半导体工艺详解

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半导体八大工艺顺序

半导体八大工艺顺序

半导体八大工艺顺序半导体制造是一个复杂的过程,需要经过八个主要的工艺步骤才能完成。

这些工艺步骤包括晶圆清洗、沉积、光刻、蚀刻、清洗、离子注入、退火和测试。

下面将对这些工艺步骤进行详细介绍。

1. 晶圆清洗晶圆清洗是制造半导体的第一步,目的是去除晶圆表面的杂质和污染物,以确保后续工艺的顺利进行。

晶圆清洗通常使用化学物质和超声波来实现。

首先将晶圆浸泡在去离子水中,然后使用化学物质和超声波来去除表面污染物。

2. 沉积沉积是将材料沉积在晶圆表面的过程。

这个过程通常使用化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)来实现。

在CVD中,化学反应会产生气体,然后将其放置在晶圆上,在高温下发生反应并形成所需的材料层。

在PVD中,原子或分子会通过真空管道传输到晶圆表面,然后在晶圆表面生成所需的材料层。

3. 光刻光刻是将图案转移到晶圆表面的过程。

这个过程通常使用光刻胶和掩模来实现。

首先,在晶圆表面涂上一层光刻胶,然后将掩模放置在光刻胶上,并使用紫外线照射掩模。

这会使光刻胶在掩模的开口处固化,形成所需的图案。

4. 蚀刻蚀刻是将材料从晶圆表面移除的过程。

这个过程通常使用干法或湿法蚀刻来实现。

在干法蚀刻中,使用等离子体或化学反应来去除不需要的材料层。

在湿法蚀刻中,使用化学物质来溶解不需要的材料层。

5. 清洗清洗是去除蚀刻残留物和其他污染物的过程。

这个过程通常使用酸、碱和有机溶剂来实现。

首先将晶圆浸泡在酸、碱或有机溶剂中,然后用去离子水冲洗干净。

6. 离子注入离子注入是将离子注入晶圆表面的过程。

这个过程通常用于形成掺杂层和修饰材料的电学性质。

在离子注入过程中,使用加速器将离子加速到非常高的速度,然后将它们注入晶圆表面。

7. 退火退火是在高温下加热晶圆以改善其电学性质的过程。

在退火过程中,晶圆被放置在高温炉中,并暴露于高温下一段时间。

这会使掺杂层扩散并形成所需的电学性质。

8. 测试测试是检查芯片是否正常运行的过程。

这个过程通常使用测试设备来实现。

半导体七大核心工艺步骤

半导体七大核心工艺步骤

半导体七大核心工艺步骤
半导体技术是现代电子行业的关键领域之一,它在各种电子设
备中发挥着重要作用,从智能手机到计算机,再到太阳能电池和医
疗设备。

半导体制造是一个复杂的过程,包括许多关键的工艺步骤,下面我们来看看半导体制造的七大核心工艺步骤。

1. 晶圆生长,半导体芯片的制造过程始于晶圆生长。

晶圆是由
硅或其他半导体材料制成的圆形片,它是制造芯片的基础。

晶圆生
长是一个复杂的过程,通过在高温下将半导体材料结晶成晶圆。

2. 晶圆切割,晶圆切割是将大型晶圆切割成小尺寸的芯片的过程。

这些芯片将成为最终的半导体器件。

3. 清洗和清理,在制造过程中,晶圆和芯片需要经过多次清洗
和清理,以去除表面的杂质和污染物,确保最终产品的质量。

4. 掺杂,在这一步骤中,半导体芯片的表面会被注入少量的杂质,以改变其电学性质。

这个过程被称为掺杂,它使得半导体材料
能够导电。

5. 氧化,氧化是将半导体材料暴露在氧气环境中,形成氧化层,以改变其电学性质。

这个过程在芯片制造过程中非常重要。

6. 沉积,沉积是将一层薄膜材料沉积在晶圆表面的过程,用于
制造电路中的绝缘层、金属线路等。

7. 图案形成,最后一个关键步骤是图案形成,通过光刻技术将
电路图案转移到芯片表面,形成最终的电路结构。

这些七大核心工艺步骤构成了半导体制造的基础,它们需要高
度的精确度和复杂的设备来完成。

随着技术的不断发展,半导体制
造工艺也在不断进化,以满足不断增长的市场需求。

八大半导体工艺顺序剖析

八大半导体工艺顺序剖析

八大半导体工艺顺序剖析八大半导体工艺顺序剖析在现代科技领域中,半导体材料和器件扮演着重要的角色。

作为电子设备的基础和核心组件,半导体工艺是半导体制造过程中不可或缺的环节。

有关八大半导体工艺顺序的剖析将会有助于我们深入了解半导体制造的工作流程。

本文将从简单到复杂,逐步介绍这八大工艺的相关内容。

1. 排版工艺(Photolithography)排版工艺是半导体制造过程中的首要步骤。

它使用光刻技术,将设计好的电路图案转移到硅晶圆上。

排版工艺需要使用光刻胶、掩膜和曝光设备等工具,通过逐层叠加和显影的过程,将电路图案转移到硅晶圆上。

2. 清洗工艺(Cleaning)清洗工艺在排版工艺之后进行,用于去除光刻胶和其他污染物。

清洗工艺可以采用化学溶液或高纯度的溶剂,保证硅晶圆表面的干净和纯净。

3. 高分辨率电子束刻蚀(High-Resolution Electron BeamLithography)高分辨率电子束刻蚀是一种先进的制造技术。

它使用电子束在硅晶圆表面进行刻蚀,以高精度和高分辨率地制作微小的电路图案。

4. 电子束曝光系统(Electron Beam Exposure Systems)电子束曝光系统是用于制造高分辨率电子束刻蚀的设备。

它具有高能量电子束发射器和复杂的控制系统,能够精确控制电子束的位置和强度,实现微米级别的精细曝光。

5. 高能量离子注入(High-Energy Ion Implantation)高能量离子注入是半导体器件制造中的一项重要工艺。

通过将高能量离子注入到硅晶圆表面,可以改变硅晶圆的电学性质,实现电路中的控制和测量。

