“我已經聽我們Boss說了,你們中國目前也是有晶圓廠的,那麼有些東西我就省略不講了。下麵我就講講你們麵前這座氧化爐吧。大家知道,對矽半導體而言,隻要在高於或等於1050℃的爐管中,通入氧氣或水汽,自然可以將矽晶的表麵予以氧化,生長所謂幹氧層(dryz/gate oxide)或濕氧層(wet /field oxide),當作電子組件電性絕緣或製程掩膜之用。氧化是半導體製程中,最幹淨、單純的一種;這也是矽晶材料能夠取得優勢的特性之一。矽氧化層耐得住850℃ ~ 1050℃的後續製程環境,是因為該氧化層是在前述更高的溫度成長;不過每生長出1 微米厚的氧化層,矽晶表麵也要消耗掉0.44微米的厚度。
氧化可以說是所以後續工藝的基礎,矽氧化的質量決定了後續晶圓加工的質量,所以我們在氧化製程過程中也會遵循一些特點,當然,這也是我們Intel的獨門訣竅。”說完,小白同誌在仔細觀察張國棟他們這群人的反映,讓他得意的是這群來自中國的土包子果然都豎起了耳朵,嘿嘿,真以為獨門訣竅是這麼好學的麼,即使告訴他們一點經驗也無關緊要吧,不過當他看到張國棟那種淡然的表情又惱怒起來,心中更是湧起了一定要給張國棟一個震撼看看的情緒,這也讓他不知不覺中將很多原本不打算講的事情給講了出來,所以,衝動是魔鬼啊。
“氧化層的成長速率不是一直維持恒定的趨勢,製程時間與成長厚度之重複性是較為重要的考量。後長的氧化層會穿透先前長的氧化層而堆積在上麵。換句話說,氧化所需之氧或水汽,勢必也要穿透先前成長的氧化層到矽質層。所以如果要生長出更厚的氧化層,遇到的阻礙也越來越大。一般而言,很少成長2微米厚以上之氧化層。注意,是2微米,這還是經過我們Intel苦心鑽研的結果,以前連2微米都很難達到。幹氧層主要用於製作金氧半(MOS)晶體管的載子信道(channel);而濕氧層則用於其它較不嚴格講究的電性阻絕或製程罩幕(masking)。前者厚度遠小於後者,1000~ 1500埃已然足夠。至於如何選擇的問題就要根據自身的條件來調整這個比例了,畢竟對於一個如此燒錢的產業來說,產能在短時間內幾乎是穩定的,連我們Intel也沒辦法做到半年一個廠。我想世界上應該還沒有一個廠具備我們這樣的條件吧。”小白說完帶著一點得意和挑釁的眼神望著張國棟他們,可惜張國棟他們來之前可是做足了功課的,要說芯片大戶,那絕對是Intel獨霸天下,可要說晶圓廠,那就不是Intel一言堂了,所以我們的鍾誌華先生就有話說了,“雖然貴公司在晶圓生產方麵達到了一個很高的產量,但是日本不是還有東芝,NEC等一係列公司的晶圓產能都比你們高麼?”
到底還是20多歲的年輕人,像張國棟這樣心理年齡達到五十歲的老家夥就不會去在意這些虛名,他吹你隻管讓他吹就是了,又不會少一塊肉,又不是什麼涉及到祖國和民族尊嚴的事情,他吹得越猛,不是越方便自己悶聲發大財麼。不過既然自己的員工已經開了口,自己這個做老板的當然要為他們出頭了,不然這些鬼佬還真以為自己這些人是什麼都不知道的鄉巴佬呢。於是張國棟接過話說到。
“沒錯,日本的NEC在這方麵的確是走上了貴廠的前麵,要知道這個時候的日本可是號稱的經濟要很快的趕超你們美國!NEC的錢可是多到用不完呢,嘿嘿。”張國棟這家夥又在利用美國佬的民族自尊心,唉,雖然美國佬是徹頭徹尾的沒有民族的家夥,可好歹人家長年累月的站在世界最高位,雖然旁邊還有一群伊萬在虎視眈眈,可美國佬除了害怕他們的核武器以外還真什麼都沒有怕過。現在竟然跳出了個不知死活的小日本,這可真刺痛了這些山姆大叔那高傲的心。
果然,張國棟一提小日本,眼前這位標準的撒克遜後代要不是身上穿著無塵衣可就真要跳起來了,打人不打臉,張國棟這家夥太壞了,人家最出名的企業紛紛被小日本給買下了,而Intel在存儲器市場更是被人打得落花流水。要不是小日本孤寂美國的軍事實力,不得不向山姆大叔的核武低頭,計算機市場鹿死誰手還不知道呢。
不過怎奈張國棟他們是說的是實話,在真理麵前總是沒法反駁的,所以我們的小白同誌一張臉,即使隔著一層膜也能讓人看見那臉紅得滴血了。真是難為他了,隻見他努力平息了一下自己的心情,嘴裏還不斷的念念有詞,或許是說的衝動是魔鬼,衝動是魔鬼,誰知道了。龍騰的這群家夥也不為幾甚,畢竟,無論怎樣人家總比自己的龍騰強多了吧,愉悅了一下自己也就罷了。
“對不同晶麵走向的晶圓而言,氧化速率有異:通常在相同成長溫度、條件、及時間下,{111}厚度≧{110}厚度>{100}厚度。注意,前麵已經說過晶向和晶種了。一般的新廠經常不會注意到晶向對氧化速率的影響。導電性能比較好的的矽晶氧化速率較快。適度加入氯化氫氧化層質地較佳,但氯化氫比較容易腐蝕管路,這需要很強的經驗才能處理好這之間的平衡,所以新廠一般比較少用,而且我們Intel也馬上就要淘汰這種技術了。”
“接下來我就要給你們講講氧化層厚度的量測了,測量可分破壞性與非破壞性兩類。破壞性測量是在光阻定義阻絕下,泡入緩衝過的氫氟酸(BOE,Buffered Oxide Etch,係 HF與NH4F以1:6的比例混合而成的腐蝕劑)將顯露出來的氧化層去除,露出不沾水的矽晶表麵,然後去掉光阻,利用表麵深淺量測儀(surface profiler or alpha step),得到有無氧化層之高度差,即其厚度。而非破壞性的測厚法,以橢偏儀 (ellipsometer) 或是毫微儀(nano-spec)最為普遍及準確,前者能同時輸出折射率(refractive index;用以評估薄膜品質之好壞)及起始厚度b與跳階厚度a (總厚度 t = ma + b),實際厚度 (需確定m之整數值),仍需與製程經驗配合來判斷。所以我才說即使把我們Intel所有的機器搬過去你們也不一定能創造出我們Intel一樣的奇跡,畢竟,最重要的還是人。不同厚度的氧化層會顯現不同的顏色,且有2000埃左右厚度即循環一次的特性。有經驗的可單憑顏色而判斷出大約的氧化層厚度。而我們Intel就有大量的技術人員能憑著一雙眼睛判斷出來。不過如果超過1.5微米以上的厚度時,氧化層顏色便漸不明顯。”