薄膜集成电路初中学习大师

薄膜集成电路是指整个电路的器件、导线都是用厚度小于nm的薄膜制成的。通过热氧化法、化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、外延生长等几种常用的薄膜工艺，制备台阶覆盖能力好，黏附性好，大深宽比良好填充，结构完整、厚度均匀，应力小的薄膜。

在薄膜集成电路中有三种薄膜，包括绝缘层、半导体、导体层。

绝缘层：作为掺杂的阻挡层，金属间绝缘介质、金属层间介质、钝化层等。

二氧化硅层，虽然硅（Si）单质可以在室温下氧化，但是想要在合理的时间内生成高质量的氧化层，需要在~℃下进行热氧化工艺。通过计算确定合理时间，产生需求厚度的无定形二氧化硅层。连续的、无孔洞的二氧化硅膜用作金属导线间隔离。同时，利用掺杂物在二氧化硅较硅低的扩散速度，可以作为掺杂阻挡层。

氮化硅层，利用化学气相沉积，将气态的SiH2Cl2和NH3在反应室中混合反应，把氮化硅（Si3N4）淀积在晶圆上，经过成核，晶体长大最终成膜。铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）等杂质的迁移和扩散不能用二氧化硅层，只能用氮化硅层做掩蔽，对硼（B）、磷（P）、砷（As）杂质氮化镓层阻挡效果更好。

半导体：作为外延层、高阻、栅等。

单晶硅层，通过四氯化硅氢还原法外延生长，在单晶衬底上延原来晶向长出单晶层。用作外延层，实现浓度突变，优化衬底材料，提高设计灵活性。

多晶硅层，通过化学气相沉积，用作栅极材料，高值电阻。

导体层：连接作用，接触作用，阻挡作用，抗反射作用。

铝（Al），可以用蒸发、溅射工艺。常用来将集成电路（IC）各个元件的连接。在基极和发射极、栅极及有源区形成欧姆接触。

钨，通过CVD，将钨做第一层金属与源漏极和栅极的插塞。这里用了钨对大深宽比接触孔良好的填充能力。同时，防止铝与硅接触造成铝硅互扩散使节点短路的问题。

铜，用铜填充图形化工艺处理好的沟道，并通过电镀方法沉积铜。再用化学机械抛光（CMP）清理表面溢出的金属铜，这种方法也成为双大马士革工艺。利用铜连接的电阻比铝连线小，功耗低，良好的电迁移能力。可制造更高的集成度的薄膜电路。