6. 薄膜制备与沉积(Film Deposition)薄膜制备与沉积是制造半导体器件的关键工艺之一。

这个工艺将薄膜材料沉积在硅晶圆表面,包括化学气相沉积、物理气相沉积和溅射等方法。

这些薄膜能够提供电介质、导电材料或阻挡层等功能。

7. 设备和工艺完善(Equipment and Process Optimization)设备和工艺完善的步骤是优化半导体制造工艺的关键。

半导体八大工艺顺序

半导体八大工艺顺序

半导体八大工艺顺序半导体八大工艺顺序,是指半导体制造过程中的八个主要工艺步骤。

这些工艺步骤包括晶圆清洗、光刻、沉积、刻蚀、扩散、离子注入、退火和包封。

下面将逐一介绍这些工艺步骤的顺序及其作用。

1. 晶圆清洗晶圆清洗是半导体制造过程中的第一步。

在这一步骤中,晶圆将被放入化学溶液中进行清洗,以去除表面的杂质和污染物。

这样可以确保后续工艺步骤的顺利进行,同时也可以提高器件的质量和性能。

2. 光刻光刻是半导体制造中的关键工艺步骤之一。

在这一步骤中,将使用光刻胶覆盖在晶圆表面上,并通过光刻机将图形投射到光刻胶上。

然后,利用化学溶液将未曝光的光刻胶去除,从而形成所需的图形。

3. 沉积沉积是指在晶圆表面上沉积一层薄膜的工艺步骤。

这一层薄膜可以用于改变晶圆表面的性质,增加其导电性或绝缘性。

常用的沉积方法包括化学气相沉积和物理气相沉积。

4. 刻蚀刻蚀是将多余的材料从晶圆表面去除的工艺步骤。

在这一步骤中,利用化学溶液或等离子刻蚀机将不需要的材料去除,从而形成所需的图形和结构。

5. 扩散扩散是将杂质或掺杂物diffused 到晶圆中的工艺步骤。

这一步骤可以改变晶圆的电学性质,并形成PN 结等器件结构。

常用的扩散方法包括固体扩散和液相扩散。

6. 离子注入离子注入是将离子注入到晶圆中的工艺步骤。

这可以改变晶圆的导电性和掺杂浓度,从而形成电子器件的结构。

离子注入通常在扩散之前进行。

7. 退火退火是将晶圆加热至一定温度并保持一段时间的工艺步骤。

这可以帮助晶圆中的杂质扩散和掺杂物活化,从而提高器件的性能和稳定性。

8. 包封包封是将晶圆封装在外部保护材料中的工艺步骤。

这可以保护晶圆不受外部环境的影响,同时也可以方便晶圆的安装和使用。

半导体制造过程中的八大工艺顺序是一个复杂而精密的过程。

每个工艺步骤都起着至关重要的作用,只有严格按照顺序进行,才能生产出高质量的半导体器件。

希望通过本文的介绍,读者对半导体制造过程有了更深入的了解。

半导体制造工艺流程简介

半导体制造工艺流程简介

半导体制造工艺流程简介导言:一、晶圆加工晶圆加工是制造集成电路的第一步。

它包括以下过程:1.晶圆生长:通过化学气相沉积或金属有机化学气相沉积等方法,在硅片基底上生长单晶硅。

这个过程需要非常高的温度和压力。

2.剥离:将生长的单晶硅从基底上剥离下来,并校正其表面的缺陷。

3.磨削和抛光:使用机械研磨和化学力学抛光等方法,使晶圆的表面非常光滑。

二、晶圆清洗晶圆清洗是为了去除晶圆表面的杂质和污染物,以保证后续工艺的顺利进行。

清洗过程包括以下步骤:1.热酸洗:利用强酸(如硝酸和氢氟酸)将晶圆浸泡,以去除表面的金属杂质。

2.高温氧化:在高温下将晶圆暴露在氧气中,通过热氧化去除有机杂质和表面缺陷。

3.金属清洗:使用氢氟酸和硝酸等强酸,去除金属杂质和有机污染物。

4.DI水清洗:用去离子水清洗晶圆,以去除化学清洗剂的残留。

三、晶圆制备晶圆制备是将晶圆上的材料和元件结构形成的过程。

它包括以下过程:1.掩膜制作:将光敏材料涂覆在晶圆表面,通过光刻技术进行曝光和显影,形成图案化的光刻胶掩膜。

2.沉积:通过物理气相沉积或化学气相沉积等方法,在晶圆上沉积材料层,如金属、氧化物、硅等。

3.腐蚀:采用湿法或干法腐蚀等技术,去除晶圆上不需要的材料,形成所需的结构。

4.清洗:再次进行一系列清洗步骤,以去除腐蚀产物和掩膜残留物,保证材料层的质量。

四、材料获取材料获取是指在晶圆上制造晶体管、电阻器、电容器等器件结构的过程。

它包括以下步骤:1.掺杂:通过离子注入或扩散等方法,在晶圆上引入有选择性的杂质,以改变材料的导电性或断电性能。

2.退火:通过高温热处理,消除杂质引入过程中的晶格缺陷,并使掺杂的材料达到稳定状态。

3.金属-绝缘体-金属(MIM)沉积:在晶圆上沉积金属、绝缘体和金属三层结构,用于制造电容器。

4.金属-绝缘体(MIS)沉积:在晶圆上沉积金属和绝缘体两层结构,用于制造晶体管的栅极。

五、封装和测试封装是将晶圆上制造的芯片放在封装底座上,并封装成可插入其他设备的集成电路。

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。

半导体八大工艺顺序

半导体八大工艺顺序

半导体八大工艺顺序半导体八大工艺顺序是指半导体器件制造过程中的八个主要工艺步骤。

这些工艺步骤的顺序严格按照一定的流程进行,确保半导体器件的质量和性能。

下面将逐一介绍这八大工艺顺序。

第一步是晶圆清洁工艺。

在半导体器件制造过程中,晶圆是最基本的材料。

晶圆清洁工艺旨在去除晶圆表面的杂质和污染物,确保后续工艺步骤的顺利进行。

第二步是光刻工艺。

光刻工艺是将图形模式转移到晶圆表面的关键步骤。

通过光刻工艺,可以在晶圆表面形成所需的图形结构,为后续工艺步骤提供准确的参考。

第三步是沉积工艺。

沉积工艺是将材料沉积到晶圆表面的过程,包括化学气相沉积、物理气相沉积和溅射等技术。

通过沉积工艺,可以在晶圆表面形成所需的材料结构。

