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微电子工艺技术培训课程(PDF 45页)

微电子工艺技术培训课程(PDF 45页)
A Roots pump with a pumping speed of 5500 Liters/minute
Vacuum Pumps
“Clean, Lean Vacuum Machine”
Turbo’s
Balzers, 1992
Leybold M2000, 1999
The innards of a turbo pump A bit like a jet engine in reverse !
potential etc etc.
Vacuum pumps In the high pressure regime, vacuum pumps work by dilution pV = RT. If the volume is expanded, the pressure falls. Rotary pumps, Root pumps etc
Average Potential
Reverses bias before a repulsive surface charge build up on the insulator to be sputtered
Pro and Con of Sputtering
No alloy problem ! Good adhesion of film ! Metals (DC, RF) as well as insulators (RF) Precise thickness control via sputtering current x time
Metal/Metal Alloy Properties
Matl
to
Al Mo W Cu TiSi2 MoSi2 TaSi2 WSi2 PtSi CoSi2 TiN

微电子工艺课件资料

微电子工艺课件资料

三、起始材料--石英岩(高纯度硅砂--SiO2)
1. SiO2+SiC→Si(s)+SiO(g)+CO(g) 冶金级硅:98%;
300oC
2. Si(s)+3HCl(g) →SiHCl3(g)+H2 三氯硅烷室温下呈液态沸点为32℃,利用分馏法去 除杂质;
3. SiHCl3(g)+ H2→Si(s)+ 3HCl(g) 得到电子级硅(片状多晶硅)。
Si:
• 含量丰富,占地壳重量25%;
• 单晶Si 生长工艺简单,目前直径最大18英吋 (450mm)
• 氧化特性好, Si/SiO2界面性能理想,可做掩蔽膜、 钝化膜、介质隔离、绝缘栅等介质材料;
• 易于实现平面工艺技术;
• 直径
二、对衬底材料的要求
• 导电类型:N型与P型都易制备;
• 晶向:Si:双极器件--<111>;MOS--<100>;
4. 放肩
缩颈工艺完成后,略降低温度(15-40℃) ,让晶体逐 渐长大到所需的直径为止。这称为“放肩”。
5. 等径生长
当晶体直径到达所需尺寸后,提高拉速,使晶体直径不再 增大,称为收肩。收肩后保持晶体直径不变,就是等径生长。 此时要严格控制温度和拉速。
6. 收晶
晶体生长所需长度后,升高熔体温度或熔体温度不变, 加快拉速,使晶体脱离熔体液面。
有效分凝系数
当结晶速度大于杂质在熔体中的扩散速度时,杂质在界面 附近熔体中堆积,形成浓度梯度。
按照分凝系数定义:
k0
Cs Cl (0)
由于Cl(0)未知,然而为了描述 界面粘滞层中杂质浓度偏离对固 相中的杂质浓度的影响,引入有效 分凝系数ke:

微电子工艺流程(PDF 44页)

