A1半导体工艺生产流程

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半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程
《半导体生产工艺流程》
半导体生产工艺是一项复杂而精密的过程,涉及到许多不同的步骤和技术。

在这个过程中,需要使用多种材料和设备,以及精确的控制和监测系统,以确保最终产品的质量和性能。

首先,半导体生产通常从硅片的制备开始。

硅片是半导体芯片的基础材料,它需要经过多道工艺,包括晶圆切割、表面清洁、去除有害物质等步骤,以确保其表面光洁度和纯度。

接下来是芯片的制作。

在这一阶段,需要使用光刻、蒸镀、刻蚀等技术,将电路图案逐步转移到硅片表面。

其中,光刻技术是一项至关重要的步骤,它使用紫外光和光刻胶来制作微细的芯片电路结构。

随后,芯片需要进行离子注入和扩散等步骤,以控制其电子和电子特性。

这些步骤需要使用高温炉和离子注入器等设备,以确保控制精确的化学成分和电子特性。

最后,芯片需要进行封装和测试。

在封装过程中,芯片会被封装在塑料或陶瓷封装体中,以保护其不受外部环境的影响。

而在测试阶段,需要使用不同的测试设备和系统来检验芯片的性能和可靠性。

总的来说,半导体生产工艺是一个高度复杂和精密的过程,涉
及到多种材料和设备,并需要严格的控制和监测。

只有严格执行每一个步骤,才能最终生产出高质量和高性能的半导体产品。

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程1.原材料准备:半导体生产的原材料主要包括硅、氮化镓、砷化镓、硒化镉等。

首先需要对原材料进行加工和准备,以确保其质量和纯度。

2.原料制备:原材料通过熔炼、混合等工艺制备成为用于生产半导体的原料。

3.单晶生长:利用单晶生长技术,在高温下将原料转化为单晶硅或其他单晶半导体材料。

这一步骤是半导体生产的核心步骤,决定了半导体器件的质量和性能。

4.切割:将生长的单晶材料切割成片,通常为几毫米到几十毫米的薄片。

这些切割片将用于制造半导体器件。

5.清洗:将切割后的半导体片进行清洗,以去除表面的杂质和污染物。

6.晶圆制备:将清洗后的半导体片进行研磨和打磨,使其表面光滑均匀,并进行化学处理,以增强半导体片的表面特性。

7.掺杂和扩散:将半导体片通过高温处理,将掺杂剂引入其表面,使其在特定区域具有特定的电子特性。

8.晶圆涂覆:在半导体片表面涂覆保护层,以防止金属和氧气等杂质的侵入。

9.制造半导体器件:在半导体片上通过光刻、蒸发等工艺制造半导体器件的结构和元件。

这些器件可能包括晶体管、二极管、集成电路等。

10.清洗和测试:对制造完成的半导体器件进行清洗和测试,以验证其质量和性能。

11.封装和封装测试:将半导体器件封装在塑料或陶瓷封装中,并进行封装测试,以确保器件的可靠性和稳定性。

12.探针测试:将封装好的器件进行探针测试,以验证其电性能和功耗等指标。

13.成品测试和筛选:对探针测试合格的器件进行成品测试和筛选,以确保其质量符合要求。

14.包装和成品测试:将成品封装好,并进行最终的成品测试和筛选,以确保其质量和性能。

15.成品存储和交付:将符合要求的成品进行分类、存储和交付,以供后续使用或销售。

以上是半导体生产工艺流程的主要步骤,其中涉及多种专业技术和设备的应用。

这些步骤的顺序和细节可能会因不同的半导体产品而有所不同,但总体流程是大致相似的。

半导体生产工艺的不断改进和创新,是推动半导体产业发展和技术进步的重要驱动力量。

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程1.晶圆制备:晶圆制备是半导体生产的第一步,通常从硅片开始。

首先,取一块纯度高达99.9999%的单晶硅,然后经过脱氧、精炼、单晶生长和棒状晶圆切割等步骤,制备出硅片。

这些步骤的目的是获得高纯度、无杂质的单晶硅片。

2.晶圆加工:晶圆加工是将硅片加工成具有特定电子器件的过程。

首先,通过化学机械抛光(CMP)去除硅片上的表面缺陷。

然后,利用光刻技术将特定图案投射到硅片上,并使用光刻胶保护未被刻蚀的区域。

接下来,使用等离子刻蚀技术去除未被保护的硅片区域。

这些步骤的目的是在硅片上形成特定的电子器件结构。

3.器件制造:器件制造是将晶圆上的电子器件形成完整的制造流程。

首先,通过高温扩散或离子注入方法向硅片中掺杂特定的杂质,以形成PN结。

然后,使用化学气相沉积技术在硅片表面沉积氧化层,形成绝缘层。

接下来,使用物理气相沉积技术沉积金属薄膜,形成电压、电流等电子元件。

这些步骤的目的是在硅片上形成具有特定功能的电子器件。

4.封装测试:封装测试是将器件封装成实际可使用的电子产品。

首先,将器件倒装到封装盒中,并连接到封装基板上。

然后,通过线缆或焊接技术将封装基板连接到主板或其他电路板上。

接下来,进行电极焊接、塑料封装封装,形成具有特定外形尺寸和保护功能的半导体芯片。

最后,对封装好的半导体芯片进行功能性测试和质量检查,以确保其性能和可靠性。

总结起来,半导体的生产工艺流程包括晶圆制备、晶圆加工、器件制造和封装测试几个主要步骤。

这些步骤的有机组合使得我们能够生产出高性能、高效能的半导体器件,广泛应用于电子产品和信息技术领域。

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程
《半导体生产工艺流程》
半导体生产是一项极其精密和复杂的工艺流程,通常包括数十个步骤。

在半导体生产工艺中,最常见的材料是硅,因为硅具有优良的半导体特性,可以被用来制造微型电子器件。

下面是一个简单的半导体生产工艺流程的概要:
1. 清洗和去除杂质:首先,硅片需要经过严格的清洗和去除杂质的步骤,以确保表面的纯净度和平整度。

2. 氧化:接下来,硅片需要进行氧化处理,将表面形成一层氧化膜,以提高硅片的电气性能和机械强度。

3. 光刻:在光刻过程中,通过光刻胶和紫外光的照射,将所需的图案形成在硅片表面上,从而准确地定义出电子器件的结构。

4. 蚀刻:使用化学液体或等离子体等方法,将光刻所定义的图案蚀刻到硅片表面上,形成所需的微型结构。

5. 沉积:在沉积过程中,通过化学气相沉积或物理气相沉积等方法,将金属或其他材料沉积到硅片表面上,形成导线、电极等部分。

6. 腐蚀:在腐蚀步骤中,通过化学或物理方法,将不需要的材料层去除,从而形成日后需要的电子器件结构。

7. 打孔和导线铺设:最后,通过打孔和导线铺设的步骤,连接各个电子器件,形成完整的电路。

整个工艺流程中,每一个步骤都需要极其严格的控制和精密的操作,以确保最终的产品质量。

同时,半导体生产工艺也需要不断的创新和改进,以应对日益复杂和高性能的电子器件需求。

随着技术的不断进步,半导体生产工艺也在不断演进,将为人类带来更多的科技进步和便利。

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程半导体生产工艺是一项复杂而精密的过程,它涉及到许多工艺步骤和技术要求。