第四步是刻蚀工艺。

刻蚀工艺是将多余的材料从晶圆表面去除的过程,以形成所需的图形结构。

刻蚀工艺通常使用化学刻蚀或物理刻蚀的方式进行。

第五步是离子注入工艺。

离子注入工艺是向晶圆表面注入掺杂物质的过程,以改变晶体的电学性质。

通过离子注入工艺,可以实现半导体器件的掺杂和调控。

第六步是热处理工艺。

热处理工艺是将晶圆置于高温环境中进行退火、烘烤或氧化等处理的过程。

通过热处理工艺,可以改善晶体的结晶质量和电学性能。

第七步是清洗工艺。

清洗工艺是在制造过程中对晶圆进行清洗和去除残留污染物的过程,以确保半导体器件的质量和可靠性。

第八步是封装测试工艺。

封装测试工艺是将完成的半导体器件封装成最终产品,并进行性能测试和质量检验的过程。

通过封装测试工艺,可以确保半导体器件符合规格要求,并具有稳定可靠的性能。

总的来说,半导体八大工艺顺序是半导体器件制造过程中的关键步骤,每个工艺步骤都至关重要,任何一环节的不慎都可能影响整个制造过程的质量和性能。

通过严格按照八大工艺顺序进行制造,可以确保半导体器件具有优良的性能和可靠性,从而满足现代电子产品对半导体器件的高要求。

半导体八大工艺名称

半导体八大工艺名称

半导体八大工艺名称1. 硅晶圆制备工艺硅晶圆制备是半导体制造过程的第一步,也是最为关键的一步。

它是指将高纯度的硅材料通过一系列的工艺步骤转化为薄而平整的硅晶圆。

硅晶圆制备工艺主要包括以下几个步骤:(1) 单晶生长单晶生长是将高纯度的硅材料通过熔融和凝固的过程,使其在特定的条件下形成单晶结构。

常用的单晶生长方法包括Czochralski法和区熔法。

(2) 切割切割是将生长好的硅单晶材料切割成薄片的过程。

常用的切割方法是采用金刚石刀片进行切割。

(3) 研磨和抛光研磨和抛光是将切割好的硅片进行表面处理,使其变得平整光滑的过程。

研磨通常使用研磨机进行,而抛光则使用化学机械抛光(CMP)工艺。

(4) 清洗清洗是将研磨和抛光后的硅片进行清洁处理,去除表面的污染物和杂质。

清洗过程通常采用酸洗和溶剂清洗的方法。

2. 光刻工艺光刻工艺是半导体制造中的一项关键工艺,用于将设计好的电路图案转移到硅晶圆上。

光刻工艺主要包括以下几个步骤:(1) 涂覆光刻胶涂覆光刻胶是将光刻胶涂覆在硅晶圆表面的过程。

光刻胶是一种敏感于紫外光的物质,可以通过紫外光的照射来改变其化学性质。

(2) 曝光曝光是将硅晶圆上的光刻胶通过光刻机上的光源进行照射,使其在特定区域发生化学反应。

曝光过程需要使用掩模板来控制光刻胶的曝光区域。

(3) 显影显影是将曝光后的光刻胶进行处理,使其在曝光区域发生溶解或固化的过程。

显影过程通常使用显影液进行。

(4) 清洗清洗是将显影后的硅晶圆进行清洁处理,去除残留的光刻胶和显影液。

3. 离子注入工艺离子注入工艺是将特定的离子注入到硅晶圆中,以改变其电学性质的过程。

离子注入工艺主要包括以下几个步骤:(1) 选择离子种类和能量选择合适的离子种类和能量是离子注入工艺的第一步。

不同的离子种类和能量可以改变硅晶圆的导电性质。

(2) 离子注入离子注入是将选择好的离子通过离子注入机进行注入的过程。

离子注入机通过加速器将离子加速到一定的能量,并将其注入到硅晶圆中。

半导体工艺讲解

半导体工艺讲解

半导体工艺讲解(1)--掩模和光刻(上)概述光刻工艺是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一。

主要作用是将掩膜板上的图形复制到硅片上,为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。

光刻的成本约为整个硅片制造工艺的1/3,耗费时间约占整个硅片工艺的40~60%。

光刻机是生产线上最贵的机台,5~15百万美元/台。

主要是贵在成像系统(由15~20个直径为200~300mm的透镜组成)和定位系统(定位精度小于10nm)。

其折旧速度非常快,大约3~9万人民币/天,所以也称之为印钞机。

光刻部分的主要机台包括两部分:轨道机(Tracker),用于涂胶显影;扫描曝光机(Scanning )光刻工艺的要求:光刻工具具有高的分辨率;光刻胶具有高的光学敏感性;准确地对准;大尺寸硅片的制造;低的缺陷密度。

光刻工艺过程一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。

1、硅片清洗烘干(Cleaning and Pre-Baking)方法:湿法清洗+去离子水冲洗+脱水烘焙(热板150~2500C,1~2分钟,氮气保护)目的:a、除去表面的污染物(颗粒、有机物、工艺残余、可动离子);b、除去水蒸气,是基底表面由亲水性变为憎水性,增强表面的黏附性(对光刻胶或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷)。

2、涂底(Priming)方法:a、气相成底膜的热板涂底。

HMDS蒸气淀积,200~2500C,30秒钟;优点:涂底均匀、避免颗粒污染;b、旋转涂底。

缺点:颗粒污染、涂底不均匀、HMDS用量大。

目的:使表面具有疏水性,增强基底表面与光刻胶的黏附性。

3、旋转涂胶(Spin-on PR Coating)方法:a、静态涂胶(Static)。

硅片静止时,滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂(原光刻胶的溶剂约占65~85%,旋涂后约占10~20%);b、动态(Dynamic)。

