晶圆生产工艺流程介绍
晶圆制造工艺流程和处理工序
晶圆制造工艺流程和处理工序晶圆制造工艺流程1、表面清洗2、初次氧化3、CVD(Chemical Vapor deposiTIon) 法沉积一层Si3N4 (Hot CVD 或LPCVD) 。
(1)常压CVD (Normal Pressure CVD) (2)低压CVD (Low Pressure CVD) (3)热CVD (Hot CVD)/(thermal CVD) (4)电浆增强CVD (Plasma Enhanced CVD) (5)MOCVD (Metal Organic CVD) 分子磊晶成长(Molecular Beam Epitaxy) (6)外延生长法(LPE)4、涂敷光刻胶(1)光刻胶的涂敷(2)预烘(pre bake) (3)曝光(4)显影(5)后烘(post bake) (6)腐蚀(etching) (7)光刻胶的去除5、此处用干法氧化法将氮化硅去除6 、离子布植将硼离子(B+3) 透过SiO2 膜注入衬底,形成P 型阱7、去除光刻胶,放高温炉中进行退火处理8、用热磷酸去除氮化硅层,掺杂磷(P+5) 离子,形成N 型阱9、退火处理,然后用HF 去除SiO2 层10、干法氧化法生成一层SiO2 层,然后LPCVD 沉积一层氮化硅11、利用光刻技术和离子刻蚀技术,保留下栅隔离层上面的氮化硅层12、湿法氧化,生长未有氮化硅保护的SiO2 层,形成PN 之间的隔离区13、热磷酸去除氮化硅,然后用HF 溶液去除栅隔离层位置的SiO2 ,并重新生成品质更好的SiO2 薄膜, 作为栅极氧化层。
14、LPCVD 沉积多晶硅层,然后涂敷光阻进行光刻,以及等离子蚀刻技术,栅极结构,并氧化生成SiO2 保护层。
15、表面涂敷光阻,去除P 阱区的光阻,注入砷(As) 离子,形成NMOS 的源漏极。
用同样的方法,在N 阱区,注入B 离子形成PMOS 的源漏极。
16、利用PECVD 沉积一层无掺杂氧化层,保护元件,并进行退火处理。
晶圆制作工艺流程
晶圆制作工艺流程晶圆是制造半导体芯片的基本材料,半导体集成电路最主要的原料是硅,因此对应的就是硅晶圆。
硅在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式广泛存在于岩石、砂砾中,硅晶圆的制造可以归纳为三个基本步骤:硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。
首先是硅提纯,将沙石原料放入一个温度约为2000 ℃,并且有碳源存在的电弧熔炉中,在高温下,碳和沙石中的二氧化硅进行化学反应(碳与氧结合,剩下硅),得到纯度约为98%的纯硅,又称作冶金级硅,这对微电子器件来说不够纯,因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感,因此对冶金级硅进行进一步提纯:将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应,生成液态的硅烷,然后通过蒸馏和化学还原工艺,得到了高纯度的多晶硅,其纯度高达99.999999999%,成为电子级硅。
接下来是单晶硅生长,最常用的方法叫直拉法。
如下图所示,高纯度的多晶硅放在石英坩埚中,并用外面围绕着的石墨加热器不断加热,温度维持在大约1400 ℃,炉中的空气通常是惰性气体,使多晶硅熔化,同时又不会产生不需要的化学反应。
为了形成单晶硅,还需要控制晶体的方向:坩埚带着多晶硅熔化物在旋转,把一颗籽晶浸入其中,并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转,同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。
熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端,按籽晶晶格排列的方向不断地生长上去。
因此所生长的晶体的方向性是由籽晶所决定的,在其被拉出和冷却后就生长成了与籽晶内部晶格方向相同的单晶硅棒。
用直拉法生长后,单晶棒将按适当的尺寸进行切割,然后进行研磨,将凹凸的切痕磨掉,再用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜,晶圆片制造就完成了。
单晶硅棒的直径是由籽晶拉出的速度和旋转速度决定的,一般来说,上拉速率越慢,生长的单晶硅棒直径越大。
而切出的晶圆片的厚度与直径有关,虽然半导体器件的制备只在晶圆的顶部几微米的范围内完成,但是晶圆的厚度一般要达到1 mm,才能保证足够的机械应力支撑,因此晶圆的厚度会随直径的增长而增长。
晶圆生产过程
晶圆生产过程晶圆生产是芯片制造的重要环节之一,是将硅基材料加工成在其表面加工电子元器件的基底。
晶圆生产包含多个工序,需要严格的工艺控制和质量检测。
晶圆生产包含以下主要的工艺流程:1.单晶生长:在高温高压的条件下,将液态硅材料逐渐冷却凝固成晶体,形成单晶硅。
2.切片:将单晶硅分为薄片,通过这种方法可以减小不同硅单晶处于同一晶圆上时的晶格不同所导致的影响。
3.清洗:将硅片表面的杂质和有机物去除。
4.研磨抛光:通过研磨与抛光技术,将硅片表面打造得极为精细,用于后续的工艺步骤。
5.漏斗除尘:将晶圆表面的灰尘、颗粒物去除,以保证晶圆表面无尘。
6.光刻:将芯片的电路图案通过光刻印刷在晶圆表面。
7.蚀刻:使用化学物质去除掉制定电路以外区域的硅片。
8.离子注入:通过离子的注入,修改硅片的电学性质,使其能发挥出更好的性能。
9.金属蒸镀:在晶圆表面蒸镀上金属材料,形成电路结构。
10.焊接:将芯片与封装材料焊接在一起。
二、晶圆生产中的主要材料1.硅片:晶圆生产的主要材料是硅片,它是硅基半导体器件的基底。
2.化学品:晶圆制造过程中常用的化学品包括蚀刻液、清洗液、研磨抛光液等,这些化学品都要求高纯度。