在半导体生产工艺流程中,主要包括晶圆加工、光刻、薄膜沉积、离子注入、退火、化学机械抛光等环节。

下面将逐一介绍这些工艺步骤及其在半导体生产中的作用。

首先是晶圆加工。

晶圆加工是半导体生产的第一步,它主要包括晶圆切割、清洗、去除氧化层等工艺。

晶圆切割是将单晶硅锭切割成薄片,然后对其进行清洗和去除氧化层处理,以便后续工艺的进行。

接下来是光刻工艺。

光刻工艺是通过光刻胶和掩模板,将图形影像转移到晶圆表面的工艺。

它的主要作用是定义芯片上的电路图形和结构,为后续的薄膜沉积和离子注入提供图形依据。

然后是薄膜沉积。

薄膜沉积是将各种材料的薄膜沉积到晶圆表面,以实现半导体器件的功能。

常见的薄膜沉积工艺包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等,它们可以实现对材料的精确控制和沉积。

离子注入是半导体工艺中的重要步骤。

离子注入是通过加速器将掺杂原子注入到晶体中,改变其导电性能和器件特性。

离子注入工艺可以实现对晶体材料中杂质原子的控制,从而实现对半导体器件性能的调控。

退火是半导体生产中的一个重要环节。

退火工艺是将晶圆在高温条件下进行热处理,以消除材料内部的应力和缺陷,提高晶体的结晶质量和电学性能。

最后是化学机械抛光。

化学机械抛光是将晶圆表面的氧化层和残留杂质去除,使晶圆表面变得光滑平整,以便后续的工艺步骤和器件制作。

总的来说,半导体生产工艺流程是一个复杂而精密的过程,它涉及到多个工艺步骤和技术要求。

每一个工艺步骤都对半导体器件的性能和质量有着重要的影响,需要严格控制和优化。

只有在严格遵循工艺流程和技术要求的前提下,才能生产出高性能、高可靠性的半导体器件。

半导体制造流程及生产工艺流程

半导体制造流程及生产工艺流程

半导体制造流程及生产工艺流程1.原料准备:半导体制造的原料主要是硅(Si),通过提取和纯化的方式获得高纯度的硅单晶。

2. 晶圆制备:将高纯度的硅原料通过Czochralski或者Float Zone方法,使其形成大型硅单晶圆(晶圆直径一般为200mm或300mm)。

3.表面处理:进行化学机械抛光(CMP)和去杂质处理,以去除晶圆表面的污染物和粗糙度。

4.晶圆清洗:使用化学溶液进行清洗,以去除晶圆表面的有机和无机污染物。

5.硅片扩散:通过高温反应,将所需的杂质(如磷或硼)掺杂到硅片中,以改变其电子性质。

6.光刻:在硅片上涂覆光刻胶,并使用掩模板上的图案进行曝光。

然后将光刻胶显影,形成图案。

7.蚀刻:使用化学溶液进行蚀刻,以去除未被光刻胶所保护的区域,暴露出下面的硅片。

8.金属蒸镀:在硅片表面沉积金属层,用于连接电路的不同部分。

9.氧化和陶瓷:在硅片表面形成氧化层,用于隔离不同的电路元件。

10.电极制备:在硅片上形成金属电极,用于与其他电路元件连接。

11.测试和封装:将晶圆切割成单个芯片,然后对其进行测试和封装,以确保其性能符合要求。

以上是半导体制造的主要步骤,不同的半导体产品可能还涉及到其他特定的工艺流程。

此外,半导体制造过程还需要严格的质量控制和环境控制,以确保产品的可靠性和性能。

不同的半导体生产流程会有所不同,但大致上都包含以下几个关键的工艺流程:1. 前端制程(Front-end Process):包括晶圆清洗、来料检测、扩散、光刻、蚀刻、沉积等步骤。

这些步骤主要用于在硅片上形成电子元件的结构。

2. 中端制程(Middle-end Process):包括溅射、化学机械抛光、化学物理蚀刻、金属蒸镀等步骤。

这些步骤主要用于在晶圆上形成连接电子元件的金属线路。

3. 后端制程(Back-end Process):包括划片、电极制备、测试、封装等步骤。

这些步骤主要用于将芯片进行切割、封装,以及测试芯片的性能。

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程半导体生产工艺流程主要包括晶片制备、刻蚀、离子注入、金属沉积、封装等多个环节。

下面就来具体介绍一下这些环节的工艺流程。

首先是晶片制备。

晶片制备是整个半导体生产工艺流程的第一步,主要包括硅片清洗、切割、抛光和制程控制等环节。

首先,将硅单晶进行清洗,去除表面的杂质和氧化层。

然后,将单晶硅锯割成薄片,通常为几十微米至几百微米的厚度。

接下来,将薄片进行抛光,使其表面更加光滑。

最后,对晶片进行制程控制,包括清洗、添加掺杂剂和涂覆光刻胶等步骤,以便之后的刻蚀和离子注入工艺。

接下来是刻蚀。

刻蚀是将光刻胶和表面杂质进行精确刻蚀的过程。

首先,将光刻胶涂覆在晶片上,并利用光刻机对光刻胶进行曝光处理,形成所需的图案。

然后,将光刻胶暴露的部分进行刻蚀,暴露出晶片表面的部分。

最后,通过清洗将光刻胶残留物去除,完成刻蚀过程。

然后是离子注入。

离子注入主要用于掺杂半导体材料,改变半导体材料的导电性质。

首先,将晶片放置在注入机器中,然后加热晶片以提高其表面活性。

接下来,通过注射器向晶片上注入所需的掺杂剂,如硼、磷或砷等。

注入过程中,通过控制注射时间和注射剂量,可以实现精确的掺杂。

接下来是金属沉积。

金属沉积是将金属层覆盖在晶片表面的过程,用于电极的形成和电连接。

首先,将晶片放置在涂膜机中,然后将金属薄膜沉积在晶片表面。

金属薄膜的沉积可以通过物理气相沉积或化学气相沉积等方法实现。

接下来,通过光刻和刻蚀等工艺,将金属膜制成所需的形状和尺寸,形成电极和电连接。

最后是封装。

封装是将晶片封装在塑料壳体中,以保护晶片并提供外部电连接。

首先,将晶片固定在封装基板上。

然后,通过焊接或固化剂将晶片与基板连接。

接下来,将封装壳体放置在基板上,并使用胶水或焊接等方式密封。

最后,安装焊脚和引线等外部连接部件,完成封装过程。

以上就是半导体生产工艺流程的一般步骤。

当然,具体的工艺流程和步骤可能因产品类型和制造厂家而有所不同,但总体上都包括晶片制备、刻蚀、离子注入、金属沉积和封装等环节,每个环节都需要严格控制工艺参数和质量要求,以确保制造出高质量的半导体产品。