低速旋转(500rpm_rotation per minute)、滴胶、加速旋转(3000rpm)、甩胶、挥发溶剂。

八个基本半导体工艺

八个基本半导体工艺

八个基本半导体工艺半导体工艺是指将材料变成半导体器件的过程,其重要程度不言而喻。

在现代电子技术中,半导体器件已经成为核心,广泛应用于计算机、通讯、能源、医疗、交通等各个领域。

这里我们将介绍八个基本的半导体工艺。

1. 晶圆制备工艺晶圆是半导体器件制造的关键材料,其制备工艺又被称为晶圆制备工艺。

晶圆制备工艺包括:单晶生长、切片、去除表面缺陷等。

单晶生长是指将高纯度的半导体材料通过熔融法或气相沉积法制成单晶,在这个过程中需要控制晶体生长速度、温度、压力等因素,以保证晶体质量。

切片是指将单晶切成厚度为0.5 mm左右的晶片,这个过程中需要控制切割角度、切割速度等因素,以保证晶片质量。

去除表面缺陷是指通过化学机械抛光等方式去除晶片表面缺陷,以保证晶圆表面平整度。

2. 氧化工艺氧化工艺是指将半导体器件表面形成氧化物层的过程。

氧化工艺可以通过湿法氧化、干法氧化等方式实现。

湿法氧化是将半导体器件置于酸性或碱性液体中,通过化学反应形成氧化物层。

干法氧化是将半导体器件置于高温气氛中,通过氧化反应形成氧化物层。

氧化工艺可以提高半导体器件的绝缘性能、稳定性和可靠性。

3. 沉积工艺沉积工艺是指将材料沉积在半导体器件表面形成薄膜的过程。

沉积工艺包括物理气相沉积、化学气相沉积、物理溅射沉积等。

物理气相沉积是将材料蒸发或溅射到半导体器件表面,形成薄膜。

化学气相沉积是将材料化学反应后生成气体,再将气体沉积到半导体器件表面,形成薄膜。

物理溅射沉积是将材料通过溅射的方式,将材料沉积在半导体器件表面,形成薄膜。

沉积工艺可以改善半导体器件的电学、光学、机械性能等。

4. 电子束光刻工艺电子束光刻工艺是指通过电子束照射对光刻胶进行曝光,制作出微米级别的图形的过程。

电子束光刻工艺具有高分辨率、高精度和高速度等优点,是制造微电子元器件的必要工艺。

5. 金属化工艺金属化工艺是指将金属材料沉积在半导体器件表面形成导电层的过程。

金属化工艺包括:电镀、化学镀、物理气相沉积等。

八个基本半导体工艺

八个基本半导体工艺

八个基本半导体工艺随着科技的不断进步,半导体技术在各个领域得到了广泛的应用。

半导体工艺是半导体器件制造过程中的关键环节,也是半导体产业发展的基础。

本文将介绍八个基本的半导体工艺,分别是氧化、扩散、沉积、光刻、蚀刻、离子注入、热处理和封装。

一、氧化工艺氧化工艺是指在半导体晶片表面形成氧化层的过程。

氧化层可以增强晶片的绝缘性能,并且可以作为蚀刻掩膜、电介质、层间绝缘等多种用途。

常见的氧化工艺有湿法氧化和干法氧化两种。

湿法氧化是在高温高湿的环境中,通过将晶片浸泡在氧化液中使其表面氧化。

干法氧化则是利用高温下的氧化气体与晶片表面反应来形成氧化层。

二、扩散工艺扩散工艺是指将掺杂物质(如硼、磷等)通过高温处理,使其在晶片中扩散,从而改变晶片的导电性能。

扩散工艺可以用于形成PN结、调整电阻、形成源、漏极等。

扩散工艺的关键是控制扩散温度、时间和掺杂浓度,以确保所需的电性能。

三、沉积工艺沉积工艺是将材料沉积在半导体晶片表面的过程。

常见的沉积工艺有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)两种。

CVD是利用化学反应在晶片表面沉积薄膜,可以实现高纯度、均匀性好的沉积。

而PVD则是通过蒸发、溅射等物理过程,在晶片表面形成薄膜。

四、光刻工艺光刻工艺是将光敏胶涂覆在晶片表面,然后通过光刻曝光、显影等步骤,将光敏胶图案转移到晶片上的过程。

光刻工艺是制造半导体器件的核心工艺之一,可以实现微米级甚至纳米级的图案制作。

五、蚀刻工艺蚀刻工艺是通过化学反应或物理过程将晶片表面的材料去除的过程。

蚀刻工艺可以用于制作电路的开关、互连线等。

常见的蚀刻方法有湿法蚀刻和干法蚀刻两种。

湿法蚀刻是利用化学溶液对晶片表面进行腐蚀,而干法蚀刻则是通过等离子体或离子束对晶片表面进行刻蚀。

六、离子注入工艺离子注入工艺是将掺杂离子注入晶片中的过程。

离子注入可以改变晶片的导电性能和材料特性,常用于形成源漏极、调整电阻等。

离子注入工艺需要控制注入能量、剂量和深度,以确保所需的掺杂效果。

深入了解半导体芯片生产工艺

深入了解半导体芯片生产工艺

深入了解半导体芯片生产工艺半导体芯片生产工艺详解:从晶圆加工到超纯水制备一、晶圆加工:半导体芯片生产始于一粒沙子。

沙子中的硅是生产晶圆的主要原材料。

晶圆是将硅(Si)或砷化镓(GaAs)制成的单晶柱体切割形成的圆薄片。

为了提取高纯度的硅材料,需要使用二氧化硅含量高达95%的特殊材料,即硅砂。

晶圆加工就是制作获取上述晶圆的过程。

二、氧化:氧化过程是在高温下,通过化学反应将晶圆表面氧化成一层二氧化硅(SiO2)薄膜。

这层薄膜可以保护晶圆不受环境影响,同时为后续工艺提供基础。

三、光刻:光刻是将设计好的图案通过光束投射到光敏材料上,形成电路图的过程。

光刻胶是一种光敏材料,被用于制作电路图。

曝光和显影是光刻的两个重要步骤。

