南京理工大学光电子与微电子综合实验实验报告 - 图文

光电子与微电子综合实验 赵壮0804240238

N3?N4————干涉条纹的弯曲量

N2?N1————干涉条纹的间隔量 n ————白光时n等于1

④四探针法测量方块电阻

扩散薄层电阻是反应扩散层质量是否符合设计要求的重要指标之一。目前在试验中，测量R?广泛使用四探针法。本次试验使用SDY—5型双电测四探针测试仪并配有试验数据处理器，步骤如下：

（1） 开启数据处理器电源，显示H—710—F通过主机面板上的K5和K7键，是

电流换向指示灯熄灭和Vn指示灯亮； （2） 从键盘置入的“量程”和“电流”值；

（3） 从键盘置入打印格式，根据需要选择第一种或第二种格式；

（4） 从键盘置入厚度，测量R?师为1，完后按“测量”键进入待测量状态，再

按一次“测量”键开始测量。

验数据：

A． 方块电阻测量如表1所示：

测量次数 R□（Ω/□） 测量次数 R□（Ω/□） 1 172.95572 4 172.46053 2 172.89455 5 3 172.39735 6 172.24241 172.366862 表1

平均值R□=172.5529Ω/□

B．测量电阻率ρ时，只需按照上面的测试步骤将第（5）步的厚度改为Si片的实际厚度即可。利用SDY-5型双电测四探针测试仪测出电阻率如表2所示：

测量次数 ρ（Ω·㎝） 测量次数 ρ（Ω·㎝） 1 5.9251 4 5.9219 2 5.9187 5 5.9176 3 5.9230 6 5.9176 8

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表2

实验时用螺旋测位仪测出Si片的厚度为t=0.345mm。 平均值ρ=5.9207（Ω·㎝）。

③阳极氧化法测试P-N结深

在试验中，控制扩散工艺条件的目的在于控制扩散杂质的分布。而表面杂质浓度则是通过对扩散层的薄层电阻的测量和扩散的结深推算出来。因此扩散结深，薄层电阻和表面浓度是评价扩散层质量的三个重要指标。

扩散法形成的P-N结深一般为微米量级，因此从硅片的侧面直接测量师困难的，可以采用电解水氧化显微法。它是磨角、阳极氧化、显微测量等多种实验方法的综合。 4.8光刻掩膜版设计

在光电二极管制作过程中，需要进行多次光刻，即在SiO2层上开出各种选择扩散窗口要和引线孔，或在金属蒸发层上刻蚀出电极布线图形。每次光刻都需要一块具有特定几何形状的光刻掩膜版（俗称光刻版）。由于光刻版的质量好坏直接决定光刻质量的优劣，从而影响晶体管或集成电路性能和成品率。因此在，硅品面器件的生产中，制版工艺是关键的工艺之一。

实验仪器设备：

仪器名称 型号 硅单晶少子寿命仪 DSYⅡ 示波器 6502 四探针测试仪 SDY—5 数量 2 2 2

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实验二 光电器件工艺制作

1．实验目的

根据光电二极管工艺制作流程,用集成电路工艺制作光电二极管,了解微电子技术工艺,掌握集成电路工艺中常用的设备和仪器。

2．实验内容

① 清洗工艺 ② 一次氧化工艺 ③ 制版工艺 ④ 一次光刻工艺

⑤ 固态氮化硼扩散工艺 ⑥ 二次氧化工艺 ⑦ 二次光刻工艺 ⑧ 镀铝膜 ⑨ 光刻铝膜 ⑩ 合金化 ? 镀背电极 ? 焊接引线

3．实验原理

目前集成电路的产品都是硅平面工艺制作的,二极管、三极管和半导体集成电路内部的管芯结构虽然互不相同,但都是由不同类型半导体材料间的一个或多个PN结结构组成的。在制造晶体管和集成电路时,核心问题是如何按设计要求,在半导体材料内部的不同区域形成要求的一个或多个PN结构。在实验中,无论采用那一类工艺,实现这一目标的基本原理都是在某种导电类型的半导体材料内部,采用“掺杂”的方法,通过补偿的过程,改变其中部分区域的导电类型,形成一个PN结构这种“掺杂”补偿作用可以进行多次,以形成最终的晶体管和集成电路结构。光电二管结构由一个PN结组成,它的制作过程可以通过下面流程图看出来。如图2.1所示

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图2.1硅平面工艺流程图

4．实验步骤：

4.1清洗工艺

（1）把切割好的直径为50mm的硅片放在丙酮中浸泡几分钟，用脱脂棉沾着丙酮轻轻擦拭硅片（不要划破表面），然后放在无水乙醇中清洗；

（2）用Ⅰ号液(NHOH:H2O2;H2O=1:2:5)煮至沸腾倒掉残液,然后用去离子水冲洗；

（3）用Ⅱ号液(HCL:H2O2:H2O=1:2:5)煮至沸腾3—4分钟,倒掉残液,用去离子水冲洗。

清洗完成之后的硅片放在无水乙醇中送至氧化扩散室进行一次氧化。 4.2一次氧化工艺

光电二极管的一次氧化的氧化层,主要是掩蔽扩散时的硼杂质,根据设计的最小厚度其氧化条件为:

炉温 1180℃ 氧气流量 0.4L/min 水浴温度 95℃ 具体操作步骤如下:

① 当炉温和水浴温度达到后,先通入干氧排除石英管内的空气(排气时间 为20—30分钟),并保持炉温稳定；

② 将硅片放置炉口预热10分钟,然后将石英舟慢慢地推入炉内,通干氧； ③ 再进行湿氧；

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