3.金属材料:晶圆制造中需要金属材料,如铝、铜等。
这些金属材料需要具有良好的导电性能、耐腐蚀性、机械强度等特点。
三、晶圆制造中的工艺控制晶圆生产是一个高精度的工艺过程,各个环节都需要精细的控制。
以下是几个重要的工艺控制:1.纯度控制:晶圆制造需要使用高纯度的原材料和化学品,以保证芯片性能达到最优。
2.厚度控制:晶圆表面形成的沉积层的厚度需要精准控制,误差会对芯片的性能造成影响。
3.温度控制:晶圆生产要求在高温高压的条件下进行,需要严格控制温度以保证单晶材料不受破坏。
4.精密控制:晶圆生产需要精密的工艺控制,在其表面形成的结构需要精确到数十纳米。
四、晶圆生产中的自动化技术随着科技的不断发展,晶圆生产中的自动化技术也在不断升级。
晶圆制作过程范文
晶圆制作过程范文晶圆是一种非常重要的半导体材料,用于制造各种电子器件,如集成电路和太阳能电池等。
制作晶圆的过程主要包括晶圆材料选择、单晶生长、切割和抛光等几个关键步骤。
下面将详细介绍晶圆制作的过程。
第一步:晶圆材料选择晶圆通常由硅(Si)材料制成,因为硅具有良好的电子特性和光学特性。
在选择硅材料之前,首先需要确定应用所需的特性,如阻挡层、导电性等。
根据这些需求,可以选择不同纯度的硅材料,如普通硅、高纯硅和超纯硅。
第二步:单晶生长单晶生长是生产晶圆的关键步骤之一、单晶生长的方法有多种,其中常用的包括凝固法、溶液法和气相淀积法。
凝固法是通过将溶液或熔融物体逐渐冷却,使其凝固成单晶体。
这种方法可以生长较大尺寸的晶体,并且可以控制晶体的取向和纯度。
溶液法是通过在溶液中逐渐减少溶质浓度,使其沉淀成单晶体。
这种方法可以生长优质的单晶,但是晶体尺寸相对较小。
气相淀积法是通过在气相中控制气氛和温度的条件下,使气态材料沉积在基片上形成单晶。
这种方法可以生长大尺寸、高质量的单晶体。
第三步:切割在单晶生长完成后,需要将单晶体切割成薄片,即晶圆。
晶圆的切割通常使用金刚石切割盘进行,切割出的晶圆通常具有圆形或方形。
在切割过程中,需要防止产生晶格的损伤或污染。
因此,在切割之前,通常会在单晶体表面形成一层保护膜,如氧化物或金属膜,以防止切割时对晶体的影响。
第四步:抛光切割出的晶圆通常具有不平整的表面,需要进行抛光处理。
抛光主要是通过机械研磨和化学腐蚀的方法,将晶圆表面的杂质、损伤和不平整层层去除,使其表面平坦光滑。
机械研磨通常使用研磨液和研磨盘对晶圆表面进行研磨,去除表面不平整。
化学腐蚀是利用化学溶液对晶圆表面进行腐蚀,去除表面的污染和损伤。
此外,抛光过程还可以通过光学手段实时监测晶圆表面的平整度和光滑度,以保证抛光的质量和效果。
第五步:清洗和检测抛光完成后,晶圆需要进行清洗和检测。
清洗过程主要是将抛光产生的残留物、污染物和杂质从晶圆表面洗净,以确保晶圆的纯净度。
晶圆生产工艺与流程介绍
晶圆的生产工艺流程介绍从大的方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤,它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部属晶片制造,所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序):晶棒成长 --> 晶棒裁切与检测 --> 外径研磨 --> 切片 --> 圆边 --> 表层研磨 --> 蚀刻 --> 去疵 --> 抛光 --> 清洗 --> 检验 --> 包装1.晶棒成长工序:它又可细分为:1).融化(Melt Down)将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内,加热到其熔点1420°C以上,使其完全融化。
2).颈部成长(Neck Growth)待硅融浆的温度稳定之后,将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中,接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺寸(一般约6mm左右),维持此直径并拉长100-200mm,以消除晶种内的晶粒排列取向差异。
3).晶冠成长(Crown Growth)颈部成长完成后,慢慢降低提升速度和温度,使颈部直径逐渐加大到所需尺寸(如5、6、8、12吋等)。
4).晶体成长(Body Growth)不断调整提升速度和融炼温度,维持固定的晶棒直径,只到晶棒长度达到预定值。
5).尾部成长(Tail Growth)当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度,使晶棒直径逐渐变小,以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生,最终使晶棒与液面完全分离。
到此即得到一根完整的晶棒。
2.晶棒裁切与检测(Cutting & Inspection)将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分,并对尺寸进行检测,以决定下步加工的工艺参数。
3.外径研磨(Surface Grinding & Shaping)由于在晶棒成长过程中,其外径尺寸和圆度均有一定偏差,其外园柱面也凹凸不平,所以必须对外径进行修整、研磨,使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。
晶圆制造工艺流程9个步骤
晶圆制造工艺流程9个步骤嘿,朋友们!今天咱来聊聊晶圆制造工艺流程的那9 个神奇步骤呀!你想想看,就像盖房子得先打地基一样,晶圆制造也是个精细活儿。
第一步呢,就是要准备好那片晶圆衬底,这就好比是房子的根基呀,得稳稳当当的。
然后呢,就要在上面进行氧化啦,给它穿上一层“保护衣”,就像我们冬天要穿厚棉袄一样。
