章节分为六个模块：

1. 微纳制造中的材料

2.光刻技术

3.微纳制造中使用的技术

4.刻蚀

5.沉积

7.微纳刻蚀

 根据导电性区分材料：导体，半导体，绝缘体

 

晶体：长程有序

多晶：短程有序

非晶：无序

固体能带画图 

直接带隙半导体和间接带隙半导体 

扩散和漂移的两个公式

 

 三五族半导体的性质：

1.高迁移率 2.大的带隙 3.直接带隙

三五族半导体的应用：

1.光发射器

2.微波仪器

3.UV探测 

石墨烯的优点：

1.Thin

2.Tunable Electrical Properties

3.High Carrier Mobility

4. High Transmittance

5. High Thermal Conductivity

6.High Young's modulus 

暗场：“field” is not exposed

        use for small spaces

明场："field" is exposed 

        use for small lines

 正胶的特点：1.高分辨率 2.水性基溶解 3，敏感性很低

负胶的特点： 1.高分辨率 2.有机基溶解 3.敏感性很高 4. 对环境的容忍性很高 5.更好的化学抵抗性

6.便宜

光刻胶的成分：1. 树脂或者基材 2.光敏化合物 3.溶剂

光刻的十个步骤 

1. surface preparation 表面处理

2. photoresist application 光刻胶的应用

3. soft bake 软烘烤

4.align & Expose* 对齐并且曝光

5.Develop 开发

6.Hard Bake 硬烘烤

7.Inspection 检查

8.Etch 蚀刻

9.Resist Strip 抗蚀剂条

10 .最后的检查

 抗旋转厚度依赖于：

1.旋转速度

2.溶质浓度

3.分子质量

光源要求：

1.短波长 2.高强度 3.稳定

example：高压汞灯，准分子激光 

对准和曝光四种系统：

1.接触式 2.接近式 3.投影式 4.步进式 

光刻中对图像质量起关键作用的两个因素是分辨率和焦深 

Resolution :  

数值孔径： 

提升分辨率的方法：结合公式

1.增加NA 2.减小波长 3.减小 

焦深DOF

焦深的计算公式：

光刻的发展趋势：

1.更小的特征尺寸

2.更大的分辨率

3.减小波长

4.相移模板

 定义：通过原子运动进行质量传递

两个种类：相互扩散和自扩散

两个机理：空穴扩散和间质扩散

扩散的定律 菲克第一定律 菲克第二定律

 

 

 

 

两个重要的金属扩散：空穴扩散，间质扩散 

 

 

 

菲克第一定律，菲克第二定律 

 

菲克第一定律Fick first law 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

菲克第二定律： 

 

掺杂扩散的两步：1.前置沉积 2. Drive-in

 

 主要过程

1.前置沉积

2.窗口的氧化

3.Drive-in

4.清除

扩散的介绍

热氧化

离子注入 

 

 

 

 的作用 1.表面 2.掺杂的障碍 3.表面电解质 4.仪器电介质

 

 

 

 

 干氧化

热氧化

 影响氧化速率的两个机理

1. Si和O之间真实的化学反应

2.扩散率

 如何控制氧化速率？

1.晶圆旋转 wafer orientation

2.晶圆掺杂  wafer dopant

3.缺陷 Impurities

4.多晶表面的氧化 Oxidation of polysilicon layers

 

 

 

 植入的定义

 植入和扩散的对比

 

扩散和离子注入优缺点的对比

Diffusion                                                                  Ion Implantation

不能达到高的掺杂浓度                                            很大的掺杂范围

高温，硬模板                                                           低温，光刻胶模板

各向同性掺杂剂曲线                                                各向异性掺杂剂曲线

不能独立的控制掺杂浓度和异质结深度                    能够独立控制掺杂浓度和异质结深度

批处理                                                                      批处理和单个处理 

 

 离子注入的优点

1.精确控制

2.低温过程

3.各向异性掺杂曲线

4.对表面清理过程没有那么敏感

 注入的五大原理：

1.隧道效应

2.阴影效应

3.停止机理

4.破坏生产

5.退火

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

刻蚀：

光刻之后从晶圆表面拿走不需要的材料 

 

 刻蚀的应用

刻蚀中的术语 

 

 

 

 

 刻蚀均匀性

 

 各向同性刻蚀

 

 

 各项异性刻蚀

 

 

 

 

 湿法刻蚀

 

 刻蚀速率和均匀性收到温度以及最慢的一步所影响

 

 湿法刻蚀的特点

1.反应很纯净

2.高选择性

3.主要是各向同性刻蚀

4.特征大于3微米

5.高通量

6.设备费用很低

7.危险的液体化学用品

 

 优点：

1.高选择性

2.便宜的设备

3.批量处理的系统以及高通量

缺点

1.主要是各向同性的曲线

2.不能画出3微米的特征

3，化学试剂很危险

 等离子刻蚀（干法刻蚀）

 

 

 

 

 

 等离子体的组成

1.中性原子

2.负离子

3.正离子

 

DC power：

1. 需要大的功率输入

2. 需要导体

RF power：

1. 电子将会在电极gap里面震荡

2. 可以与电介质材料工作

3. 可以运行在低电极电压

4. 商业的都是RF system

 

干法刻蚀的术语

 

离子化速率

 

 

平均自由程 

 

 

 

等离子法刻蚀的方法：

1.离子轰击

2.反应离子刻蚀 

 

物理刻蚀 

 

离子轰击 

 

 

离子轰击形成原理 

 

 

离子轰击的应用 

 

 

 离子轰击控制

 

  

反应离子刻蚀 

 

物理刻蚀和化学刻蚀的对比