四、刻蚀:刻蚀是将光刻过程中形成的电路图刻蚀到晶圆表面的过程。

刻蚀可以采用干法或湿法,根据不同工艺需求选择。

同时,掺杂和剥离等工艺也被用于刻蚀过程中。

五、薄膜沉积:薄膜沉积是将材料以薄膜形式沉积到晶圆表面的过程。

这可以是通过物理或化学方法来实现的。

涂层(COAT)是薄膜沉积的一种方式,它可以将金属、半导体等材料沉积到晶圆表面。

六、互联:互联是将芯片内部电路连接到外部电路的过程。

这包括金属填充和化学机械抛光(CMP)等步骤。

金属填充是将金属导线填充到芯片内部的空隙中,以实现内部电路的连接。

化学机械抛光(CMP)是利用化学腐蚀和机械磨削的组合,将芯片表面抛光至镜面程度,以确保表面平整度。

七、测试:测试是确保芯片功能正常的最后一步。

测试过程中,会对芯片进行一系列的检测和验证,以确保其性能符合设计要求。

这个过程通常包括电气测试、功能测试以及可靠性测试等。

八、封装:封装是将芯片固定在封装体中,以保护其免受外界环境的影响,同时方便与外部电路进行连接。

封装过程包括晶圆锯切和晶圆封装两个步骤。

晶圆锯切是将切割好的晶圆片封装到引脚或者表面安装的小型管壳中;而晶圆封装则是将整个芯片封装体通过焊接或者其它方式固定到印刷线路板上。

半导体基本工艺流程

半导体基本工艺流程

半导体基本工艺流程1.接收硅片:半导体制造开始时,会接收用于制造芯片的硅片。

这些硅片是从硅石中提炼出来并经过多次精制得到的。

它们具有高纯度且表面光滑。

2.清洗硅片:在开始制造之前,硅片需要进行清洗以去除表面的杂质和污染物。

常用的清洗方法包括使用酸碱溶液和超纯水进行浸泡和喷洗。

3.抗反射涂层:为了提高芯片的光学性能,还会在硅片表面涂覆一层抗反射涂层。

这有助于减少光的反射并提高光的吸收效率。

4.晶圆生长:经过清洗和涂层后,硅片进入晶片生长阶段。

生长晶片的方法包括区域熔化法和外延法。

这些方法可以在硅片表面上生长单晶,从而形成晶圆。

5.制作掩膜:接下来,在晶圆表面上制作电路图案的掩膜。

掩膜是一种透明的介质,在上面制作图案,然后通过光照曝光来转移图案到硅片上。

6.曝光和影像转移:使用曝光机器将电路图案暴露在掩膜上。

光照射后,掩膜上的图案将通过光刻过程转移到硅片上,形成光刻图案。

7.蚀刻:暴露在掩膜图案下的硅片会使用化学蚀刻来去除不需要的硅材料。

这一步通常使用强酸或碱溶液,以便只保留下所需的电路结构。

8.沉积:接下来,在芯片上进行沉积过程,用于增加或改善电路结构的特性。

沉积材料包括金属、氧化物和多晶硅等。

9.电极形成:在芯片表面上形成电极,用于连接电路中的导线和器件。

通常使用蒸发或溅射技术将金属沉积在硅片上。

10.绝缘层形成:在芯片表面形成绝缘层,用于隔离电路中的不同部分。

常用的绝缘材料包括二氧化硅和氮化硅。

11.线路形成:在芯片表面上形成导线连接电路中的不同器件和区域。

通常使用化学蚀刻或溅射技术将金属沉积在绝缘层上。

12.焊接和封装:芯片制造完成后,会将芯片焊接到封装基板或者插座上。

焊接通常使用电焊或激光焊技术。

13.测试和封装:最后,对制造出的芯片进行测试以确保其性能和功能。

合格的芯片会封装在塑料或陶瓷封装体内。

以上就是半导体基本工艺流程的详细介绍。

这一流程经过多次的重复和复杂的工艺步骤,最终可以制造出高性能的集成电路芯片。

半导体的制备工艺

半导体的制备工艺

半导体的制备工艺半导体是一种材料,具有介于导体和绝缘体之间的电导特性。

制备半导体材料是制造集成电路和其他电子器件的基础。

本文将介绍半导体的制备工艺,包括晶体生长、晶圆制备、掺杂和薄膜沉积等过程。

1. 晶体生长半导体晶体的生长是制备半导体材料的首要步骤。

通常采用的方法有固相生长、液相生长和气相生长。

固相生长是将纯净的半导体材料与掺杂剂共同加热,使其在晶体中沉积。

液相生长则是在熔融的溶液中使晶体生长。

而气相生长则是通过气相反应使晶体在基底上生长。

这些方法可以根据不同的材料和要求选择合适的工艺。

2. 晶圆制备晶圆是半导体制备的基础材料,通常使用硅(Si)作为晶圆材料。

晶圆制备的过程包括切割、抛光和清洗等步骤。

首先,将生长好的晶体进行切割,得到薄片状的晶圆。

然后,通过机械和化学方法对晶圆进行抛光,以获得平整的表面。

最后,对晶圆进行清洗,去除表面的杂质和污染物。

3. 掺杂掺杂是为了改变半导体材料的导电性能,通常将杂质原子引入晶体中。

掺杂分为两种类型:n型和p型。

n型半导体是通过掺入少量的五价元素(如磷)来增加自由电子的浓度。

而p型半导体是通过掺入少量的三价元素(如硼)来增加空穴的浓度。

掺杂可以通过不同的方法实现,如扩散、离子注入和分子束外延等。

4. 薄膜沉积薄膜沉积是制备半导体器件的关键步骤之一。

薄膜可以用于制备晶体管、电容器、电阻器等。

常见的薄膜沉积方法有物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。

PVD是通过蒸发或溅射的方式将材料沉积到晶圆上。

而CVD则是通过化学反应将气体中的材料沉积到晶圆上。

这些方法可以根据材料和要求选择合适的工艺。