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程
《半导体的生产工艺流程》
半导体是一种通过控制电子的传导行为而实现电子设备功能的物质。

其生产工艺流程是一项复杂而精细的工程,下面我们将简要介绍一下半导体的生产工艺流程。

首先,半导体的生产从原材料准备开始。

常见的原材料包括硅、锗、砷、磷等元素,这些元素经过提纯制备成单晶棒或多晶棒。

接着,将原材料通过化学气相沉积等方法制备成单晶圆片。

这个过程需要高度控制温度、压力和材料浓度等参数,以确保制备出高质量的单晶圆片。

然后,在单晶圆片上进行光刻、腐蚀、沉积等工艺步骤,制备出半导体芯片的器件结构。

光刻工艺是关键的一步,它需要使用光刻胶和光影制版等技术,通过紫外光照射和化学腐蚀加工制备出微细器件结构。

接下来是清洗和检测。

清洗工艺用于去除芯片表面的杂质和残余物质,确保器件质量。

检测工艺则用于对芯片进行电学和结构性能的检验,以确保其符合设计要求。

最后是封装和测试。

芯片封装是将芯片连接到引脚、安装封装体、进行焊接等工艺,以确保芯片可以与外部电路连接并正常工作。

而芯片测试则是对封装后的芯片进行电学性能和可靠性测试,以保证产品达到规定的性能指标和质量要求。

总体来说,半导体的生产工艺流程涉及到材料学、化学、物理、光学和电子等多个学科的知识,需要高度精密的设备和工艺控制,是一项极为复杂的工程。

然而,正是这些复杂而精细的工艺步骤,才使得我们能够享受到如今各种半导体产品所带来的便利和快捷。

半导体的生产工艺流程(精)

半导体的生产工艺流程(精)

半导体的生产工艺流程(精)什么是半导体半导体是一种电子特性介于导体和绝缘体之间的固体材料。

它具备一部分导体材料的性质,如可对电流进行某种程度上的控制,同时又保留了部分绝缘材料的性质,如电阻值较高。

由于半导体具备这些特性,它成为了现代电子工业中不可或缺的材料之一。

半导体生产的基本流程半导体的生产工艺流程日趋复杂,但基本的工艺流程依然是从硅田采购到成品的集成电路,一般包含以下几个基本步骤:1.半导体材料生长2.晶圆加工3.掩膜制作4.晶圆刻蚀5.金属化6.化学机械研磨7.微影光刻8.其他工序如离子注入、退火等半导体材料生长半导体材料生长是制造半导体器件的第一步。

硅材料生长主要采用CVD或单晶生长法,CVD是一种化学气相沉积方法,通过反应气体在衬底表面沉积。

而锗的生长则使用另一种方法——分子束外延法,将纯净的气态的锗芯片熔化以后喷到介质上,并通过化学反应来沉积到介质表面。

相比之下,单晶生长法是生长单晶硅的主要方法,它使铸锭通过高温坩埚中的液体硅进行熔硅石化学反应,得到单晶硅,并通过磨削和切割等多个工艺步骤得到晶圆。

晶圆加工晶圆加工是将生长出的单晶硅切成薄片(通常厚度为0.3~0.75mm),通过化学改性等方式得到半导体材料。

该过程中硅片会被加热,然后用钨丝切成薄片,一般需要晶片翻转,重复切削,直至得到标准的直径200mm或更大的薄片。

掩膜制作光刻技术是制造集成电路的核心工艺之一。

它通过将光刻胶覆盖在晶圆表面,然后将加工好的掩膜对准涂有光刻胶的晶片,利用紫外线照射胶层,然后用化学方法去除未凝固的光刻胶,实现对半导体片的局部改性。

晶圆刻蚀刻蚀是制造半导体器件的另一个核心工艺之一。

该工艺主要通过使用化学液体或离子束等方法进行化学或物理改性,以清除不需要的表面材料,留下所需形状的导电区域和非导电区域。

通常包括干法刻蚀、湿法刻蚀和离子束刻蚀等方法。

金属化金属化是将晶圆表面金属化来保护芯片和连接电路,通常采用电子束蒸发或物理气相沉积等方式将金属材料加热,使其蒸发后再沉积在晶圆表面。

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程引言半导体是现代电子技术中不可或缺的关键元件,其广泛应用于计算机、通信、汽车等领域。

半导体的生产工艺流程决定了最终产品的质量和性能。

本文将介绍半导体的生产工艺流程,包括晶圆加工、化学蚀刻、光刻、扩散等过程。

1. 晶圆加工半导体生产的第一步是进行晶圆加工。

晶圆是由高纯度的硅材料制成的圆片,通常直径为200mm或300mm。

晶圆加工主要包括以下几个步骤:1.1 清洗晶圆清洗晶圆是为了去除表面的污染物,以确保后续工艺的顺利进行。

清洗晶圆通常使用化学溶液浸泡、超声波清洗或喷洗等方法。

1.2 氧化处理氧化处理是将晶圆表面形成一层氧化硅薄膜,以保护晶圆表面不被污染。

氧化处理可以使用干法或湿法进行。

1.3 溅射镀膜溅射镀膜是将金属或其他材料溅射到晶圆表面,形成一层薄膜。

溅射镀膜可以用于制作金属导线、保护层、隔离层等。

1.4 蚀刻蚀刻是将晶圆表面的材料部分去除,以形成所需的结构。

蚀刻可以使用干法或湿法进行。

2. 化学蚀刻化学蚀刻是半导体生产过程中的重要步骤之一,用于精确控制半导体材料的形状和尺寸。

化学蚀刻包括以下几个步骤:2.1 掩膜制备掩膜是用于保护半导体材料不被蚀刻的薄膜。

掩膜制备通常采用光刻技术,即在掩膜上通过曝光和显影得到所需的图案。

2.2 蚀刻液制备蚀刻液是用于将未被掩膜保护的半导体材料腐蚀的溶液。

常用的蚀刻液包括酸性溶液、碱性溶液和氧化物溶液等。

2.3 蚀刻过程蚀刻过程是将晶圆浸泡在蚀刻液中,使未被掩膜保护的半导体材料被腐蚀掉。

蚀刻过程需要控制时间、温度和浓度等参数,以保证蚀刻的精确性和一致性。

3. 光刻光刻是半导体生产流程中的重要环节,用于在晶圆上制作微小的图案。

光刻主要包括以下几个步骤:3.1 光刻胶涂覆光刻胶是一种高精度的感光材料,用于记录图案。

光刻胶通过旋涂在晶圆表面形成一层薄膜。

3.2 曝光曝光是将光刻胶暴露于紫外光下,通过光刻机上的掩膜将所需的图案投射到光刻胶上。

3.3 显影显影是将显像剂涂敷在已暴露过的光刻胶上,通过化学反应将未暴露的部分溶解掉,从而形成所需的图案。

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程1. 原料准备:首先,需要准备用于半导体生产的原料,包括硅锭、气体、化学物质等。

