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(共16张PPT)
X射线的应用
1
测量射线的波长研究X射线谱，进而研究原子结构；研究晶体的结构，进一步研究材料性能.
X 射线的应用不仅开创了研究晶体结构的新领域，而且用它可以作光谱分析，在科学研究和工程技术上有着广泛的应用。
X射线的应用
例如1953年英国的威尔金斯、沃森和克里克利用X 射线的结构分析得到了遗传基因脱氧核糖核酸（DNA) 的双螺旋结构，荣获了1962 年度诺贝尔生物和医学奖。
布拉格父子
（ W. H. Bragg，父 W. L. Bragg，子 ）
英国物理学家，在利用X射线研究晶体结构方面作出了巨大的贡献，奠定了X射线谱学及X射线结构分析的基础。他们因此而于1915年共同获得诺贝尔物理学奖金。
布拉格公式
1913年布喇格父子提出一种简化了的研究X射线衍射的方法，与劳厄理论结果一致。
把晶体看作是由一系列平行原子层(称为晶面)组成, ， 在X射线照射下,每一晶面的原子都成为子波中心,向各个方向散射X光.原子散射光相干,故在空间发生干涉.
同一晶面上相邻原子散射的光波[如:①②]的光程差等于零 ， 它们相干加强。
布 拉 格 反 射
入射波
散射波


只有一层原子，反射方向必加强。
原子受迫振动发出电磁波。
掠射角
晶格常数
晶格常数
布 拉 格 反 射
入射波
散射波
若要在该方向上不同晶面上原子散射光相干加强，则必须满足干涉加强的条件。
相邻两个晶面反射的两X射线加强的条件：
布拉格公式
即当2d·sin =kλ时各层面上的反射光相干加强，形成亮点，称为 k 级干涉主极大。
因为晶体有很多组平行晶面，晶面间的距离 d 各不相同；所以，劳厄斑是由空间分布的亮斑组成。
布拉格公式
布 拉 格 反 射
入射波
散射波
伦琴射线波谱学
晶体结构分析
7
化学机械抛光法
化学机械抛光(研磨)法（ CMP-Chemical-Mechanical Polishing），这是唯一一种能提供VLSI全面平坦化的技术，由IBM公司提出。
化学机械研磨技术，兼具有研磨性物质的机械式研磨与酸碱溶液的化学式研磨两种作用，可以使晶圆表面达到全面性的平坦化，以利于后续薄膜沉积之进行。
8
带多个磨头的CMP设备
研磨用磨料
磨料喷嘴
旋转中的转盘
抛光垫
磨头
连杆
磨头
背膜
硅片
圖 18.17
9
(Photo courtesy of Speedfam-IPEC)
CMP设备
照片 18.3
10
CMP的應用
STI氧化物的研磨
LI氧化物的研磨
LI钨的研磨
ILD氧化物的研磨
钨插塞的研磨
大马士革铜的研磨
11
用於STI之氧化物填溝的CMP
圖 18.23
CMP之研磨
氧化物之CVD
研磨後STI氧化物
氮化物剝除
襯氧化物
p 磊晶層
p 矽基板
n井
p井
12
LI氧化物
圖 18.24
摻雜氧化物之CVD
氮化矽之CVD
氧化物之CMP
LI氧化物
n井
p井
p 磊晶層
p 矽基板
13
ILD氧化物之研磨
圖 18.25
ILD-1氧化物之沈積
氧化物之CMP
ILD-1氧化物之蝕刻
LI氧化物
n井
p井
p 磊晶層
p 矽基板
14
用於雙鑲嵌銅冶金化之CMP
圖 18.26
銅之沈積
鉭之沈積
銅／鉭／氮化物／氧化物之CMP
鉭
氮化物
銅
15
传统CMP与大马士革CMP比较
16
习题
AL/Si接触存在哪两个问题？请简述他们形成的原因以及解决的办法？
IC互连金属化引入铜的优点以及对铜的挑战有哪些？
Cu的双大马士革工艺流程
什么叫做polycide和Salicide结构及工艺？他们的优点是什么？如何实现？

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