总结起来,半导体的制备工艺涉及晶体生长、晶圆制备、掺杂和薄膜沉积等步骤。

这些步骤都需要严格控制各个参数,以确保半导体材料的质量和性能。

通过不断的研究和发展,半导体工艺的精确性和效率不断提高,为电子器件的制造提供了可靠的基础。

半导体主要生产工艺

半导体主要生产工艺

半导体主要生产工艺
半导体主要生产工艺包括:
晶圆制备:晶圆是半导体制造的基础,其质量直接影响到后续工艺的进行和最终产品的性能。

薄膜沉积:薄膜沉积技术是用于在半导体材料表面沉积薄膜的过程。

刻蚀与去胶:刻蚀是将半导体材料表面加工成所需结构的关键工艺。

离子注入:离子注入是将离子注入半导体材料中的关键工艺。

退火与回流:退火与回流是使半导体材料内部的原子或分子的运动速度减缓,使偏离平衡位置的原子或分子回到平衡位置的工艺。

金属化与互连:金属化与互连是利用金属材料制作导电线路,实现半导体器件间的电气连接的过程。

测试与封装:测试与封装是确保半导体器件的质量和可靠性的必要环节。

半导体的工艺的四个重要阶段是:
原料制作阶段:为制造半导体器件提供必要的原料。

单晶生长和晶圆的制造阶段:为制造半导体器件提供必要的晶圆。

集成电路晶圆的生产阶段:在制造好的晶圆上,通过一系列的工艺流程制造出集成电路。

集成电路的封装阶段:将制造好的集成电路封装起来,便于安装和使用。

半导体材料有以下种类:
元素半导体:在元素周期表的ⅢA族至IVA族分布着11种具有半导性的元素,其中C表示金刚石。

无机化合物半导体:分二元系、三元系、四元系等。

有机化合物半导体:是指以碳为主体的有机分子化合物。

非晶态与液态半导体。

半导体六大制造工艺流程

半导体六大制造工艺流程

半导体六大制造工艺流程
半导体制造通常涉及六大制造工艺流程,它们是晶体生长、晶
圆加工、器件加工、器件封装、测试和最终组装。

让我逐一详细解
释这些工艺流程。

首先是晶体生长。

在这一阶段,晶体生长炉中的硅原料被加热
至高温,然后通过化学反应使其结晶成为硅单晶棒。

这些单晶棒随
后被切割成薄片,即晶圆。

接下来是晶圆加工。

在这个阶段,晶圆表面被涂覆上光敏树脂,并通过光刻技术进行图案转移,然后进行腐蚀、沉积和离子注入等
步骤,以形成电路图案和器件结构。

第三个阶段是器件加工。

在这个阶段,晶圆上的器件结构被形成,包括晶体管、二极管和其他电子元件。

这一过程通常包括清洗、光刻、腐蚀、沉积和离子注入等步骤。

接下来是器件封装。

在这一阶段,芯片被封装在塑料或陶瓷封
装中,并连接到外部引脚。

这一过程旨在保护芯片并为其提供连接
到电路板的手段。

第五个阶段是测试。

在这一阶段,封装的芯片将被测试以确保
其功能正常。

这可能涉及电学测试、可靠性测试和其他类型的测试。

最后一个阶段是最终组装。

在这一阶段,封装的芯片被安装到
电路板上,并连接到其他组件,如电源、散热器等。

这一阶段也包
括整个产品的最终组装和包装。

总的来说,半导体制造的六大工艺流程涵盖了从原材料到最终
产品的整个生产过程,每个阶段都至关重要,对最终产品的质量和
性能都有着重要的影响。

半导体工艺介绍

半导体工艺介绍

半导体工艺介绍近年来,半导体行业蓬勃发展,半导体芯片应用广泛,涉及包括电子通讯、人工智能、工业自动化等领域。

半导体工艺作为半导体芯片制造的核心技术之一,扮演着至关重要的角色。

本文将介绍半导体工艺的基本概念、分类、制造流程、工艺优化等方面的内容。

一、基本概念半导体工艺是指对硅片进行掩膜、氧化、掺杂、沉积等一系列工艺步骤,使之具备制造芯片的基本条件。

半导体工艺技术是芯片制造的核心技术之一,其复杂性、精确性和高度自动化的特征也是半导体工艺技术区别于其他制造工艺的关键。

半导体工艺不仅涉及到微米级别的制造精度,也考虑到芯片的功耗、速度、成本等因素。

二、分类按照半导体工艺的技术流程,可以将其分为NMOS(负型金属氧化物半导体)工艺、PMOS(正型金属氧化物半导体)工艺、CMOS(互补型金属氧化物半导体)工艺、BiCMOS(双极型互补型金属氧化物半导体)工艺、SiGe(硅锗)工艺等多种类型。

其中,NMOS工艺是指在硅片表面形成一个极薄的金属氧化物层,再通过添加掺杂物的方式,使得硅片表面形成N型半导体区。

PMOS工艺则是借助于P型半导体区,形成电子的空穴。

CMOS工艺则是将NMOS和PMOS工艺相结合,形成一个互补型的电路。

BiCMOS工艺则是在CMOS工艺的基础上,加入双极型器件。

SiGe工艺则是通过在晶体硅表面沉积一定比例的锗(另一种半导体材料)来增加晶体硅的速度,提高芯片的性能。

三、制造流程从传统的工艺流程来看,半导体晶圆制造通常分为晶圆生长、晶圆切割、研磨、清洗、掩膜制备、曝光、开窗、准直、腐蚀、去掉掩膜,掺杂、沉积、退火、金属化、刻蚀、包封等多个环节。

以CMOS工艺为例,其主要生产过程包括沉积氧化物、制备掩膜、曝光和开窗、蚀刻、掺杂、金属化等环节。

首先,在晶圆表面沉积一层氧化物,形成氧化物层;接着,通过制备掩膜,筛选出需要进行加工的区域,并进行曝光和开窗处理,将需要掺杂的区域暴露在氧化物层的表面;随后,进行腐蚀和掺杂处理,将掺杂物注入半导体中,形成N或P型区域;再通过沉积金属等工艺,形成连接电路。