接下来呀,是光刻!这可重要了,就像是在晶圆这个大画布上精心描绘图案,得特别仔细,不能有一点儿差错呢。
然后就是刻蚀啦,把不需要的部分去掉,就好像雕刻大师在精心雕琢一件艺术品。
离子注入这一步呢,就像是给晶圆注入了特别的力量,让它变得更强大、更有本领。
薄膜沉积呢,就像是给晶圆披上了各种好看的“外衣”,让它变得更加丰富多彩。
化学机械抛光这一步呀,就像是给晶圆来个彻底的“美容”,让它变得光滑又亮丽。
测试这一步可不能少,就像我们考试一样,得看看晶圆合不合格呀。
最后一步,就是封装啦,把晶圆好好地保护起来,让它能安全地去发挥自己的作用。
你说这晶圆制造工艺流程是不是特别神奇呀!从一块普通的衬底,经过这么多步骤的精心打造,最后变成了能在各种电子设备里大显身手的重要部件。
这就跟一个小娃娃慢慢长大,变成一个有本事的大人一样呢!每个步骤都那么重要,少了哪一个都不行。
想象一下,如果其中一个步骤出了问题,那整个晶圆不就毁了吗?所以呀,那些制造晶圆的人可得特别细心、特别专业才行。
他们就像是一群神奇的魔法师,用他们的双手和智慧创造出了这些小小的晶圆,却有着大大的能量。
咱平时用的手机呀、电脑呀,里面可都有这些晶圆的功劳呢。
它们在背后默默地工作着,让我们的生活变得更加便利和精彩。
所以呀,可别小看了这小小的晶圆制造工艺流程,它可是科技世界里的大功臣呢!怎么样,是不是对晶圆制造工艺流程有了更深的了解啦?嘿嘿!。
晶圆工艺流程
晶圆工艺流程晶圆工艺流程是半导体制造过程中的核心环节,它涉及到晶圆的加工、清洗、镀膜和刻蚀等步骤。
本文将详细介绍晶圆工艺流程的各个环节,并对其中的关键步骤进行解析。
晶圆工艺流程的第一步是晶圆的清洗。
晶圆在制造之前需要经过严格的清洗,以去除表面的杂质和污染物,确保晶圆的纯净度。
清洗过程通常采用酸碱溶液、超声波和离子束等方法,可以有效地去除晶圆表面的有机和无机杂质。
第二步是晶圆的镀膜。
在这一步骤中,晶圆表面会被涂覆上一层特殊的化学材料,以改善晶圆的特性和性能。
常用的镀膜方法有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。
在CVD中,通过将气体反应在晶圆表面形成薄膜;而在PVD中,通过蒸发、溅射或离子束沉积等方式将金属薄膜沉积到晶圆表面。
第三步是晶圆的刻蚀。
刻蚀是指将晶圆表面的一部分材料去除,以形成所需的结构和形状。
刻蚀过程通常使用化学或物理方法进行,常用的刻蚀技术有湿法刻蚀和干法刻蚀。
在湿法刻蚀中,使用酸性或碱性溶液来溶解晶圆表面的材料;而在干法刻蚀中,通过离子束轰击或等离子体反应来去除晶圆表面的材料。
第四步是晶圆的光刻。
光刻是一种将图形或结构转移到晶圆表面的制造技术。
它利用光敏胶层和光罩来选择性地曝光和显影晶圆表面,形成所需的结构。
光刻技术具有高分辨率和高精度的特点,广泛应用于半导体制造中。
除了以上几个关键步骤,晶圆工艺流程还包括其他一些重要的环节。
例如,化学机械抛光(CMP)是一种用于平坦化晶圆表面的工艺,以去除表面的凹凸不平。
高温退火是一种通过在高温下加热晶圆来改善材料特性和结构的工艺。
蚀刻选择性是一种通过控制刻蚀速率来实现对晶圆结构的选择性刻蚀的技术。
晶圆工艺流程是半导体制造过程中至关重要的环节。
它通过一系列的步骤来加工晶圆,使其具备所需的结构和性能。
在不同的工艺环节中,涉及到的技术和设备各有特点,需要精确控制和操作。
通过合理的工艺流程,可以制造出高质量的晶圆,满足各种应用的需求。
晶圆制造工艺流程
晶圆制造工艺流程晶圆制造是指通过一系列工艺步骤来制作半导体芯片的过程。
以下是典型的晶圆制造工艺流程。
1.单晶片生长:晶圆制造的第一步是将纯度很高的硅材料通过化学气相沉积或其他方法生长为单晶片。
这个步骤是整个工艺流程的基础。
2.晶圆切割:在单晶片生长完成后,将其切割成薄片,即晶圆。
通常使用金刚石刀进行切割,切割后的晶圆具有相对平整的表面和一定的厚度。
3.光刻:光刻是晶圆制造中关键的步骤之一、在此步骤中,通过光刻机将需要形成的图案转移到晶圆表面。
这通常涉及到在晶圆表面涂覆光刻胶,然后通过光刻机的曝光和显影过程来形成所需的图案。
4.晶圆清洗:在光刻步骤完成后,晶圆需要进行清洗,以去除光刻胶的残留物和其他杂质。
晶圆清洗通常会使用化学溶液和超声波的作用来清洁晶圆表面。
5.电镀:在一些情况下,需要对晶圆进行电镀,以增加其表面的导电性和减小电阻。
这个步骤通常涉及将晶圆浸入含有金属离子的溶液中,在电流作用下使金属离子沉积在晶圆表面。
6.氧化:氧化是将晶圆表面涂覆一层氧化物的过程。
这个步骤可以在大气中进行,也可以通过化学气相沉积来完成。
氧化的目的是改善晶圆表面的质量,并为后续步骤提供一定的保护。
7.形成电极和连线:在晶圆上制作电极和连线是将芯片的不同部分连接起来的关键步骤。
这个步骤通常涉及使用光刻和电镀等技术,将导电材料沉积在晶圆表面,并通过化学蚀刻来形成所需的电极和连线。
8.打磨和抛光:在制造晶圆过程中,由于一些原因,晶圆表面可能会有一些不平整和缺陷。
为了修复这些问题,晶圆需要经过打磨和抛光,使其表面更加平整和光滑。
9.测试和封装:在晶圆制造完毕后,需要对芯片进行测试,以确保其正常工作。
测试通常会使用特定的测试设备和测试程序来进行,包括电性能测试、可靠性测试等。
然后,芯片会进行封装,即将其放入塑料或金属封装中,以保护芯片并为其提供适当的引脚。
以上是晶圆制造的典型工艺流程。
当然,实际的晶圆制造可能会因不同应用领域和制造工艺的差异而略有不同。
晶圆制造工艺流程