微电子工艺流程(PDF 44页)
华中科技大学电子科学与技术系
20、电极多晶硅的淀积
• 利用低压化学气相沉积(LPCVD ) 技 术在晶圆表面沉积多晶硅,以做为连接 导线的电极。
华中科技大学电子科学与技术系
21、电极掩膜的形成
• 涂布光刻胶在晶圆上,再利用光刻技术 将电极的区域定义出来。
华中科技大学电子科学与技术系
22、活性离子刻蚀
晶格排列。退火就是利
用热能来消除晶圆中晶
格缺陷和内应力,以恢
复晶格的完整性。同时
使注入的掺杂原子扩散
到硅原子的替代位置,
使掺杂元素产生电特
性。
华中科技大学电子科学与技术系
11、去除二氧化硅
• 利用湿法刻蚀方法去除晶圆表面的二氧化 硅。
华中科技大学电子科学与技术系
12、前置氧化
• 利用热氧化法在晶圆上形成一层薄的氧 化层,以减轻后续氮化硅沉积工艺所产 生的应力。
• 利用活性离子刻蚀技术刻蚀出多晶硅电 极结构,再将表面的光刻胶去除。
华中科技大学电子科学与技术系
23、热氧化
• 利用氧化技术,在晶圆表面形成一层氧 化层。
华中科技大学电子科学与技术系
24、NMOS源极和漏极形成
• 涂布光刻胶后,利用光刻技术形成NMOS源极与漏极 区域的屏蔽,再利用离子注入技术将砷元素注入源极 与漏极区域,而后将晶圆表面的光刻胶去除。
1. 洁净室和清洗 2. 氧化和化学气相淀积 3. 光刻和腐蚀 4. 扩散和离子注入 5. 金属连接和平面化 三. 标准CMOS工艺流程
华中科技大学电子科学与技术系
1、初始清洗
• 初始清洗就是将晶圆放入清洗槽中,利用化学或物理的 方法将在晶圆表面的尘粒或杂质去除,防止这些杂初始 清洗就是将晶圆放入清洗槽中,利用化学或物理的方法 将在晶圆表面的尘粒或杂质去除,防止这些杂质尘 粒, 对后续的工艺造成影响,使得器件无法正常工作。

微电子工艺原理与技术第1章引论

微电子工艺原理与技术第1章引论

发展更先进的制造技术,如纳米压印、3D 打印等,以实现更高精度和更复杂的微纳 结构制造。
智能化与自动化
绿色制造与可持续发展
推动微电子工艺的智能化和自动化发展, 提高生产效率和产品质量。
注重微电子工艺的环保性和可持续性,减 少资源消耗和环境污染。
THANKS
感谢观看
旋涂法
将溶液、溶胶或悬浮液等 流体涂覆在基片表面,然 后通过旋转基片使流体均 匀分布,形成薄膜。
光刻技术
掩模制备
根据设计图案制作掩模, 通常采用铬版或石英版作 为掩模基材。
对准和曝光
将掩模与基片对准,然后 通过曝光将掩模上的图案 转移到基片表面的光刻胶 上。
显影和坚膜
通过显影去除曝光或未曝 光部分的光刻胶,然后进 行坚膜处理以提高光刻胶 的抗蚀性。
离子注入掺杂
将杂质元素以离子形式注入到基片内部,然后通过退火处理使杂 质元素在基片中均匀分布。
气相沉积掺杂
在气相沉积过程中引入杂质元素,使杂质元素与基片材料一起沉 积在基片表面。
04
微电子封装与测试技术
封装技术概述
封装定义
将微电子芯片与外部环境隔离,并提供电气连接和机械支撑的技 术。
封装目的
保护芯片免受外部环境影响,提供稳定的电气连接,以及实现芯片 间的互连。
微电子工艺概述
介绍了微电子工艺的基本概念、发展历程和主要应用领域。
微电子工艺基础
阐述了微电子工艺的基本原理,包括半导体物理、器件工 艺和集成电路设计等。
微电子工艺实践
介绍了微电子工艺的实际应用,包括晶圆制造、封装测试 和可靠性等。
对未来微电子工艺发展的展望
新材料与新器件
先进制造技术
探索新型半导体材料和器件结构,如二维 材料、生物电子器件等,以提高性能和降 低成本。

微电子工艺学课件_4

微电子工艺学课件_4

第四章加工环境与基片清洗4.1概述4.2 环境净化4.3 硅片清洗4.4 吸杂4.5 测量方法2局部光散射栅氧化层完整性≫≫ITRS Roadmap成品率每百分之一的提升都有巨大价值!Y randomY systematic Y total 起步阶段20%80%16%上升阶段80%90%72%成熟阶段90%95%86%影响成品率的因素:5!!!......................................¾e负二项模型聚集因子¾微粒金属离子化学物质细菌污染物静电缺陷从哪里来?缺陷:Life time killers1. ¾所有可以落在硅片表面的微小颗粒1 μm2 μm 30μm 100 μm烟尘尘埃指纹印人类毛发最关心颗粒尺寸:可在空气中长时间悬浮¾可移动离子污染物Fe, Cu, Ni,Fe, Cu, Ni,每10亿单位中金属杂质Sodium(Na)50 Potassium(K)50 Iron(Fe)50 Copper(Cu)60 Nickel (Ni)60 Aluminium(Al)60 Magnesium(Mg)60 Lead(Pb)60 Zinc(Zn)60某光刻胶去除剂金属杂质含量与氢原子发生电荷交换,和硅结合而被束缚在其表面。