半导体基本工艺流程

半导体基本工艺流程

半导体基本工艺流程1.半导体晶圆制备:首先选择晶圆材料,通常是单晶硅。

然后进行切割、研磨和抛光等工艺步骤,将晶圆制备成特定尺寸和平整度的薄片。

2.清洗:晶圆表面存在杂质和有机物等污染物,需要进行严格的清洗。

使用化学溶液和超纯水等进行湿法清洗,去除晶圆表面的污染物。

3.氧化:在清洗之后,需要在晶圆表面形成一层氧化层,常用的方法是在高温下利用湿氧或者氧化氮等氧化剂进行氧化。

氧化层的厚度和类型决定了晶体管的电性能。

4. 光刻:光刻是一种利用光敏感的照片resist来形成图案的技术。

首先,在氧化层上涂覆一层光刻胶,然后通过光学投影将图案映射到光刻胶上。

接下来,将光刻胶进行曝光和显影,使其形成所需的图案。

5.腐蚀:使用特定的腐蚀气体或液体,根据光刻胶所保护的区域选择性地去除晶圆表面的材料。

这种腐蚀过程被称为湿法腐蚀,可以用于形成晶体管的源和漏极等结构。

6.沉积:沉积是在晶圆表面沉积一层材料。

常用的方法包括化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。

通过这个步骤,可以在需要的位置形成晶体管栅极和互连线等结构。

7.清洗和清除光刻胶:在完成沉积之后,需要对晶圆进行二次清洗,去除残留的污染物和光刻胶。

可以使用湿法清洗和气体化学清洗等方法。

8.热处理:晶圆中的沉积层需要通过高温热处理来改变其物理和化学性质。

在这个步骤中,晶圆通常处于特定的温度和气氛条件下。

9.陶瓷插片和封装:在基础晶圆上完成电子器件制造后,需要对其进行包装和封装,以便在使用中保护器件并提供电气连接。

这个步骤通常包括剪切、陶瓷插片、焊接和封装等工艺。

综上所述,半导体基本工艺流程包括晶圆制备、清洗、氧化、光刻、腐蚀、沉积、清洗和清除光刻胶、热处理以及陶瓷插片和封装等多个步骤。

每个步骤都需要高度精密和可重复的操作,以确保最终的器件质量和性能。

半导体八大工艺顺序

半导体八大工艺顺序

半导体八大工艺顺序引言半导体技术是现代电子工业的核心基础,它在信息科技、通讯、能源、医疗等领域均有广泛应用。

而半导体制造则是半导体技术的关键环节之一。

本文将深入探讨半导体制造的八大工艺顺序,分别是:晶圆加工、描画、掺杂、扩散、薄膜沉积、光刻、蚀刻和封装。

晶圆加工晶圆加工是半导体制造的第一步,它将单晶硅材料切割成薄片,并对其进行清洁和平坦化处理。

晶圆通常具有标准尺寸,如6英寸、8英寸或12英寸,以便于后续工艺的继续进行。

•清洁:首先,晶圆需要通过化学溶液进行清洗,以去除表面的杂质和污染物。

常用的清洁方法包括浸泡法和喷淋法。

•平坦化:清洁后的晶圆表面可能存在微小凹凸不平,为了使其表面光滑均匀,通常会使用机械或化学机械打磨,将其平坦化。

描画描画是在晶圆上绘制电路图案的过程。

这些图案通常通过光刻工艺实现,将光敏胶涂覆到晶圆表面,然后通过光刻曝光和显影,形成所需的图案。

•光敏胶涂覆:将光敏胶涂覆在晶圆表面,形成一层均匀的胶膜,以保证光刻图案的精度。

•光刻曝光:将光刻层覆盖的晶圆暴露在紫外线下,使用光刻掩模板进行光刻曝光。

掩模板上的精细图案通过光的聚焦,将其转移到晶圆上。

•显影:通过化学显影将未暴露于光的胶液部分溶解掉,并固化受光照射的部分,从而形成所需的图案。

掺杂是为了改变半导体材料的导电性能而进行的加工步骤。

掺杂通常是将一些杂质原子引入半导体晶体中,改变电子浓度和类型。

•清洁:在掺杂过程中,晶圆需要进行再次清洗,以去除掺杂之前形成的氧化层和其他污染物。

•掺杂:掺杂时,晶圆会被加热到高温,然后通过热扩散或离子注入的方式将杂质原子引入晶圆中。

掺杂的杂质原子种类和浓度可以根据所需的电子性质进行调控。

•固化:掺杂完成后,晶圆需要再次进行固化处理,以保证杂质原子的稳定性和均匀性。

扩散扩散是指将掺杂材料中的杂质原子通过加热使其在半导体材料中扩散并分布均匀。

扩散工艺可以改变半导体的导电性能和结构特性。

•清洁:与其他工艺步骤一样,晶圆需要清洗以去除杂质和污染物。

半导体主要工艺

半导体主要工艺

半导体主要工艺随着科技的不断发展,半导体技术在现代电子领域中扮演着重要的角色。

半导体主要工艺是指将半导体材料制备成器件的一系列工艺过程。

本文将从半导体材料的制备、器件的加工和封装三个方面介绍半导体主要工艺。

一、半导体材料的制备半导体材料是制备半导体器件的基础,常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。

制备半导体材料的主要工艺包括单晶生长、外延生长和薄膜沉积。

单晶生长是指通过熔融和凝固的过程,在半导体材料中形成大尺寸的单晶。

常见的单晶生长方法有Czochralski法和Bridgman法。

Czochralski法是将纯净的半导体材料加热至熔点,然后将单晶种子慢慢拉出,通过凝固形成大尺寸的单晶。

Bridgman法是将半导体材料加热至熔点,然后缓慢降温,使熔体凝固成单晶。

外延生长是在单晶基片上生长一层与基片具有相同晶格结构的薄膜。

外延生长主要有分子束外延和金属有机气相外延两种方法。

分子束外延是通过加热源产生的高能量粒子束将半导体材料的分子沉积在基片上。

金属有机气相外延则是通过将金属有机化合物和气相反应,使半导体材料沉积在基片上。

薄膜沉积是将半导体材料沉积在基片上形成薄膜。

常见的薄膜沉积方法有物理气相沉积和化学气相沉积。

物理气相沉积是通过将蒸发的半导体材料沉积在基片上形成薄膜。

化学气相沉积则是通过在基片上反应生成半导体材料的气相化合物,使其沉积在基片上。

二、半导体器件的加工半导体器件的加工是指将半导体材料加工成具有特定功能的器件。

常见的半导体器件有晶体管、二极管和集成电路。

晶体管是一种能够放大和控制电流的器件,它由三个或更多区域的半导体材料组成。

制备晶体管的主要工艺包括扩散、腐蚀和光刻。

扩散是将掺杂物通过高温扩散的方法引入半导体材料中,形成具有特定导电性的区域。

腐蚀是通过化学腐蚀的方法将半导体材料的一部分去除,形成所需的结构。

光刻是利用光敏胶和光刻机将光图案转移到半导体材料上,形成所需的结构。

二极管是一种只允许电流单向通过的器件,它由正负两个区域的半导体材料组成。

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• 11。长PSG(磷硅玻璃)。
PSG N+ PN-Si
N+
P+
P+
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
• 12。光刻Ⅷ---引线孔光刻。
PSG N+ PN-Si
N+
P+
P+
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
• 13。光刻Ⅸ---引线孔光刻(反刻AL)。
PSG
S
VDD
D
N+-BL
P-SUB 去SiO2—氧化--涂胶—烘烤---掩膜(曝光)---显影---坚膜 —蚀刻—清洗—去膜—清洗—扩散
第五次光刻—引线接触孔