晶圆制造工艺流程1、表面清洗2、初次氧化3、 CVD(Chemical Vapor deposition) 法沉积一层 Si3N4 (Hot CVD 或 LPCVD) .(1)常压 CVD (Normal Pressure CVD)(2)低压 CVD (Low Pressure CVD)(3)热 CVD (Hot CVD)/(thermal CVD)(4)电浆增强 CVD (Plasma Enhanced CVD)(5)MOCVD (Metal Organic CVD)&分子磊晶成长 (Molecular Beam Epitaxy)(6)外延生长法(LPE)4、涂敷光刻胶(1)光刻胶的涂敷(2)预烘 (pre bake)(3)曝光(4)显影(5)后烘(post bake)(6)腐蚀(etching)(7)光刻胶的去除5、此处用干法氧化法将氮化硅去除6 、离子布植将硼离子 (B+3) 透过 SiO2 膜注入衬底,形成 P 型阱7、去除光刻胶,放高温炉中进行退火处理8、用热磷酸去除氮化硅层,掺杂磷(P+5) 离子,形成 N 型阱9、退火处理,然后用 HF 去除 SiO2 层10、干法氧化法生成一层 SiO2 层,然后 LPCVD 沉积一层氮化硅11、利用光刻技术和离子刻蚀技术,保留下栅隔离层上面的氮化硅层12、湿法氧化,生长未有氮化硅保护的 SiO2 层,形成 PN 之间的隔离区13、热磷酸去除氮化硅,然后用 HF 溶液去除栅隔离层位置的 SiO2 ,并重新生成品质更好的 SiO2 薄膜,作为栅极氧化层。
14、LPCVD 沉积多晶硅层,然后涂敷光阻进行光刻,以及等离子蚀刻技术,栅极结构,并氧化生成 SiO2 保护层。
15、表面涂敷光阻,去除 P 阱区的光阻,注入砷 (As)离子,形成 NMOS 的源漏极。
用同样的方法,在 N 阱区,注入 B 离子形成 PMOS 的源漏极。
16、利用 PECVD 沉积一层无掺杂氧化层,保护元件,并进行退火处理。
晶圆加工工艺流程
晶圆加工工艺流程1、表面清洗晶圆表面附着一层大约2um的Al2O3和甘油混合液保护之,在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。
2、初次氧化有热氧化法生成SiO2 缓冲层,用来减小后续中Si3N4对晶圆的应力氧化技术:干法氧化Si(固)+O2 à SiO2(固)和湿法氧化Si(固)+2H2O à SiO2(固)+2H2。
干法氧化通常用来形成,栅极二氧化硅膜,要求薄,界面能级和固定电荷密度低的薄膜。
干法氧化成膜速度慢于湿法。
湿法氧化通常用来形成作为器件隔离用的比较厚的二氧化硅膜。
当SiO2膜较薄时,膜厚与时间成正比。
SiO2膜变厚时,膜厚与时间的平方根成正比。
因而,要形成较厚SiO2膜,需要较长的氧化时间。
SiO2膜形成的速度取决于经扩散穿过SiO2膜到达硅表面的O2及OH基等氧化剂的数量的多少。
湿法氧化时,因在于OH基SiO2膜中的扩散系数比O2的大。
氧化反应,Si 表面向深层移动,距离为SiO2膜厚的0.44倍。
因此,不同厚度的SiO2膜,去除后的Si表面的深度也不同。
SiO2膜为透明,通过光干涉来估计膜的厚度。
这种干涉色的周期约为200nm,如果预告知道是几次干涉,就能正确估计。
对其他的透明薄膜,如知道其折射率,也可用公式计算出(dSiO2)/(dox)=(nox)/(nSiO2)。
SiO2膜很薄时,看不到干涉色,但可利用Si的疏水性和SiO2的亲水性来判断SiO2膜是否存在。
也可用干涉膜计或椭圆仪等测出。
SiO2和Si界面能级密度和固定电荷密度可由MOS二极管的电容特性求得。
(100)面的Si的界面能级密度最低,约为10E+10-- 10E+11/cm ?2.eV-1 数量级。
(100)面时,氧化膜中固定电荷较多,固定电荷密度的大小成为左右阈值的主要因素。
3、热CVD(HotCVD)/(thermalCVD)此方法生产性高,梯状敷层性佳(不管多凹凸不平,深孔中的表面亦产生反应,及气体可到达表面而附着薄膜)等,故用途极广。
晶圆生产流程及每道工序的关键工艺参数
晶圆生产流程及关键工艺参数1. 晶圆生产流程概述晶圆生产是半导体工业中的重要环节,主要包括晶圆切割、清洗、掩膜光刻、离子注入、扩散、腐蚀、金属化等多个工序。
下面将详细介绍每个工序的步骤和关键工艺参数。
2. 晶圆生产流程详解2.1 晶圆切割晶圆切割是将硅单晶棒切割成具有一定厚度的硅片,主要步骤包括:2.1.1 硅单晶棒修整将硅单晶棒进行修整,使其表面光滑且直径均匀。
2.1.2 硅单晶棒预定位对硅单晶棒进行预定位,确定切割位置。
2.1.3 硅单晶棒切割使用金刚石线锯将硅单晶棒切割成硅片。
2.1.4 硅片清洗将切割好的硅片进行清洗,去除杂质和污染物。
2.2 清洗清洗是将硅片表面的杂质和污染物去除,主要步骤包括:2.2.1 预清洗将硅片浸泡在预清洗液中,去除大部分粉尘和有机污染物。
2.2.2 主清洗使用酸性或碱性清洗液对硅片进行主要清洗,去除残留的有机污染物和金属离子。
2.2.3 漂洗用纯水对硅片进行漂洗,去除清洗液残留。
2.2.4 干燥将硅片在干燥器中进行干燥,去除水分。
2.3 掩膜光刻掩膜光刻是通过光刻胶和掩膜模板将芯片图形转移到硅片上,主要步骤包括:2.3.1 光刻胶涂覆将光刻胶均匀涂覆在硅片上。
2.3.2 掩膜对位将掩膜模板对准硅片,并通过对位器进行精确定位。
2.3.3 曝光使用紫外光将掩膜模板上的芯片图形转移到硅片上。
2.3.4 显影使用显影液去除未曝光的光刻胶,形成芯片图形。
2.4 离子注入离子注入是将特定元素注入硅片表面,改变硅片的导电性能,主要步骤包括:2.4.1 离子源准备准备离子源和加速器设备,确定注入元素和能量。
2.4.2 离子束对准将离子束对准硅片表面,并通过对位器进行精确定位。
2.4.3 注入通过加速器加速离子束,使其注入硅片表面,并控制注入剂量和深度。
2.5 扩散扩散是将特定元素在硅片中进行扩散,形成PN结构,主要步骤包括:2.5.1 清洗将注入后的硅片进行清洗,去除污染物。
晶圆生产工艺与流程介绍