硅片表面氧化时,进入氧化例write, read 漏放电的峰值电流静电荷在两物体间未经控制地传递,可能损坏芯片;电荷积累产生的电场会吸引带电颗粒或极化并吸引如何控制污染、降低缺陷密度?4.2ISO, FS209E洁净度等级对照19个/M3≥0.5umISO14644-1(1999)US209E(1992)US209D(1988)EECGGMP(1989)FRANCEAFNOR(1981)GERMANYVDI2083(1990)JAPANJAOA(1989)13.520210.0M135.33M1.5113100M23534M2.51024 1,000M33,5305M3.5100A+B4,00035 10,000M435,3006M4.51,0001,00046 100,000M5353,0007M5.510,000C400,00057 1,000,000M63,530,0008M6.5100,000D4,000,00068 10,000,000M7空气洁净大于或等于表中粒径的最大浓度限值(pc/m3)度等级(N)0.1um0.2um0.3um0.5um1um5um11022 (光刻、制版)100241043 (扩散、CVD)10002371023584 (封装、测试)1000023701020352835 (单晶制备)1000002370010200352083229 61000000237000102000352008320293 7352000832002930 8352000083200029300 9352000008320000293000空气初级过滤器鼓风机亚高效过滤器高效过滤器排放口收集口出风口洁净环境洁净室局部净化垂直层流式水平层流式乱流式净化工作台净化通道局部微环境垂直层流式水平层流式乱流式净化工作台净化通道局部微环境洁净室(clean room):泛指集成电路和其它微电子22231、屋顶:复杂的封闭式结构,有两种类型:a. 轧制铝支架加现场制作的静压箱/风道;b. 预制的整体式静压箱/风道加支架。

微电子工艺学课件_3

微电子工艺学课件_3

¾ 直径:由拉速决定;
φ200mm单晶, < 0.8mm/min
¾ 拉速:由远离结晶表面的加热
条件所限制;
¾ 氧含量:角色好坏参半;
¾ 碳含量:形成本征缺陷。
10
非惰性,可影响硅工艺过程,如杂质扩散
硅中的氧:10~20 ppm(5×1017~1018cm−3),定性而非定量模型
析出过程: 体积膨胀 (压应力), 消耗 V 或产生 I。 Si-Si → Si-O-Si
一级:温度、拉晶速度;
二级:单晶和坩埚转速、 气体流量。
EGS中杂质 < 1 ppb,晶体生长引入 O (≈ 1018 cm-3) 和 C (≈ 1016 cm-3), 融硅中掺杂杂质 P、B、As 等
Ar ambient
籽晶 单晶棒 石英坩埚 水冷腔 热屏蔽 碳加热器 石墨坩埚 坩埚基座
溢出托盘 电极
6
3.2 单晶生长
原材料 多晶半导体
单晶 晶片
Si/SiO2 蒸馏和还原
GaAs/Ga, As 合成
晶体生长
晶体生长
研磨、切割、 抛光
研磨、切割、 抛光
7
硅砂(SiO2ppb purity,最纯材料
电子级硅(EGS)
高温碳还原
高温氯化
高温氢还原
1600-1800°C
显然,
dS S
=
k0
−dM M0 − M
已知初始掺杂总量为C0M0,对上式积分:
=S M0 −
S dS S C0M0
M
= k0
解此方程,可得: Cs
=
k0C0 (1 −
M M0
)k0 −1
M −dM 0 M0 − M
18