SiO2 P
N+-BL
P+
N-epi P+ N-epi
P N+
N+-BL
P+
P-SUB
去SiO2—氧化--涂胶—烘烤---掩膜(曝光)---显影---坚膜 —蚀刻—清洗—去膜—清洗
• 9。光ⅤI---P+区光刻,P+区注入。形成 PMOS管的源、漏区及P+保护环。
B+
PN-Si
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
• 10。光Ⅶ---N管场区光刻,N管场区注入, 形成NMOS的源、漏区及N+保护环。
As 光刻胶
PN-Si
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
NH4OH:H2O2:H2O= 溶液槽 1:1:1.5 HCl:H2O2:H2O =1:1:5
溶液槽
去离子水
溶液槽
光 学 显 影
光学显影是在感光胶上经过曝光和显影的程序, 把光罩上的图形转换到感光胶下面的薄膜层 或硅晶上。光学显影主要包含了感光胶涂布、 烘烤、光罩对准、 曝光和显影等程序。 关键技术参数:最小可分辨图形尺寸Lmin(nm) 聚焦深度DOF 曝光方式:紫外线、X射线、电子束、极紫外
N+ N+ PN-Si
P+
P+ IN
P
OUT D
N S
集成电路中电阻1
基区扩散电阻
SiO2 P+ P N-epi N+-BL R+ RVCC N+ AL P+ P-SUB
集成电路中电阻2
发射区扩散电阻
SiO2 P+ N+ N-epi N+-BL P-SUB R R P+
集成电路中电阻3
基区沟道电阻
基区扩散 再分布及氧化 发射区光刻 背面掺金 发射区扩散
铝合金 反刻铝 铝淀积
接触孔光刻
再分布及氧化
淀积钝化层
压焊块光刻
中测
横向晶体管刨面图
B C E P N P P P+
P+
PNP
纵向晶体管刨面图
C B P N P E N+ C B N E p+
NPN
PNP
NPN晶体管刨面图
SiO2 B E N+ C AL
SiO2 P+ P
R
N+
R P+
N-epi N+-BL P-SUB
集成电路中电阻4
外延层电阻
N+ P N-epi P-SUB
SiO2 P+
R
R P+
集成电路中电阻5
MOS中多晶硅电阻
多晶硅
SiO2
氧化层
Si
其它:MOS管电阻
集成电路中电容1
ASiO2 P+ N+E N+-BL P+-I N B+ AP+ Cjs P-SUB B+
半 导体元件制造过程
前段( End) 前段(Front End)制程---前工序 晶圆处理制程( 晶圆处理制程(Wafer Fabrication; ; 简称 Wafer Fab) )
典型的PN结隔离的掺金TTL电路工艺流程
衬底制备 一次氧化 隐埋层光刻 隐埋层扩散 外延淀积
基区光刻
再氧化
隔离扩散 隔离光刻 热氧化
发射区扩散层—隔离层—隐埋层扩散层PN电容
集成电路中电容2
N+
MOS电容
SiO2 P+
AL N+ N-epi P-SUB P+
Al
所用之矽晶片,狀似圓 形,故稱晶圓。材料是「矽」, IC (Integrated Circuit)厂用的矽晶片即 為矽晶體,因為整片的矽晶片是單一完整的晶 體,故又稱為單晶體。但在整體固態晶體內, 眾多小晶體的方向不相,則為复晶體(或多晶 體)。生成單晶體或多晶體与晶體生長時的溫 度,速率与雜質都有關系。
半导体制造工艺流程
半导体相关知识
• 本征材料:纯硅 9-10个9 250000Ω.cm • N型硅: 掺入V族元素--磷P、砷As、锑 Sb • P型硅: 掺入 III族元素—镓Ga、硼B • PN结:
- - ++ P - - + N - - ++
半 导体元件制造过程可分为
• 前段(Front End)制程 前段( ) 晶圆处理制程( 晶圆处理制程(Wafer Fabrication;简称 ; Wafer Fab)、 )、 晶圆针测制程( 晶圆针测制程(Wafer Probe); ); • 後段(Back End) 後段( ) 构装( 构装(Packaging)、 )、 测试制程( 测试制程(Initial Test and Final Test) )
半导体制造环境要求
• 主要污染源:微尘颗粒、中金属离子、有 机物残留物和钠离子等轻金属例子。 • 超净间:洁净等级主要由 微尘颗粒数/m3 0.1um I级 35 10 级 350 100级 NA 1000级 NA 0.2um 0.3um 0.5um 7.5 3 1 75 30 10 750 300 100 NA NA 1000 5.0um NA NA NA 7
一、晶圆处理制程
• 晶圆处理制程之主要工作为在矽晶圆上制作电路与 电子元件(如电晶体、电容体、逻辑闸等),为上 述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程 , 以微处理器(Microprocessor)为例,其所需处理 步骤可达数百道,而其所需加工机台先进且昂贵, 动辄数千万一台,其所需制造环境为为一温度、湿 度与 含尘(Particle)均需控制的无尘室(CleanRoom),虽然详细的处理程序是随著产品种类与所 使用的技术有关;不过其基本处理步骤通常是晶圆 先经过适 当的清洗(Cleaning)之後,接著进行氧 化(Oxidation)及沈积,最後进行微影、蚀刻及离 子植入等反覆步骤,以完成晶圆上电路的加工与制 作。
第一次光刻—N+埋层扩散孔
• 1。减小集电极串联电阻 • 2。减小寄生PNP管的影响
要求: 1。 杂质固浓度大 2。高温时在Si中的扩散系数小, 以减小上推 3。 与衬底晶格匹配好,以减小应力 SiO2 N+-BL P-SUB
涂胶—烘烤---掩膜(曝光)---显影---坚膜—蚀刻—清洗 —去膜--清洗—N+扩散(P)
PN-Si
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
• 7。光Ⅳ---p管场区光刻,p管场区注入, 调节PMOS管的开启电压,生长多晶硅。
B+
PN-Si
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
• 8。光Ⅴ---多晶硅光刻,形成多晶硅栅及 多晶硅电阻
多晶硅
PN-Si
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
• 1。光刻I---阱区光刻,刻出阱区注入孔
SiO2
N-Si
N-Si
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
• 2。阱区注入及推进,形成阱区
PN-Si
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
• 3。去除SiO2,长薄氧,长Si3N4
PN-Si
Si3N4
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
二、晶圆针测制程
• 经过Wafer Fab之制程後,晶圆上即形成 一格格的小格 ,我们称之为晶方或是晶粒 (Die),在一般情形下,同一片晶圆上 皆制作相同的晶片,但是也有可能在同一 片晶圆 上制作不同规格的产品;这些晶圆 必须通过晶片允收测试,晶粒将会一一经 过针测(Probe)仪器以测试其电气特性, 而不合格的的晶粒将会被标上记号(Ink Dot),此程序即 称之为晶圆针测制程 (Wafer Probe)。然後晶圆将依晶粒 为单位分割成一粒粒独立的晶粒
SiO2 N-epi P+ N-epi P+
N+-BL N+-BL
P+
P-SUB
涂胶—烘烤---掩膜(曝光)---显影---坚膜—蚀刻—清洗 —去膜--清洗—P+扩散(B)
第三次光刻—P型基区扩散孔
决定NPN管的基区扩散位置范围 SiO2 P P+
N+-BL
P P+ N-epi
N+-BL
P+
P-SUB
去SiO2—氧化--涂胶—烘烤---掩膜(曝光)---显影---坚膜 —蚀刻—清洗—去膜—清洗—基区扩散(B)
第四次光刻—N+发射区扩散孔
• 集电极和N型电阻的接触孔,以及外延层的反偏孔。 • Al—N-Si 欧姆接触:ND≥1019cm-3,
N+ P P+
N+-BL
SiO2 P+
P+
P N-epi
第六次光刻—金属化内连线:反刻铝

AL
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