晶圆生产工艺与流程介绍文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]晶圆的生产工艺流程介绍从大的方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤,它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部属晶片制造,所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序):晶棒成长?-->?晶棒裁切与检测?-->?外径研磨?-->?切片?-->?圆边?-->?表层研磨?-->?蚀刻?-->?去疵?-->?抛光?-->?清洗?-->?检验?-->?包装1.晶棒成长工序:它又可细分为:1).融化(Melt?Down)将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内,加热到其熔点1420°C以上,使其完全融化。
2).颈部成长(Neck?Growth)待硅融浆的温度稳定之后,将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中,接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺寸(一般约6mm左右),维持此直径并拉长100-200mm,以消除晶种内的晶粒排列取向差异。
3).晶冠成长(Crown?Growth)颈部成长完成后,慢慢降低提升速度和温度,使颈部直径逐渐加大到所需尺寸(如5、6、8、12寸等)。
4).晶体成长(Body?Growth)不断调整提升速度和融炼温度,维持固定的晶棒直径,只到晶棒长度达到预定值。
5).尾部成长(Tail?Growth)当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度,使晶棒直径逐渐变小,以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生,最终使晶棒与液面完全分离。
到此即得到一根完整的晶棒。
2.晶棒裁切与检测(Cutting?&?Inspection)将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分,并对尺寸进行检测,以决定下步加工的工艺参数。
3.外径研磨(Surface?Grinding?&?Shaping)由于在晶棒成长过程中,其外径尺寸和圆度均有一定偏差,其外园柱面也凹凸不平,所以必须对外径进行修整、研磨,使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。
(完整版)晶圆的生产工艺流程汇总
晶圆的生产工艺流程:从大的方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤,它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部属晶片制造,所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序):晶棒成长 -- 晶棒裁切与检测 -- 外径研磨 -- 切片 -- 圆边-- 表层研磨 -- 蚀刻 -- 去疵 -- 抛光 -- 清洗 -- 检验 -- 包装 1、晶棒成长工序:它又可细分为:1)、融化(Melt Down):将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内,加热到其熔点1420°C以上,使其完全融化。
2)、颈部成长(Neck Growth):待硅融浆的温度稳定之后,将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中,接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺寸(一般约6mm左右),维持此直径并拉长100-200mm,以消除晶种内的晶粒排列取向差异。
3)、晶冠成长(Crown Growth):颈部成长完成后,慢慢降低提升速度和温度,使颈部直径逐渐加大到所需尺寸(如5、6、8、12吋等)。
4)、晶体成长(Body Growth):不断调整提升速度和融炼温度,维持固定的晶棒直径,只到晶棒长度达到预定值。
5)、尾部成长(Tail Growth):当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度,使晶棒直径逐渐变小,以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生,最终使晶棒与液面完全分离。
到此即得到一根完整的晶棒。
2、晶棒裁切与检测(Cutting & Inspection):将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分,并对尺寸进行检测,以决定下步加工的工艺参数。
3、外径研磨(Surface Grinding & Shaping):由于在晶棒成长过程中,其外径尺寸和圆度均有一定偏差,其外园柱面也凹凸不平,所以必须对外径进行修整、研磨,使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。
4、切片(Wire Saw Slicing):由于硅的硬度非常大,所以在本工序里,采用环状、其内径边缘镶嵌有钻石颗粒的薄片锯片将晶棒切割成一片片薄片。
(完整版)晶圆的生产工艺流程汇总
颈部成长
1
待硅融浆的温度安定之后,将〈1.0.0〉方向的晶 种慢慢插入其中。
2
接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定 尺寸(大凡约6mm左右)。
3
维持此直径并拉长100-200mm,以消除晶种内 的晶粒排列取向差异。