微电子工艺课件

微电子工艺课件

直拉法生长单晶的特点
优点:所生长单晶的直径较大成本相对较低;
通过热场调整及晶转,埚转等工艺参数的优化,可较好 控制电阻率径向均匀性。
缺点:石英坩埚内壁被熔硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响, 易引入氧碳杂质,不易生长高电阻率单晶(含氧量通常 10-40ppm)。
二、悬浮区熔法(float-zone,FZ法)
利用分凝现象将物料局部熔化形成狭窄的熔区,并令其沿 锭长从一端缓慢地移动到另一端,重复多次(多次区熔)使杂 质被集中在尾部或头部,进而达到使中部材料被提纯。
一次区熔提纯与直拉法后的杂质浓度分布的比较(K=0.01) 单就一次提纯的效果而言,直拉法的去杂质效果好。
多次区熔提纯
硅片制备基本工艺步骤
晶体生长 整型 切片
拉晶过程
1. 熔硅 将坩埚内多晶料全部熔化 ;注意事项:熔硅时间不易长;
2. 引晶 将籽晶下降与液面接近,使籽晶预热几分钟,俗称“烤
晶”,以除去表面挥发性杂质同时可减少热冲击。当温度稳 定时,可将籽晶与熔体接触,籽晶向上拉,
控制温度使熔体在籽晶上结晶;
3. 收颈
指在引晶后略为降低温度,提高拉速,拉一段直径比籽晶 细的部分。其目的是排除接触不良引起的多晶和尽量消除籽晶 内原有位错的延伸。颈一般要长于20mm。
单晶制备
一、直拉法(CZ法)
CZ 拉晶仪 1. 熔炉 石英坩埚:盛熔融硅液; 石墨基座:支撑石英坩埚;加热坩埚; 旋转装置:顺时针转; 加热装置:RF线圈; 2. 拉晶装置 籽晶夹持器:夹持籽晶(单晶); 旋转提拉装置:逆时针; 3. 环境控制系统 气路供应系统 流量控制器 排气系统 4. 电子控制反馈系统
缺点: 单晶直径不及CZ法
掺杂分布
假设多晶硅棒上的杂质掺杂浓度为C0(质量浓度),d为硅

微电子工艺设计讲解

微电子工艺设计讲解

微电子工艺设计讲义南通大学电子信息学院电子科学与技术教研室王强目录1 引言2 器件结构构建3 工艺过程4 二极管制造设计5 双极性晶体管设计6 MOS设计第一章引言当今,仿真(simulation)这一术语已不仅广泛出现在各种科技书书刊上,甚至已频繁出现于各种新闻媒体上。

不同的书刊和字典对仿真这一术语的定义性简释大同小异,以下3种最有代表性,仿真是一个系统或过程的功能用另一系统或过程的功能的仿真表示;用能适用于计算机的数学模型表示实际物理过程或系统;不同实验对问题的检验。

仿真(也即模拟)的可信度和精度很大程度上基于建模(modeling)的可信度和精度。

建模和仿真(modeling and simulation)是研究自然科学、工程科学、人文科学和社会科学的重要方法,是开发产品、制定决策的重要手段。

据不完全统计,目前,有关建模和仿真方面的研究论文已占各类国际、国内专业学术会议总数的10%以上,占了很可观的份额。

集成电路仿真通过集成电路仿真器(simulator)执行。

集成电路仿真器由计算机主机及输入、输出等外围设备(硬件)和有关仿真程序(软件)组成。

按仿真内容不同,集成电路仿真一般可分为:系统功能仿真、逻辑仿真、电路仿真、器件仿真及工艺仿真等不同层次(level)的仿真。

其中工艺和器件的仿真,国际上也常称作“集成电路工艺和器件的计算机辅助设计”(Technology CAD of IC),简称“IC TCAD”。

1.1 SILVACO概述SILVACO研发的Technology Computer Aided Design (TCAD) Simulation Software处于业界领导地位。

公司研发和销售的TCAD套件被遍布全球的半导体厂家用于半导体器件和集成电路的研究和开发、测试和生产过程中。

SILVACO 还是Spice Parameter Extraction Software (UTMOST)和Analog Circuit Simulation Software (Smart Spice)的主要提供商。