这些原料需要经过严格的检验和处理,确保其质量符合要求。

2. 晶圆生产:将硅锭切割成薄薄的晶圆,然后使用化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)等技术在晶圆表面形成氧化层,并进行光刻、蚀刻等步骤,以形成芯片的结构和电路图案。

3. 接合和封装:将芯片与封装材料(例如塑料或陶瓷)结合起来,形成芯片封装。

这个过程中还需要进行焊接、测试等步骤,确保芯片的功能正常。

4. 整体测试:将封装好的芯片进行整体测试,检查其性能和可靠性。

5. 制程改进:根据测试结果对生产工艺进行改进,以提高芯片的质量和产量。

以上是一个简化的半导体生产工艺流程,实际情况可能要复杂得多。

随着科技的不断发展,半导体生产工艺也在不断地改进和演进,以满足市场对高性能、低功耗和小尺寸芯片的需求。

半导体生产工艺流程是一个综合性极强的技术过程。

在此简要介绍的过程背后,涉及着大量的物理、化学以及工程技术。

下面将深入探讨这些流程的一些关键步骤及其技术背后的原理。

首先,我们将深入研究晶圆生产过程。

硅锭在切割成晶圆之后,需要经历一系列的表面处理,以便在其表面上形成氧化层,并对其进行光刻和蚀刻。

光刻是将图案影射到光敏涂层的过程,这通常是通过使用光刻胶及曝光的方式完成的。

而蚀刻则是通过化学腐蚀的方式,将不需要的部分去除,从而形成芯片的结构和电路图案。

在这一系列加工之后,晶圆需要进行清洗和检验,以确保其表面的质量和纯净度符合要求。

这一过程需要借助于化学溶液和超纯水,以确保晶圆表面不含有任何杂质和污染。

接下来,我们将讨论芯片封装的过程。

在芯片封装的过程中,芯片需要与封装材料结合在一起。

这通常是通过焊接来实现的,而焊接的质量和精度对于芯片的性能和稳定性有着重要的影响。

同时,封装材料的选择也是一个复杂的工程问题,需要考虑到其对于电子器件的保护性能、散热性能以及成本等多个因素。

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程半导体生产工艺流程半导体是一种特殊的材料,具有介于导体和绝缘体之间的导电性质。

在现代科技中广泛应用,如电子器件、计算机芯片、光电子器件等。

半导体生产的工艺流程复杂且精细,下面将介绍一般半导体生产的工艺流程。

1. 半导体材料的制备:半导体材料主要有硅(Si)和化合物半导体,首先需要将原材料进行精细加工处理,包括净化、溶解、混合等步骤。

随后,将制得的造粒体放入炉中进行热处理,在高温下使材料再结晶,得到高纯度的半导体单晶体。

2. 晶圆制备:将单晶体切割成薄片,厚度约为0.5毫米左右,称为晶圆。

这些晶圆通常是圆形的,并且经过高温处理,表面变得平滑均匀。

3. 清洗:将晶圆放入清洗液中进行清洗,去除表面的杂质和污染物。

清洗液中一般会添加一些化学试剂,如酸碱溶液,以帮助去除污染物。

4. 薄膜生长:将晶圆放入腔体中进行薄膜生长。

薄膜可以是各种材料,如氮化硅、氧化硅等。

生长薄膜的方法有物理气相沉积、化学气相沉积等。

5. 光刻:将需要制作的图形和结构传输到薄膜上。

这个过程需要使用光刻胶和光刻机进行。

将光刻胶涂覆在晶圆上,然后使用光刻机照射光刻胶,光刻胶在此过程中会发生化学反应,形成所需要的图形。

6. 电子束蒸发:通过电子束蒸发器将金属材料蒸发到晶圆表面。

电子束蒸发器通过电子束加热金属材料,使其蒸发并在晶圆上形成金属薄膜。

7. 化学腐蚀:使用化学试剂将晶圆表面的金属薄膜剥离,以形成所需的图案。

化学腐蚀的方法有湿法腐蚀和干法腐蚀等。

8. 清洗与检验:清洗剥离后的晶圆并进行光学检验。

晶圆要经过严格的品质检验,以确保产品的质量和性能。

9. 封装封装:对晶圆进行封装,将其安装在塑料封装中,并与导线相连。

封装的目的是保护晶圆,同时提供与其他电路或设备的连接。

以上是一般半导体生产的工艺流程,不同的半导体制造商可能会有所不同,但总的来说,这个流程是一个基本的框架。

半导体生产的工艺流程需要高度的精确性和严格的控制,以确保产品的质量和性能。

半导体制造工艺流程

半导体制造工艺流程

半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程是指将硅晶圆上的电子器件(如晶体管、集成电路等)逐步形成的一系列工艺步骤。