晶冠成长
颈部成长完成后,慢慢降低提升速度 和温度。
使颈部直径逐渐加大到所需尺寸(如5 、6、8、12吋等)。
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蚀刻
蚀刻
要点一
蚀刻的目的
蚀刻是晶圆制造过程中一个重要的步 骤,其目的是去掉晶片表面因加工应 力而产生的一层损伤层。这一层通常 很薄,但如果不将其去除,将会影响 芯片的电气性能和可靠性。因此,蚀 刻是确保晶片表面质量的关键步骤之 一。
要点二
浸泡
将晶片放入化学蚀刻液中,让蚀刻液 与晶片表面发生化学反应。这个过程 通常需要一定时间,以确保蚀刻液能 够充分与晶片表面接触。
抛光的影响因素:抛光处理的效果受 到多个因素的影响,包括抛光设备的 类型和精度、抛光材料的种类和粒度 、化学试剂的种类和浓度、晶片的材 质和厚度等。在抛光处理过程中,要 综合考虑这些因素,以获得最佳的处 理效果。同时,抛光处理还需要注意 保护晶片的边缘部分,避免在处理过 程中对边缘造成损伤或破坏。
06
(完整版)晶圆的 生产工艺流程汇 总
汇报人:XXX 2023-12-01
目录
• 晶棒成长工序 • 晶棒裁切与检测 • 外径研磨 • 切片 • 圆边 • 研磨 • 蚀刻 • 去疵 • 抛光 • 清洗 • 检验 • 包装
01
CATALOGUE
晶棒成长工序
融化
• 将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内:加热到其 熔点1420°C以上,使其完全融化。待硅融浆的温度 安定之后,将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中。 接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺 寸(大凡约6mm左右)。
晶圆生产工艺与操作规范介绍
晶圆生产工艺与操作规范介绍集团标准化办公室:[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]晶圆的生产工艺流程介绍从大的方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤,它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部属晶片制造,所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序):晶棒成长?-->?晶棒裁切与检测?-->?外径研磨?-->?切片?-->?圆边?-->?表层研磨?-->?蚀刻?-->?去疵?-->?抛光?-->?清洗?-->?检验?-->?包装1.晶棒成长工序:它又可细分为:1).融化(Melt?Down)将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内,加热到其熔点1420°C以上,使其完全融化。
2).颈部成长(Neck?Growth)待硅融浆的温度稳定之后,将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中,接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺寸(一般约6mm左右),维持此直径并拉长100-200mm,以消除晶种内的晶粒排列取向差异。
3).晶冠成长(Crown?Growth)颈部成长完成后,慢慢降低提升速度和温度,使颈部直径逐渐加大到所需尺寸(如5、6、8、12寸等)。
4).晶体成长(Body?Growth)不断调整提升速度和融炼温度,维持固定的晶棒直径,只到晶棒长度达到预定值。
5).尾部成长(Tail?Growth)当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度,使晶棒直径逐渐变小,以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生,最终使晶棒与液面完全分离。
到此即得到一根完整的晶棒。
2.晶棒裁切与检测(Cutting?&?Inspection)将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分,并对尺寸进行检测,以决定下步加工的工艺参数。
3.外径研磨(Surface?Grinding?&?Shaping)由于在晶棒成长过程中,其外径尺寸和圆度均有一定偏差,其外园柱面也凹凸不平,所以必须对外径进行修整、研磨,使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。
晶圆的生产工艺流程汇总
晶圆的生产工艺流程:从大的方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤,它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部属晶片制造,所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序):晶棒成长 -- 晶棒裁切与检测 -- 外径研磨 -- 切片 -- 圆边-- 表层研磨 -- 蚀刻 -- 去疵 -- 抛光 -- 清洗 -- 检验 -- 包装 1、晶棒成长工序:它又可细分为:1)、融化(Melt Down):将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内,加热到其熔点1420°C以上,使其完全融化。