微电子工艺学课件课本_6

微电子工艺学课件课本_6
Oxide Thickness
1 µm
Thermally Grown Oxides
Deposited Oxides
Field Oxides
Backend Insulators Between Metal Layers STI Masking Oxides
¾ 可以方便地利用光刻和刻蚀 实现图形转移 ¾ 可以作为多数杂质掺杂的掩 蔽 (B, P, As, Sb) ¾ 优秀的绝缘性能 (ρ > 1016 Ωcm, Eg>9 eV) ¾ 很高的击穿电场(107 V/cm) ¾ 体电学性能稳定
15
根据氧化剂的不同,热氧化可分为:
优点 干氧氧化:高温下,干燥纯净的 氧气与硅反应生成二氧化硅 水汽氧化:高温下,高纯水产生 的蒸汽与硅反应生成二氧化硅 湿氧氧化:将氧气通入加热到 95°C 的高纯水,携带一定水蒸 汽的氧气与硅反应生成二氧化硅 结构致密、干燥、均匀性和重复 性好,掩蔽能力强,与光刻胶黏 附力好,也是一种理想的钝化膜 生长速度较快(水在二氧化硅中 的扩散系数和溶解度比氧要大)
New dielectrics ε ↑ to avoid tunneling (high K)
1.8-2.5
1.5-1.8
1.2-1.5
0.9-1.2
06-0.9 0.5-0.8 0.5-0.7
11
选择性掺杂的掩蔽 二氧化硅在微电子器件制造中的重要用途之一,就是作为 选择掺杂的掩蔽膜。选择性扩散和离子注入是根据某些杂质 (例如 B 、P)在二氧化硅中的扩散速度远小于在硅中的扩散 速度这一性质来实现的。通常采用热氧化生成。
硅的热氧化:硅与氧化剂在高温下经化学反 应生成二氧化硅的过程- ¾ 干氧氧化(Dry oxidation)

微电子工艺学课件_8

微电子工艺学课件_8

2离子注入优点掺杂浓度不受杂质源纯度的影响,工艺过程无污染注入晶片中的掺杂原子数精确可控(离子束电流&注入时间)结深(入射离子能量)、杂质分布可控,突变型杂质分布、浅结非平衡过程,不受杂质固溶度限制,原则上对各种材料均可掺杂低温工艺,掩蔽膜选择余地大、易于实施化合物半导体掺杂垂直入射,横向扩散几乎不存在,有利于器件特征尺寸的缩小缺点会在晶体中引入晶格损伤产率低设备复杂,投资大VVIon sourceAnalyzing magnetPump Resolving aperatureAcceleratorFocusNeutral beam gateNeutral trapX & Y scan platesWaferFaraday cupQ0-30keV0-200keV8.2 离子注入系统离子注入系统:应具备合适的可调能量范围和束流强度,能满足多种离子的注入,有好的注入均匀性以及无污染等性能。

离子注入系统通常分为三部分:离子源、加速器和终端台。

5AsH 3 PH 3 BF 2in 15% H 2, all very toxicFor low E implant no acceleration1. 离子发生器:将含有注入杂质的化合物或单质元素,以气态、光微波射频一、离子源& 提供多大束流强度钨针引出极液态金属(LMIS)低熔点低蒸汽压67磁分析器如果D 大于离子束的宽度加出口狭缝的宽度,则两种质量的离子被分辨开。

当r 大而m 小时,分辨率最高。

⎣⎦m r 2R ~ 1mBF 32线性加速器例如,如果一个正电荷离子经过电势差加速管温度:室温四极透镜结构及场分布静电离子束扫描大束流机机械扫描2. 扫描系统:通常离子流截面较小(约在mm2 量级),且密度和能量分布不均匀。