半导体工艺流程是一项高度精密的工作,需要对材料的性质进行深入了解,以及对各种设备的操作技术进行精准掌握。

下面将介绍一般的半导体制造工艺流程:一、晶圆制备晶圆是半导体工艺中的基本材料,通常是由高纯度的硅片制成。

在晶圆制备阶段,首先对硅片进行择优,然后将其进行表面处理,以确保表面的平整度和光洁度。

接着在硅片上涂覆光刻胶,以便在后续的工艺中进行图案的刻蚀。

二、光刻在光刻阶段,将已经涂覆光刻胶的硅片放置在光刻机上,通过照射UV光源的方式将图案光刻在光刻胶上。

然后使用显微镜进行目视检查,确保图案的准确性。

三、刻蚀在刻蚀阶段,将经过光刻的硅片放置在刻蚀机中,通过化学或物理的方式将未经保护的硅片部分刻蚀掉,形成所需的结构。

刻蚀过程需要严格控制液体的浓度和温度,以保证刻蚀的精度和稳定性。

四、沉积在沉积阶段,将金属或其他材料沉积在经过刻蚀后的硅片表面,形成电极、导线等电子器件的组成部分。

沉积过程通常采用化学气相沉积或物理气相沉积等技术,通过在特定的条件下控制气体流量和温度来实现材料的沉积。

五、退火在退火阶段,通过加热硅片,使硅片中的金属或其他材料发生晶格结构的重新排列,从而改善材料的性能和稳定性。

退火过程通常需要控制加热速率和温度梯度,以避免材料变形和应力积聚。

六、清洗和检测在清洗和检测阶段,将经过以上工艺的硅片进行清洗,去除表面的杂质和残留物。

然后使用显微镜、电子显微镜等仪器对硅片进行检测,确保器件的准确性和可靠性。

七、封装在封装阶段,将经过工艺流程的硅片切割成单个的芯片,然后将芯片封装在塑料封装体内,形成最终的电子器件。

封装过程需要控制焊接温度和时间,以确保器件的封装质量和可靠性。

总结起来,半导体制造工艺流程是一项极其复杂的工作,需要精密的操作技术和严格的质量控制。

只有在专业技术人员的精心操作和管理下,才能生产出高性能和高可靠性的半导体器件。

半导体制造工艺流程

半导体制造工艺流程

半导体制造工艺流程1、晶片生长:通过化学气相沉积或者其他方法,在硅片上生长晶体层。

2、切片:将晶片切割成适当尺寸的小片。

3、清洗:对切割好的硅片进行清洗,去除表面的杂质和污渍。

4、扩散:在硅片表面扩散掺杂剂,形成P-N结。

5、光刻:使用光刻胶覆盖在硅片表面,然后通过光刻机进行曝光和显影,形成芯片图案。

6、腐蚀:利用化学腐蚀或者等离子腐蚀技术,去除不需要的硅片部分。

7、离子注入:将掺杂剂通过离子注入技术,导入芯片内部,形成电子器件。

8、金属化:在芯片表面镀上金属膜,用于导电或者连接。

9、封装:将芯片封装在塑料封装中,以保护芯片不受外界环境影响。

以上是一般的半导体制造工艺流程,实际操作中还会有更多的细节和环节需要考虑。

半导体制造工艺流程的精密和复杂性要求操作人员具备高超的技术和严谨的态度,以确保产品的质量和稳定性。

半导体制造工艺流程是一项非常复杂的过程,需要经过多个严格的步骤和专业设备的加工。

在半导体工艺流程中,硅片的处理和加工是至关重要的环节。

一般来说,半导体制造工艺流程包括晶片生长、切片、清洗、扩散、光刻、腐蚀、离子注入、金属化和封装等环节。

晶片的生长是半导体制造的第一步。

常用的方法包括化学气相沉积(CVD)和分子束外延生长(MBE)。

CVD是将各种气态化合物通过化学反应在基板表面沉积形成晶体层。

而MBE则通过熔融金属制备的原子蒸气束外延到基板表面形成晶体。

不同的生长方法具有不同的特点和适用范围,根据具体的工艺需求来选择适当的生长方法。

切片是将生长好的晶片切割成适当尺寸的小片。

切割时需要保证切片的平整度和表面质量,以确保后续加工步骤的精度。

切片工艺要求切削设备的控制精度和稳定性都非常高。

清洗是将切割好的硅片进行清洗,去除表面的杂质和污渍。

清洗是非常重要的步骤,因为杂质和污渍的存在会对后续的加工造成干扰,影响产品的质量。

扩散是将掺杂剂通过高温加热的方法扩散到硅片表面,形成P-N结。

这一步骤对产品的性能起着决定性的影响,需要严格控制加热温度和时间,以确保掺杂物均匀扩散到硅片内部。

半导体生产流程

半导体生产流程

半导体生产流程半导体是一种能够在一定条件下导电或者绝缘的材料,它在现代电子工业中扮演着非常重要的角色。

半导体的生产流程经过多道工序,需要高度的精密和技术。

下面,我们将详细介绍半导体的生产流程。

第一步,原料准备。

半导体的主要原料是硅,而硅又需要经过提纯处理,以保证半导体的质量。

在这一步,硅原料会经过多道净化工序,包括溶解、结晶、凝固等过程,最终得到高纯度的硅单晶。

第二步,晶圆生产。

经过原料准备的硅单晶会被切割成薄片,形成所谓的晶圆。

晶圆的表面需要进行化学处理和机械抛光,以确保表面的平整和纯净度。

第三步,光刻。

光刻是半导体生产中的关键工序,它使用光刻胶和掩膜来定义芯片上的图形。

通过光刻,可以在晶圆表面形成微小的电路图案。

第四步,离子注入。

在离子注入工序中,半导体晶圆会被注入掺杂物质,以改变其电学特性。

这一步骤能够在晶体内部形成p型和n型半导体区域,从而形成晶体管和二极管等元件。

第五步,薄膜沉积。

在薄膜沉积工序中,半导体晶圆会被涂覆上一层薄膜,通常是氧化层或者氮化层。

这些薄膜可以用来隔离不同的电路元件,或者作为绝缘层。

第六步,金属化。

在金属化工序中,半导体晶圆的表面会被涂覆上金属层,通常是铝或者铜。

这些金属层可以用来连接不同的电路元件,形成完整的电路结构。

第七步,封装测试。

最后,半导体芯片会被封装在塑料或者陶瓷封装体中,以保护其免受外部环境的影响。

之后,芯片会被进行测试,以确保其性能和质量符合标准要求。

总的来说,半导体的生产流程经过多道工序,需要高度的精密和技术。

每一个工序都对半导体的质量和性能有着重要的影响,因此在生产过程中需要严格控制每一个环节,以确保最终产品的质量和可靠性。

半导体生产全工艺流程

半导体生产全工艺流程

半导体生产全工艺流程半导体生产啊,就像是一场精心策划的魔法之旅。

一、晶圆制造。

晶圆可是半导体的基础。

这就像是盖房子得先有块好地一样。

要制造晶圆,首先得有原材料,通常是硅。

硅可是半导体界的大明星,它经过一系列超级复杂的提纯过程,变得超级纯净。

然后把这个纯净的硅拉成单晶硅棒,这一步就像是把面团搓成一根长长的面条,不过这个面条可是超级高科技的。

接着把这个单晶硅棒切成一片片薄薄的晶圆,薄到你都不敢相信,就像一片片超级薄的饼干。

这些晶圆表面还得进行抛光处理,让它光滑得像溜冰场一样,这样后续的加工才能顺利进行。

二、光刻。

光刻这一步就像是在晶圆上画画。

想象一下,你拿着一支超级精细的笔,在晶圆这个小小的画布上画各种复杂的图案。

实际上呢,是用光刻胶和光刻机来完成的。

光刻胶就像是画布上的特殊颜料,光刻机则是那支超级精细的笔。

光刻机把设计好的电路图案投射到涂了光刻胶的晶圆上,那些被光照到的光刻胶会发生变化,这样就形成了我们想要的电路图案的轮廓。