2)、颈部成长(Neck Growth):待硅融浆的温度稳定之后,将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中,接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺寸(一般约6mm左右),维持此直径并拉长100-200mm,以消除晶种内的晶粒排列取向差异。
3)、晶冠成长(Crown Growth):颈部成长完成后,慢慢降低提升速度和温度,使颈部直径逐渐加大到所需尺寸(如5、6、8、12吋等)。
4)、晶体成长(Body Growth):不断调整提升速度和融炼温度,维持固定的晶棒直径,只到晶棒长度达到预定值。
5)、尾部成长(Tail Growth):当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度,使晶棒直径逐渐变小,以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生,最终使晶棒与液面完全分离。
到此即得到一根完整的晶棒。
2、晶棒裁切与检测(Cutting & Inspection):将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分,并对尺寸进行检测,以决定下步加工的工艺参数。
3、外径研磨(Surface Grinding & Shaping):由于在晶棒成长过程中,其外径尺寸和圆度均有一定偏差,其外园柱面也凹凸不平,所以必须对外径进行修整、研磨,使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。
4、切片(Wire Saw Slicing):由于硅的硬度非常大,所以在本工序里,采用环状、其内径边缘镶嵌有钻石颗粒的薄片锯片将晶棒切割成一片片薄片。
晶圆生产主要工艺流程
晶圆生产主要工艺流程晶圆生产是集成电路制造的基础工艺流程,也是整个芯片制造过程中的关键环节。
晶圆生产主要包括晶圆加工、掩膜制备、光刻、扩散、腐蚀、离子注入、热处理等多个工艺步骤。
下面将详细介绍晶圆生产的主要工艺流程。
一、晶圆加工晶圆加工是整个晶圆生产的第一步,也是最关键的一步。
首先,需要从硅单晶片中切割出晶圆,常用的切割方法有线锯切割和研磨切割两种。
切割完成后,需要对晶圆进行抛光,以去除切割过程中产生的毛刺和磨损层,使晶圆表面变得光滑。
二、掩膜制备掩膜制备是晶圆生产的重要一环,它是通过光刻技术来制备掩膜图形。
首先,需要将光刻胶涂覆在晶圆表面,然后使用掩膜对光刻胶进行曝光,通过光刻机进行曝光和显影处理,使光刻胶形成所需的图形。
掩膜图形决定了芯片的电路结构和功能。
三、光刻光刻是晶圆生产中的核心工艺步骤,用于将掩膜上的图形转移到晶圆上。
光刻过程中,首先将掩膜和晶圆对准,然后使用紫外光照射光刻胶,使光刻胶发生化学或物理变化。
然后,通过显影处理,使未曝光的部分光刻胶被溶解掉,暴露出晶圆表面的区域。
最后,使用蚀刻或其他加工方法,将暴露出来的晶圆表面进行加工。
四、扩散扩散是晶圆生产中的一种加工方法,用于控制晶圆表面杂质的浓度和分布。
扩散过程中,将晶圆置于高温炉中,与气体或液体中的杂质进行反应,使杂质从液体或气体中扩散到晶圆表面。
扩散后的晶圆表面形成了所需的掺杂区域,用于形成芯片中的电子器件。
五、腐蚀腐蚀是晶圆生产中的一种加工方法,用于去除晶圆表面的氧化层或其他不需要的杂质。
腐蚀过程中,将晶圆放置在腐蚀液中,使腐蚀液与晶圆表面发生化学反应,去除表面的氧化层或杂质。
腐蚀后的晶圆表面更加平整和清洁,有利于后续工艺的进行。
六、离子注入离子注入是晶圆生产中的一种加工方法,用于控制晶圆中杂质的浓度和分布。
离子注入过程中,将晶圆放置在离子注入机中,加速并定向注入离子束到晶圆表面。
注入的离子将与晶体中的原子进行替换或形成杂质,从而改变晶圆的电学性质。
半导体晶圆的生产工艺流程介绍
•从大的方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤,它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部属晶片制造,所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序):晶棒成长--> 晶棒裁切与检测--> 外径研磨--> 切片--> 圆边--> 表层研磨--> 蚀刻--> 去疵--> 抛光--> 清洗--> 检验--> 包装1 晶棒成长工序:它又可细分为:1)融化(Melt Down)将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内,加热到其熔点1420°C以上,使其完全融化。
2)颈部成长(Neck Growth)待硅融浆的温度稳定之后,将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中,接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺寸(一般约6mm左右),维持此直径并拉长100-200mm,以消除晶种内的晶粒排列取向差异。
3)晶冠成长(Crown Growth)颈部成长完成后,慢慢降低提升速度和温度,使颈部直径逐渐加大到所需尺寸(如5、6、8、12吋等)。
4)晶体成长(Body Growth)不断调整提升速度和融炼温度,维持固定的晶棒直径,只到晶棒长度达到预定值。
5)尾部成长(Tail Growth)当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度,使晶棒直径逐渐变小,以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生,最终使晶棒与液面完全分离。
到此即得到一根完整的晶棒。