因此,必须利用扫描方式,使离子流均匀地扫过晶片表面,以达到均匀注入的目的。

3. 靶室:实际的离子注入发生在靶室内,也称为终端舱室。

微电子讲义工艺课件10zhangb

微电子讲义工艺课件10zhangb

第十章 氧化—10.2 氧化膜
掺杂阻挡(不能用于Al、Ga等):
第十章 氧化—10.2 氧化—10.2 氧化膜
第十章 氧化—10.2 氧化膜
第十章 氧化—10.2 氧化膜
第十章 氧化—10.2 氧化膜
垫氧化层(减少Si3N4和Si衬底之间应力):
3、无长程序;
第十章 氧化—10.2 氧化膜
第十章 氧化—10.2 氧化膜
氧化膜的用途:
1、保护器件免划伤和隔离沾污; 2、限制带电载流子场区隔离(表面钝化); 3、栅氧或储存器单元结构中的介质材料; 4、掺杂中的注入掩蔽; 5、金属导电层间的介质层。
第十章 氧化—10.2 氧化膜
表面钝化:
第十章 氧化—10.2 氧化膜
微电子工艺课件10zhangb
精品
第十章 氧化
1、硅片表面热生长一层氧化层的能力是集成电路制造工 艺的基础之一,也是硅片取代锗片成为微电子工业最 重要基质材料的主要原因之一;
2、氧化物掩蔽技术从而实现对硅衬底选择性扩散掺杂; 3、氧化层具有高质量、稳定的介质特性; 4、用作栅结构(栅氧)、隔离(场氧)、氧化层屏蔽、
第十章 氧化—10.5.3 快速热处理
第十章 氧化—10.5.3 快速热处理
第十章 氧化—10.5.3 快速热处理
第十章 氧化—10.5.3 快速热处理
RTP主要应用:
1、注入退火,以消除缺陷并激活和扩散杂质 2、淀积膜的致密化 3、硼磷硅玻璃回流(为什么可以?) 4、阻挡层(如TiN)退火 5、硅化物(如TiSi2)形成 6、金属接触合金化
第十章 氧化—10.6 氧化工艺
目标:无缺陷、厚度均匀的SiO2薄膜。不同的氧化层
采用不同的生长办法。

微电子工艺基础总结课

微电子工艺基础总结课
② 非HF结尾的
3、清洗策略(1) 颗粒去除
(2)有机残余物
(3)无机残余物
(4)氧化层的去除
(5)化学清洗方案: ① 热硫酸 ② 氧化添加剂
(6)RCA清洗方案: ① SC-1去除有机残余物,金属
(7)水冲洗
② SC-2去除碱金属离子,氢氧根
4、其它清洗方式:① 喷洒清洗
② 干法清洗(刻蚀液蒸汽)
11
一、半导体材料
1、*本征半导体:处于纯净的状态而不是掺杂了其他物质的半导体。
有两类本征半导体: 半导体元素 硅和锗 化合物材料 砷化镓和磷化镓
2、**掺杂半导体:(1)掺杂半导体的来源
(2)掺杂半导体和金属导电的区别 (3)载流子的迁移率
3、***半导体材料: (1)硅和锗(两种重要的半导体)
分立器件:每个芯片只含有一个器件。
集成电路:每个芯片含有多个元件。
按集成成度分:
水平
缩写 单位芯片内的器件数
小规模集成电路 SSI 中规模集成电路 MSI 大规模集成电路 LSI 超大规模集成电路
特大规模集成电路
2-50 50-5000 5000-100000 VLSI 100000-1000000 ULSI >1000000
大批量、低成本 图形转移技术使之得以实现
高温
8
多数关键工艺是在高温下实现, 如:热氧化、扩散、退火
二、芯片制造/生产的几个阶段
固态器件的制造分为4个大的阶段(粗线 条):
材料制备 晶体生长/晶圆准备 晶圆制造、芯片生成 (本课程侧重点) 封装
9
第一章作业题
1、描述分立器件和集成电路的区别 2、列举出几种pn结的形成方法并说出平面工
36
热氧化机制

微电子工艺流程(PDF 44页)

