池的双面率高出2%，热氧化工艺对背面的电池效率也有0.5%左右的提高。 3结论 经过热氧化生成的二氧化硅的钝化和退火作用，开压、填充有了极大地提高，转化效率有0.3%的提高；热氧化的双面率较非热氧化电池的双面率高出2%，热氧化工艺对背面的电池效率也有0.5%左右的提高。
芯片制作工艺流程
芯片制作工艺流程 工艺流程 1) 表面清洗 晶圆表面附着一层大约2um的Al2O3和甘油混合液保护之,在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。 2) 初次氧化 有热氧化法生成SiO2 缓冲层，用来减小后续中Si3N4对晶圆的应力 氧化技术 干法氧化 Si(固) + O2 à SiO2(固) 湿法氧化 Si(固) +2H2O à SiO2(固) + 2H2 干法氧化通常用来形成，栅极二氧化硅膜，要求薄，界面能级和固定电荷密度低的薄膜。干法氧化成膜速度慢于湿法。湿法氧化通常用来形成作为器件隔离用的比较厚的二氧化硅膜。当SiO2膜较薄时，膜厚与时间成正比。SiO2膜变厚时，膜厚与时间的平方根成正比。因而，要形成较厚的SiO2膜，需要较长的氧化时间。SiO2膜形成的速度取决于经扩散穿过SiO2膜到达硅表面的O2及OH基等氧化剂的数量的多少。湿法氧化时，因在于OH基在SiO2膜中的扩散系数比O2的大。氧化反应，Si 表面向深层移动，距离为SiO2膜厚的0.44倍。因此，不同厚度的SiO2膜，去除后的Si表面的深度也不同。SiO2膜为透明，通过光干涉来估计膜的厚度。这种干涉色的周期约为200nm，如果预告知道是几次干涉，就能正确估计。对其他的透明薄膜，如知道其折射率，也可用公式计算出 (d SiO2) / (d ox) = (n ox) / (n SiO2)。SiO2膜很薄时，看不到干涉色，但可利用Si的疏水性和SiO2的亲水性来判断SiO2膜是否存在。也可用干涉膜计或椭圆仪等测出。 SiO2和Si界面能级密度和固定电荷密度可由MOS二极管的电容特性求得。(100)面的Si的界面能级密度最低，约为10E+10 -- 10E+11/cm –2 .e V -1 数量级。(100)面时，氧化膜中固定电荷较多，固定电荷密度的大小成为左右阈值的主要因素。 3) CVD(Chemical Vapor deposition)法沉积一层Si3N4(Hot CVD或LPCVD)。 1 常压CVD (Normal Pressure CVD) NPCVD为最简单的CVD法，使用于各种领域中。其一般装置是由(1)输送反
超大规模集成电路及其生产工艺流程
超大规模集成电路及其生产工艺流程 现今世界上超大规模集成电路厂（Integrated Circuit, 简称IC，台湾称之为晶圆厂）主要集中分布于美国、日本、西欧、新加坡及台湾等少数发达国家和地区，其中台湾地区占有举足轻重的地位。但由于近年来台湾地区历经地震、金融危机、政府更迭等一系列事件影响，使得本来就存在资源匮乏、市场狭小、人心浮动的台湾岛更加动荡不安，于是就引发了一场晶圆厂外迁的风潮。而具有幅员辽阔、资源充足、巨大潜在市场、充沛的人力资源供给等方面优势的祖国大陆当然顺理成章地成为了其首选的迁往地。 晶圆厂所生产的产品实际上包括两大部分：晶圆切片（也简称为晶圆）和超大规模集成电路芯片（可简称为芯片）。前者只是一片像镜子一样的光滑圆形薄片，从严格的意义上来讲，并没有什么实际应用价值，只不过是供其后芯片生产工序深加工的原材料。而后者才是直接应用在应在计算机、电子、通讯等许多行业上的最终产品，它可以包括CPU、内存单元和其它各种专业应用芯片。 一、晶圆 所谓晶圆实际上就是我国以往习惯上所称的单晶硅，在六、七十年代我国就已研制出了单晶硅，并被列为当年的十天新闻之一。但由于其后续的集成电路制造工序繁多（从原料开始融炼到最终产品包装大约需400多道工序）、工艺复杂且技术难度非常高，以后多年我国一直末能完全掌握其一系列关键技术。所以至今仅能很小规模地生产其部分产品，不能形成规模经济生产，在质量和数量上与一些已形成完整晶圆制造业的发达国家和地区相比存在着巨大的差距。 二、晶圆的生产工艺流程： 从大的方面来讲，晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两面大步骤，它又可细分为以下几道主要工序（其中晶棒制造只包括下面的第一道工序，其余的全部属晶片制造，所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序）： 多晶硅——单晶硅——晶棒成长——晶棒裁切与检测——外径研磨——切片——圆边——表层研磨——蚀刻——去疵——抛光—（外延——蚀刻——去疵）—清洗——检验——包装 1、晶棒成长工序：它又可细分为： 1）、融化（Melt Down）：将块状的高纯度多晶硅置石英坩锅内，加热到其熔点1420℃以上，使其完全融化。2）、颈部成长（Neck Growth）：待硅融浆的温度稳定之后，将，〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中，接着将晶种慢慢往上提升，使其直径缩小到一定尺寸（一般约6mm左右），维持此真径并拉长100---200mm，以消除晶种内的晶粒排列取向差异。 3）、晶冠成长（Crown Growth）：颈部成长完成后，慢慢降低提升速度和温度，使颈直径逐渐加响应到所需尺寸（如5、6、8、12时等）。 4）、晶体成长（Body Growth）：不断调整提升速度和融炼温度，维持固定的晶棒直径，只到晶棒长度达到预定值。 5、）尾部成长（Tail Growth）：当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度，使晶棒直径逐渐变小，以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生，最终使晶棒与液面完全分离。到此即得到一根完整的晶棒。 2、晶棒裁切与检测（Cutting & Inspection）：将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分，并对尺寸进行检测，以决定下步加工的工艺参数。 3、外径研磨（Surface Grinding & Shaping）：由于在晶棒成长过程中，其外径尺寸和圆度均有一定偏差，其外园柱面也凹凸不平，所以必须对外径进行修整、研磨，使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。 4、切片（Wire Saw Slicing）：由于硅的硬度非常大，所以在本序里，采用环状、其内径边缘嵌有钻石颗粒的薄锯片将晶棒切割成一片片薄片。 5、圆边（Edge profiling）：由于刚切下来的晶片外边缘很锋利，单晶硅又是脆性材料，为避免边角崩裂影响晶片强度、破坏晶片表面光洁和对后工序带来污染颗粒，必须用专用的电脑控制设备自动修整晶片边缘形状和外径尺寸。 6、研磨（Lapping）：研磨的目的在于去掉切割时在晶片表面产生的锯痕和破损，使晶片表面达到所要求的光洁度。