2 晶棒裁切与检测(Cutting & Inspection)将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分,并对尺寸进行检测,以决定下步加工的工艺参数。
3 外径研磨(Su rf ace Grinding & Shaping)由于在晶棒成长过程中,其外径尺寸和圆度均有一定偏差,其外园柱面也凹凸不平,所以必须对外径进行修整、研磨,使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。
晶圆的生产工艺流程
晶圆的生产工艺流程:从大的方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤,它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部属晶片制造,所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序):晶棒成长 -- 晶棒裁切与检测 -- 外径研磨 -- 切片 -- 圆边-- 表层研磨 -- 蚀刻 -- 去疵 -- 抛光 -- 清洗 -- 检验 -- 包装 1、晶棒成长工序:它又可细分为:1)、融化(Melt Down):将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内,加热到其熔点1420°C以上,使其完全融化。
2)、颈部成长(Neck Growth):待硅融浆的温度稳定之后,将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中,接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺寸(一般约6mm左右),维持此直径并拉长100-200mm,以消除晶种内的晶粒排列取向差异。
3)、晶冠成长(Crown Growth):颈部成长完成后,慢慢降低提升速度和温度,使颈部直径逐渐加大到所需尺寸(如5、6、8、12吋等)。
4)、晶体成长(Body Growth):不断调整提升速度和融炼温度,维持固定的晶棒直径,只到晶棒长度达到预定值。
5)、尾部成长(Tail Growth):当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度,使晶棒直径逐渐变小,以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生,最终使晶棒与液面完全分离。
到此即得到一根完整的晶棒。
2、晶棒裁切与检测(Cutting & Inspection):将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分,并对尺寸进行检测,以决定下步加工的工艺参数。
3、外径研磨(Surface Grinding & Shaping):由于在晶棒成长过程中,其外径尺寸和圆度均有一定偏差,其外园柱面也凹凸不平,所以必须对外径进行修整、研磨,使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。
4、切片(Wire Saw Slicing):由于硅的硬度非常大,所以在本工序里,采用环状、其内径边缘镶嵌有钻石颗粒的薄片锯片将晶棒切割成一片片薄片。
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晶圆生产工艺流程介绍
1、表面清洗
2、初次氧化
3、CVD(Chemical Vapor deposition)法沉积一层Si3N4(Hot CVD或LPCVD)。
(1)常压CVD(Normal Pressure CVD)
(2)低压CVD(Low Pressure CVD)
(3)热CVD(Hot CVD)/(thermal CVD)
(4)电浆增强CVD(Plasma Enhanced CVD)
(5)MOCVD(Metal Organic CVD)&分子磊晶成长(Molecular Beam Epitaxy)
(6)外延生长法(LPE)
4、涂敷光刻胶
(1)光刻胶的涂敷
(2)预烘(pre bake)
(3)曝光
(4)显影
(5)后烘(post bake)
(6)腐蚀(etching)
(7)光刻胶的去除
5、此处用干法氧化法将氮化硅去除
6、离子布植将硼离子(B+3)透过SiO2膜注入衬底,形成P型阱
7、去除光刻胶,放高温炉中进行退火处理
8、用热磷酸去除氮化硅层,掺杂磷(P+5)离子,形成N型阱
9、退火处理,然后用HF去除SiO2层
10、干法氧化法生成一层SiO2层,然后LPCVD沉积一层氮化硅
11、利用光刻技术和离子刻蚀技术,保留下栅隔离层上面的氮化硅层
12、湿法氧化,生长未有氮化硅保护的SiO2层,形成PN之间的隔离区
13、热磷酸去除氮化硅,然后用HF溶液去除栅隔离层位置的SiO2,并重新生成品质更好的SiO2薄膜,作为栅极氧化层。
14、LPCVD沉积多晶硅层,然后涂敷光阻进行光刻,以及等离子蚀刻技术,栅极结构,并氧化生成SiO2保护层。
15、表面涂敷光阻,去除P阱区的光阻,注入砷(As)离子,形成NMOS的源漏极。
用同样的方法,在N阱区,注入B离子形成PMOS的源漏极。
16、利用PECVD沉积一层无掺杂氧化层,保护元件,并进行退火处理。
17、沉积掺杂硼磷的氧化层
18、?镀第一层金属
(1)薄膜的沉积方法根据其用途的不同而不同,厚度通常小于1um。
(2)真空蒸发法(Evaporation Deposition)
(3)溅镀(Sputtering Deposition)
19、光刻技术定出VIA孔洞,沉积第二层金属,并刻蚀出连线结构。
然后,用PECVD法氧化层和氮化硅保护层。
20、光刻和离子刻蚀,定出PAD位置
21、最后进行退火处理,以保证整个Chip的完整和连线的连接性。