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二極管制造中的光刻工藝步驟

發布日期： 2018-11-01 瀏覽次數： 3,260

為制造二極管，我們只能在隔離的區域內進行摻雜，而不是在整個圓片上進行摻雜。此外，還需要在器件上制作接觸和互連。本節講述怎樣利用光刻在圓片上制造微小精確的結構。光刻中，用具有精確限制結構的掩膜在各步工藝中阻擋圓片的某些部分。

  我們來看看怎樣制作簡單的二極管(圖1)，p型圖片覆蓋上一層氧化層，接著是一層光刻膠，如圖(a)，光刻膠是光敏有機化合物，通常旋涂到硅片上。經光照射會發生化學反應，對于正膠，顯影會去除曝光后的光刻膠。對于負膠，顯影會去除沒有曝光的部分。加上掩膜版，只有在掩膜版透明的地方光刻膠才會被曝光。然后顯影，在光刻膠上留下圖形。

  接下來，圓片放在離子注入機中。施主離子注入氧化層(后面會被去除)和襯底中。半導體被離子轟擊的地方成為n型。這樣，n+阱就在p型襯底上生成。注意施主的注入數目必須超過背景受主濃度，才能使注入區成為n型。

  下一步，生成新的氧化層，這一層用另一個掩膜來限制離子注入，生成p型歐姆接觸的p+層。

  生長另一層氧化層，再在圓片上旋涂一層光刻膠。采用第三層掩膜版，形成制作接觸的兩個孔，當生成下一層金屬時，通過前面剩下的氧化層和p型襯底絕緣。

  最后形成金屬圖形，制作p區和n區的電接觸。接觸通過氧化層上的通孔形成。

圖1 是二極管制造中的光刻。


圖(a) 生長硅氧化層，覆蓋光刻膠。	圖(b) 通過掩膜曝光。

圖(c) 光照改變曝光區的光刻膠的化學特性。	圖(d) 曝光后的光刻膠以及下面的層被刻蝕掉。

圖(e) 離子注入磷原子，留下(f)中所示的n+結構。

圖(g) 淀積新的氧化層，用掩膜在氧化層上開孔。	圖(h) 用二次離子注入形成p+接觸層。

圖(i) 用第三個掩膜在氧化層上形成圖形。	圖(j) 刻蝕形成接觸孔。

圖(k) 整個圓片上淀積一層金屬。	圖(I) 用另一個掩膜在金屬上形成圖形。

圖(m) 最終的器件有兩個接觸，一個連接n區，一個連接p襯底。