这个过程的精度要求极高,就像在一根头发丝上雕刻一样,稍微出点差错,整个半导体就可能废掉啦。

三、蚀刻。

蚀刻就像是把光刻出来的图案进一步雕刻清楚。

用化学或者物理的方法,把不需要的部分去掉,只留下我们光刻出来的电路图案。

这就像是一个超级精细的雕刻师,用他的小工具一点一点地把多余的部分剔除,只留下那些完美的线条和形状。

这个过程可不能太鲁莽,得小心翼翼的,不然就会把我们辛辛苦苦光刻出来的图案给破坏掉了。

四、掺杂。

掺杂这一步很神奇呢。

就是往晶圆里加入一些特殊的杂质,像硼或者磷之类的。

这就像是给晶圆注入一些特殊的魔法元素,让它具备我们想要的电学特性。

比如说加入硼会让晶圆的电学性质朝着一个方向改变,加入磷又会是另外一种改变。

这个过程就像是给食物加调料一样,不同的调料组合会调出不同的味道,而不同的杂质掺杂就会让晶圆有不同的电学性能。

五、薄膜沉积。

薄膜沉积就像是给晶圆穿上不同的衣服。

通过物理气相沉积或者化学气相沉积的方法,在晶圆表面形成一层薄薄的膜。

半导体制造的工艺流程

半导体制造的工艺流程

半导体制造的工艺流程
1.半导体原料的准备:半导体材料主要包括硅、砷化镓、磷化铟等。

原料通过提纯工艺,去除杂质,以获得高纯度的半导体材料。

2.厚度测量:使用测量仪器对半导体材料的厚度进行测量,以确保材料符合规定的厚度要求。

3.氧化处理:半导体材料通过高温氧化处理,形成一层绝缘层(氧化层),用于隔离并提供电位差。

4.光刻:在半导体材料上涂覆光刻胶,并使用掩模模板,通过紫外线照射,将图案暴露在光刻胶上。

5.显影:通过化学处理,将被暴露在光刻胶上的图案使其显现出来。

这一步骤决定了半导体中的器件形状和结构。

6.物理沉积:使用物理方法,如蒸发或溅射,将金属或其他材料沉积在半导体材料上。

这些材料通常用于连接元器件或形成电气接触。

7.化学沉积:使用化学方法,将化学物质通过气流或液流方式沉积在半导体材料上,以形成必要的功能层。

这些层常包括导电和绝缘材料。

8.离子注入:使用高能量离子束,将杂质(如硼、磷等)引入半导体材料,以改变其导电性质。

9.蚀刻:通过化学腐蚀作用,将部分半导体材料或沉积的层移除,以形成所需的结构和形状。

10.清洗和干燥:对半导体进行清洗和干燥,以去除任何残留的化学物质或杂质。

11.终测和选判:对半导体器件进行电性能测试,以确保其质量和性能满足规定的要求。

12.封装和测试:将半导体芯片封装在塑料或陶瓷封装中,并对封装完成的器件进行功能测试。

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程

半导体生产工艺流程半导体生产工艺流程是指将硅片制作成集成电路芯片的一系列工艺步骤。

半导体产业是现代电子信息产业的基础,半导体芯片作为电子产品的核心部件,其制造工艺显得尤为重要。

下面将介绍半导体生产工艺流程的主要步骤。

首先,半导体生产的第一步是晶圆加工。

晶圆是用高纯度硅片制成的圆形薄片,是集成电路的基础材料。

晶圆加工主要包括清洗、去除氧化层、化学机械抛光等步骤,以保证晶圆表面的平整度和纯净度。

接下来是光刻工艺。

光刻是将电子设计图案投射到晶圆表面的过程。

通过光刻胶、光刻机等设备,将设计好的电路图案转移到晶圆表面,形成光刻图案,为后续的刻蚀、离子注入等工艺步骤做准备。

然后是刻蚀工艺。

刻蚀是利用化学腐蚀或物理打磨的方法,将光刻图案转移到晶圆表面,形成电路结构。

刻蚀工艺需要高精度的设备和严格的工艺控制,以确保电路的精度和质量。

紧接着是离子注入。

离子注入是将掺杂剂注入晶圆表面,改变晶体的导电性能,形成N型或P型半导体材料。

离子注入工艺是半导体制造中非常关键的一步,直接影响到芯片的性能和稳定性。

接下来是退火工艺。

退火是将晶圆加热到一定温度,使掺杂剂扩散到晶体内部,形成稳定的电学特性。

退火工艺能够提高晶体的电学性能和稳定性,是半导体生产中不可或缺的环节。

最后是封装测试。

封装测试是将芯片封装成成品芯片,并进行电学性能测试。

封装是将芯片连接到封装底座上,并封装成塑料封装或陶瓷封装的过程。

测试是对成品芯片进行电学性能测试,以确保芯片的质量和可靠性。

半导体生产工艺流程是一个复杂而精密的过程,需要高度的自动化设备和严格的工艺控制。

随着半导体技术的不断发展,工艺流程也在不断创新和完善,以满足电子产品对芯片性能和功能的不断提升的需求。

半导体制造工艺流程

半导体制造工艺流程

半导体制造工艺流程目录•引言•前期准备•晶圆加工•掺杂和扩散•薄膜沉积•制作电路•封装与测试•结论引言半导体的制造工艺是指整个半导体芯片制造的过程,由多个步骤组成。

半导体制造工艺的流程是一个复杂而精细的过程,需要严格的控制和高度的专业技术。

本文将介绍半导体制造工艺的主要流程,包括前期准备、晶圆加工、掺杂和扩散、薄膜沉积、制作电路以及封装与测试。

前期准备半导体制造工艺流程开始于前期准备阶段,这个阶段包括材料采购、设备准备、工艺参数设定等步骤。

首先,制造厂商需要选择合适的半导体材料。

常见的半导体材料包括硅、砷化镓、化合物半导体等。

选择半导体材料要考虑其物理、化学性质以及制造成本等因素。

其次,制造厂商需要准备各种设备和工具,包括化学气相沉积设备、扩散炉、光刻设备等。

这些设备和工具用于后续步骤中的材料处理、电路制作等工艺步骤。

最后,制造厂商需要根据制造要求设定合适的工艺参数。

这些参数包括温度、时间、压力等,对工艺过程的控制非常重要。

晶圆加工晶圆加工是半导体制造工艺流程中的核心步骤之一。

在这个步骤中,制造厂商会对晶圆进行一系列的加工和处理。

首先,晶圆需要进行清洗,以去除表面的污染物和杂质。

清洗过程通常使用化学溶液和超声波等方法进行。

然后,晶圆需要进行化学机械抛光。

化学机械抛光是通过在晶圆表面施加力和化学溶液的作用下,去除表面的不均匀性和缺陷。

接下来,晶圆会被涂上一层光刻胶。

光刻胶会在后续步骤中发挥重要作用,用于制作电路的图案。

最后,晶圆会经过曝光和显影的过程,将光刻胶上的图案转移到晶圆表面。

这个过程中需要使用特定的光刻设备和化学溶液。

掺杂和扩散掺杂和扩散是半导体制造工艺流程中的重要步骤,用于控制半导体材料中的杂质浓度和分布。

首先,晶圆会被暴露在高温下,使得晶体表面打开缺陷。

然后,通过注入杂质离子的方式,将杂质引入晶体内部。

接下来,晶圆会再次进行高温处理,使杂质离子扩散到晶体内部。

扩散过程的时间、温度和压力等参数需要根据具体的工艺要求进行调整。

A1 半导体工艺生产流程

A1 半导体工艺生产流程

半导体的生产工艺流程,做工艺一、洁净室一般的机械加工是不需要洁净室(clean room)的,因为加工分辨率在数十微米以上,远比日常环境的微尘颗粒为大。

但进入半导体组件或微细加工的世界,空间单位都是以微米计算,因此微尘颗粒沾附在制作半导体组件的晶圆上,便有可能影响到其上精密导线布局的样式,造成电性短路或断路的严重后果。