微电子工艺流程(PDF 44页)
华中科技大学电子科学与技术系
5、去除氮化硅
• 将晶圆表面的氮化硅,利用干法刻蚀的方法 将其去除掉。
华中科技大学电子科学与技术系
6、P阱离子注入
• 利用离子注入的技术,将硼打入晶圆 中,形成P型阱。接着利用无机溶液, 如硫酸或干式臭氧(O3)烧除法将光刻 胶去除。
华中科技大学电子科学与技术系
7、P阱退火及氧化层的形成
3、淀积氮化硅
• 利用低压化学气相沉积(LPCVD)的技术, 沉积一层氮化硅,用来做为离子注入的mask 及后续工艺中,定义P型井的区域。
华中科技大学电子科学与技术系
4、P阱的形成
•将光刻胶涂在晶圆上之后,利用光刻技术, 将所要形成的P型阱区的图形定义出来,即将 所要定义的P型阱区的光刻胶去除掉。
1. 洁净室和清洗 2. 氧化和化学气相淀积 3. 光刻和腐蚀 4. 扩散和离子注入 5. 金属连接和平面化 三. 标准CMOS工艺流程
华中科技大学电子科学与技术系
1、初始清洗
• 初始清洗就是将晶圆放入清洗槽中,利用化学或物理的 方法将在晶圆表面的尘粒或杂质去除,防止这些杂初始 清洗就是将晶圆放入清洗槽中,利用化学或物理的方法 将在晶圆表面的尘粒或杂质去除,防止这些杂质尘 粒, 对后续的工艺造成影响,使得器件无法正常工作。
华中科技大学电子科学与技术系
18、利用氢氟酸去除电极区域的氧化层 • 除去氮化硅后,将晶圆放入氢氟酸化学
槽中,去除电极区域的氧化层,以便能 在电极区域重新成长品质更好的二氧化 硅薄膜,做为电极氧化层。
华中科技大学电子科学与技术系
19、电极氧化层的形成
• 此步骤为制做CMOS的关键工艺,利用 热氧化法在晶圆上形成高品质的二氧化 硅,做为电极氧化层。
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产生任何法律纠纷均与我无关。

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介货就是硅
微电子制造工艺在微电子整体产业中处于中游阶段(上游是电路设计,下游是封装测试)。

一个芯片的制造能否达到设计要求,与制造工艺有很大的关系,因此有必要对工艺线的流程为大家说
明讲清楚。

我们手中使用的mobilephone,camera,ipad内部电路板上焊接的形状各异外形诡
异的小芯片都是如何造出来?想必大家都是有兴趣知道的。

即使没有电子工程的基础,通过我的讲解也是可以,你对这个最精密自动化程度最高的行业有一个清晰的轮廓。

IC(integrate circuit)的制造分为前工序和后工序。

前工序:IC制造工程中,晶圆光刻的工艺(即所谓流片),被称为前工序,这是IC制造的最要害技术。

后工序:晶圆流片后,其切割、封装等工序被称为后工序。

我们所要了解的就是前工序的内容,打蛇打七寸,直入要害。

首先,光刻过程的操作流程为:
衬底氧化—涂胶—光刻机曝光—显影烘干—刻蚀—清洗干燥—离子注入(等离子刻蚀、金属淀积)—去胶。

其中最费钱的一步大家知道是什么吗?
光刻机曝光。

流片光刻的费用约占到总体花费的40%左右。

很多研究机构或者高校做芯片设计
只是通过软件模拟一下,由此就以这些数据写论文,很少有经费可以去流片测试。

况且一个可以投产的芯片并不是一次流片就能成功的,通常情况下需要四次甚至更多次数。

以西电微电子学院的军用RFID为例,流片次数已过4次,电路尺寸逐步达到设计标准。

军用研发经费充足,不计
成本,不过半导体产业高投入的现状可见一斑。

现在通过图片讲解对各部工序逐一讲解:
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1.氧化
先看一个简单的化学方程式
Si+O2=SiO2(1000℃)
这一步是将Si圆片在高温下暴露于高纯度氧气和氢气的混合气体中在表面淀积一层SiO2。

这部分氧化层可以用做绝缘层,同时也可以是晶体管的栅极。

1 硅单晶切割Fig
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