为此,所有半导体制程设备,都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中,这就是洁净室的来由。

洁净室的洁净等级,有一公认的标准,以class 10为例,意谓在单位立方英呎的洁净室空间内,平均只有粒径0.5微米以上的粉尘10粒。

所以class后头数字越小,洁净度越佳,当然其造价也越昂贵(参见图2-1)。

为营造洁净室的环境,有专业的建造厂家,及其相关的技术与使用管理办法如下:1、内部要保持大于一大气压的环境,以确保粉尘只出不进。

所以需要大型鼓风机,将经滤网的空气源源不绝地打入洁净室中。

2、为保持温度与湿度的恒定,大型空调设备须搭配于前述之鼓风加压系统中。

换言之,鼓风机加压多久,冷气空调也开多久。

3、所有气流方向均由上往下为主,尽量减少突兀之室内空间设计或机台摆放调配,使粉尘在洁净室内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。

4、所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。

5、所有人事物进出,都必须经过空气吹浴(air shower) 的程序,将表面粉尘先行去除。

6、人体及衣物的毛屑是一项主要粉尘来源,为此务必严格要求进出使用人员穿戴无尘衣,除了眼睛部位外,均需与外界隔绝接触(在次微米制程技术的工厂内,工作人员几乎穿戴得像航天员一样。

) 当然,化妆是在禁绝之内,铅笔等也禁止使用。

7、除了空气外,水的使用也只能限用去离子水(DI water, de-ionized water)。

一则防止水中粉粒污染晶圆,二则防止水中重金属离子,如钾、钠离子污染金氧半(MOS) 晶体管结构之带电载子信道(carrier channel),影响半导体组件的工作特性。

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A1半导体工艺生产流程半导体的生产工艺流程,做工艺一、洁净室一般的机械加工是不需要洁净室(clean room) 的,因为加工分辨率在数十微米以上,远比日常环境的微尘颗粒为大。

但进入半导体组件或微细加工的世界,空间单位都是以微米计算,因此微尘颗粒沾附在制作半导体组件的晶圆上,便有可能影响到其上精密导线布局的样式,造成电性短路或断路的严重后果。

为此,所有半导体制程设备,都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中,这就是洁净室的来由。

洁净室的洁净等级,有一公认的标准,以class 10为例,意谓在单位立方英呎的洁净室空间内,平均只有粒径0.5 微米以上的粉尘10粒。

所以class后头数字越小,洁净度越佳,当然其造价也越昂贵(参见图2-1)。

为营造洁净室的环境,有专业的建造厂家,及其相关的技术与使用管理办法如下:1、内部要保持大于一大气压的环境,以确保粉尘只岀不进。

所以需要大型鼓风机,将经滤网的空气源源不绝地打入洁净室中。

2、为保持温度与湿度的恒定,大型空调设备须搭配于前述之鼓风加压系统中。

换言之,鼓风机加压多久,冷气空调也开多久。

3、所有气流方向均由上往下为主,尽量减少突兀之室内空间设计或机台摆放调配,使粉尘在洁净室内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。

4、所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。

5、所有人事物进出,都必须经过空气吹浴(air shower) 的程序,将表面粉尘先行去除。

6、人体及衣物的毛屑是一项主要粉尘来源,为此务必严格要求进出使用人员穿戴无尘衣,除了眼睛部位外,均需与外界隔绝接触(在次微米制程技术的工厂内,工作人员几乎穿戴得像航天员一样。

)当然,化妆是在禁绝之内,铅笔等也禁止使用。

7、除了空气外,水的使用也只能限用去离子水(DI water, de-ionized water)。

一则防止水中粉粒污染晶圆,二则防止水中重金属离子,如钾、钠离子污染金氧半(MOS)晶体管结构之带电载子信道(carrier channel),影响半导体组件的工作特性。

去离子水以电阻率(resistivity) 来定义好坏,一般要求至17.5M Q -cm以上才算合格;为此需动用多重离子交换树脂、RO逆渗透、与UV紫外线杀菌等重重关卡,才能放行使用。

由于去离子水是最佳的溶剂与清洁剂,其在半导体工业之使用量极为惊人!8、洁净室所有用得到的气源,包括吹干晶圆及机台空压所需要的,都得使用氮气(98%),吹干晶圆的氮气甚至要求99.8% 以上的高纯氮!以上八点说明是最基本的要求,另还有污水处理、废气排放的环保问题,再再需要大笔大笔的建造与维护费用!二、晶圆制作硅晶圆(silicon wafer) 是一切集成电路芯片的制作母材。

既然说到晶体,显然是经过纯炼与结晶的程序。

目前晶体化的制程,大多是采「柴可拉斯基」(Czycrasky) 拉晶法(CZ法)。

拉晶时,将特定晶向(orientation) 的晶种(seed),浸入过饱和的纯硅熔汤(Melt) 中,并同时旋转拉出,硅原子便依照晶种晶向,乖乖地一层层成长上去,而得出所谓的晶棒(ingot)。

晶棒的阻值如果太低,代表其中导电杂质(impurity dopant) 太多,还需经过FZ 法(floating-zone) 的再结晶(re-crystallization) ,将杂质逐岀,提高纯度与阻值。

辅拉岀的晶棒,外缘像椰子树干般,外径不甚一致,需予以机械加工修边,然后以X光绕射法,定岀主切面(primary flat) 的所在,磨出该平面;再以内刃环锯,削下一片片的硅晶圆。

最后经过粗磨(lapping)、化学蚀平(chemical etching) 与拋光(polishing) 等程序,得出具表面粗糙度在0.3微米以下拋光面之晶圆。

(至于晶圆厚度,与其外径有关。

)刚才题及的晶向,与硅晶体的原子结构有关。

硅晶体结构是所谓「钻石结构」(diamond-structure) ,系由两组面心结构(FCC),相距(1/4,1/4,1/4) 晶格常数(lattice constant ;即立方晶格边长)叠合而成。

我们依米勒指针法(Miller index),可定义出诸如:{100} 、{111} 、{110} 等晶面。

所以晶圆也因之有{100}、{111}、{110}等之分野。

有关常用硅晶圆之切边方向等信息,请参考图2-2。

现今半导体业所使用之硅晶圆,大多以{100}硅晶圆为主。

其可依导电杂质之种类,再分为p型(周期表III 族)与n型(周期表V族)。

由于硅晶外貌完全相同,晶圆制造厂因此在制作过程中,加工了供辨识的记号:亦即以是否有次要切面(secondary flat)来分辨。

该次切面与主切面垂直,p型晶圆有之,而n型则阙如。

{100}硅晶圆循平行或垂直主切面方向而断裂整齐的特性,所以很容易切成矩形碎块,这是早期晶圆切割时,可用刮晶机(scriber)的原因(它并无真正切断芯片,而只在表面刮出裂痕,再加以外力而整齐断开之。

)事实上,硅晶的自然断裂面是{111},所以虽然得到矩形的碎芯片,但断裂面却不与{100}晶面垂直!以下是订购硅晶圆时,所需说明的规格:项目说明晶面{100}、{111}、{110}± 1o夕卜径(吋)3 4 5 6厚度(微米)300〜450 450〜600 550〜650 600〜750(±25)杂质p型、n型阻值(Q-cm) 0.01 (低阻值)〜100 (高阻值)制作方式CZ、FZ (高阻值)拋光面单面、双面平坦度(埃)300〜3,000三、半导体制程设备半导体制程概分为三类:(1)薄膜成长,(2)微影罩幕,(3)蚀刻成型。

设备也跟着分为四类:(a)高温炉管,(b)微影机台,?化学清洗蚀刻台,(d)电浆真空腔室。

其中(a)~?机台依序对应(1)〜(3)制程,而新近发展的第(d)项机台,则分别应用于制程(1)与⑶。

由于坊间不乏介绍半导体制程及设备的中文书籍,故本文不刻意锦上添花,谨就笔者认为较有趣的观点,描绘一二!(一)氧化(炉)(Oxidation )对硅半导体而言,只要在高于或等于1050 'C的炉管中,如图2-3所示,通入氧气或水汽,自然可以将硅晶的表面予以氧化,生长所谓干氧层(dryz/gate oxide)或湿氧层(wet /field oxide),当作电子组件电性绝缘或制程掩膜之用。

氧化是半导体制程中,最干净、单纯的一种;这也是硅晶材料能够取得优势的特性之一(他种半导体,如砷化镓GaAs,便无法用此法成长绝缘层,因为在550 C左右,砷化镓已解离释放出砷!)硅氧化层耐得住850 C〜1050 C的后续制程环境,系因为该氧化层是在前述更高的温度成长;不过每生长岀1微米厚的氧化层,硅晶表面也要消耗掉0.44微米的厚度。

以下是氧化制程的一些要点:(1 )氧化层的成长速率不是一直维持恒定的趋势,制程时间与成长厚度之重复性是较为重要之考量。

(2 )后长的氧化层会穿透先前长的氧化层而堆积于上;换言之,氧化所需之氧或水汽,势必也要穿透先前成长的氧化层到硅质层。

故要生长更厚的氧化层,遇到的阻碍也越大。

一般而言,很少成长2微米厚以上之氧化层。

(3 )干氧层主要用于制作金氧半(MOS )晶体管的载子信道(channel );而湿氧层则用于其它较不严格讲究的电性阻绝或制程罩幕(masking )。

前者厚度远小于后者,1000~ 1500 埃已然足够。

(4 )对不同晶面走向的晶圆而言,氧化速率有异:通常在相同成长温度、条件、及时间下,{111}厚度仝{110}厚度〉{100}厚度。

(5 )导电性佳的硅晶氧化速率较快。

(6 )适度加入氯化氢(HCI)氧化层质地较佳;但因容易腐蚀管路,已渐少用。

(7 )氧化层厚度的量测,可分破坏性与非破坏性两类。

前者是在光阻定义阻绝下,泡入缓冲过的氢氟酸(BOE,Buffered Oxide Etch ,系HF与NH4F以1 : 6的比例混合而成的腐蚀剂)将显露出来的氧化层去除,露出不沾水的硅晶表面,然后去掉光阻,利用表面深浅量测仪(surface profiler or alpha step),得到有无氧化层之高度差,即其厚度。

(8 )非破坏性的测厚法,以椭偏仪(ellipsometer) 或是毫微仪(nano-spec )最为普遍及准确,前者能同时输出折射率(refractive index ;用以评估薄膜品质之好坏)及起始厚度b与跳阶厚度a (总厚度t =ma + b),实际厚度(需确定m之整数值),仍需与制程经验配合以判读之。

后者则还必须事先知道折射率来反推厚度值。

(9 )不同厚度的氧化层会显现不同的颜色,且有2000埃左右厚度即循环一次的特性。

有经验者也可单凭颜色而判断岀大约的氧化层厚度。

不过若超过 1.5微米以上的厚度时,氧化层颜色便渐不明显。

(二)扩散(炉)(diffusion)1、扩散搀杂半导体材料可搀杂n型或p型导电杂质来调变阻值,却不影响其机械物理性质的特点,是进一步创造岀p-n接合面(p-n junction 八二极管(diode )、晶体管(transistor )、以至于大千婆娑之集成电路(IC )世界之基础。

而扩散是达成导电杂质搀染的初期重要制程。

众所周知,扩散即大自然之输送现象(transport phenomena);质量传输(mass transfer)、热传递(heat transfer) 、与动量传输(momentum transfer ;即摩擦拖曳)皆是其实然的三种已知现象。

本杂质扩散即属于质量传输之一种,唯需要在850oC以上的高温环境下,效应才够明显。

由于是扩散现象,杂质浓度 C (concentration ;每单位体积具有多少数目的导电杂质或载子)服从扩散方程式如下:这是一条拋物线型偏微分方程式,同时与扩散时间t及扩散深度x有关。

换言之,在某扩散瞬间(t固定),杂质浓度会由最高浓度的表面位置,往深度方向作递减变化,而形成一随深度x变化的浓度曲线;另一方面,这条浓度曲线,却又随着扩散时间之增加而改变样式,往时间无穷大时,平坦一致的扩散浓度分布前进!既然是扩散微分方程式,不同的边界条件( boundary conditions )施予,会产生不同之浓度分布外形。

固定表面浓度(constant surface concentration) 与固定表面搀杂量(constant surface dosage) ,是两种常被讨论的具有解析精确解的扩散边界条件(参见图2-4) : 2、前扩散(pre-deposition)第一种定浓度边界条件的浓度解析解是所谓的互补误差函数(complementary error function) ,其对应之扩散步骤称为「前扩散」,即我们一般了解之扩散制程;当高温炉管升至工作温度后,把待扩散晶圆推入炉中,然后开始释放扩散源(p型扩散源通常是固体呈晶圆状之氮化硼【boron-nitride 】芯片,n型则为液态POCI3之加热蒸气)进行扩散。

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