半导体技术-晶圆制备

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半导体制造工艺范文

半导体制造工艺范文

半导体制造工艺范文1.晶圆制备:晶圆是制造半导体器件的基础。

可通过切割单晶硅棒或者熔融硅制备。

制备好的晶圆表面需要经过化学机械抛光,使其表面光滑。

2.掩膜制备:掩膜是指将特定模式转移到晶圆表面的层。

通过光刻技术,在掩膜层上照射紫外线光束,使其形成特定模式。

常用掩膜材料有光刻胶。

3.刻蚀:刻蚀是通过化学或物理的方式去除掩膜层以外的材料,形成所需的结构。

常用的刻蚀方法有湿刻蚀和干刻蚀。

湿刻蚀使用化学溶液去除非掩膜区域的材料,干刻蚀则使用离子轰击或者等离子体气体去除材料。

4.离子注入:离子注入是指向掺杂原子加速并注入到晶圆内部,改变其电学性质。

通过掩膜层上开口处的掺杂窗口进行注入,常用的离子有硼、磷等。

5.扩散:扩散是将注入到晶圆内的掺杂原子在高温下扩散扩展,形成特定的杂质浓度分布。

扩散可以使半导体材料的电学性能得到改善。

通常在氮气或者氢气气氛中进行。

6.金属沉积:金属沉积是将金属材料沉积在晶圆表面,用于电极、导线等器件的制作。

通过化学气相沉积或者物理气相沉积等方法进行。

7.封装:封装是将制造好的芯片装配到封装材料中,制作成可使用的半导体器件。

常用的封装方法有芯片焊接在载体上并用封装材料覆盖,然后进行焊接。

此外,半导体制造工艺还包括成品测试和质量控制等环节。

成品测试是指对制造好的半导体器件进行功能性、电学性能等方面的测试,以验证其质量和性能是否达到要求。

质量控制是指在制造过程中对各个步骤进行监控和调整,以确保最终的产品达到规定的质量标准。

总结而言,半导体制造工艺是一个复杂严谨的过程,需要精确的控制和高精度的设备支持。

只有通过严格的工艺流程和质量控制,才能制备出性能稳定可靠的半导体器件。

这些器件广泛应用于电子、通信、计算机等领域,对现代社会的发展具有重要作用。

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。

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。

半导体主要工艺段

半导体主要工艺段

半导体主要工艺段半导体是现代电子工业中最重要的材料之一,广泛应用于集成电路、光电元件、功率器件等领域。

半导体的制造过程主要包括六个工艺段,分别是晶圆制备、掩膜制备、光刻、离子注入、沉积和蚀刻、封装测试。

一、晶圆制备晶圆制备是半导体工艺的第一步,其质量直接影响到后续工艺的成功与否。

晶圆制备主要包括单晶生长、晶圆切割和抛光。

单晶生长是通过在高温高压的环境下,将高纯度的半导体材料晶种放入溶液中,使其快速生长形成单晶。

然后,将单晶材料切割成薄片,再进行抛光,得到平整的晶圆。

二、掩膜制备掩膜制备是指在晶圆上涂覆一层光刻胶,并使用掩膜将光刻胶部分遮挡,形成所需的图形。

掩膜制备主要包括清洗晶圆、涂覆光刻胶、预烘烤和烘烤等步骤。

清洗晶圆是为了去除晶圆表面的杂质,以保证光刻胶的附着性。

三、光刻光刻是利用光刻胶的光敏特性,通过曝光和显影的过程,将掩膜上的图形传输到晶圆表面的工艺。

光刻主要包括对掩膜和晶圆进行对位、曝光、显影和后处理等步骤。

对位是将掩膜与晶圆进行对准,确保曝光的准确性。

曝光是使用紫外线照射光刻胶,使其在受光部分发生化学反应。

显影是通过溶剂将未曝光的光刻胶溶解掉,形成所需的图形。

四、离子注入离子注入是将掺杂物注入到半导体材料中,改变其导电性能的工艺。

离子注入主要包括对晶圆进行清洗、对位、注入和退火等步骤。

清洗晶圆是为了去除晶圆表面的杂质,以保证注入的准确性。

对位是将掩膜与晶圆进行对准,确保注入的位置准确。

注入是将掺杂物以高速注入到晶圆中。

退火是通过高温处理,使掺杂物在晶格中扩散,形成所需的电学性能。

五、沉积和蚀刻沉积和蚀刻是半导体工艺中常用的两个步骤,用于制备薄膜和图形的定义。

沉积是将材料以气体或溶液的形式沉积在晶圆表面上,形成所需的薄膜。

常见的沉积方法有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。

蚀刻是利用化学反应或物理作用,将晶圆表面的材料部分去除,形成所需的图形。

常见的蚀刻方法有湿法蚀刻和干法蚀刻。

半导体相关技术及流程

半导体相关技术及流程

半导体相关技术及流程半导体技术是一种用于制造各种电子设备的技术,包括芯片制造、半导体设备制造和半导体材料制造等方面。

它涉及到多个工序和流程,下面将介绍一些常见的半导体制造技术及其流程。

1.半导体材料制备:半导体材料制备是制造半导体器件的第一步。

常用的材料包括硅(Si)、镓(Ga)、砷(As)等。

制备半导体材料的方法有多种,其中最常见的是气相沉积和溅射。

气相沉积是通过在高温高压环境下,将气体中的半导体元素与基底材料表面进行化学反应,使得半导体材料沉积在基底上。

而溅射是通过将半导体材料置于电磁场中,利用离子轰击使得半导体材料从靶材表面脱落并沉积在基底上。

2.半导体晶圆制造:半导体晶圆制造是通过将半导体材料切割成薄片,并进行清洗和化学机械抛光等工艺,制备出用于芯片制造的晶圆。

3.芯片制造:芯片制造是将晶圆上一层层薄膜和电路图案化,形成集成电路的过程。

常见的芯片制造技术包括光刻、薄膜沉积和离子注入等。

光刻是将光刻胶涂覆在晶圆表面,然后使用光刻机将电路图案映射到光刻胶上,再通过化学处理将电路图案转移到晶圆上。

薄膜沉积则是使用化学气相沉积或物理气相沉积等方法,在晶圆上形成需要的薄膜层。

离子注入是将高能粒子以离子的形式注入晶圆内部,改变晶圆的电性质。

4.电路制造及封装:在芯片制造完成后,还需要对芯片进行电路制造和封装。

电路制造是将芯片上的金属线进行连线,连接芯片上的各个电路元件。

封装则是将芯片封装在塑料或金属封装体内,以保护芯片并提供连接外部设备的接口。

在电路制造过程中,常用的技术包括电镀、蚀刻和切割等。

电镀是在芯片表面制造金属线,通过电解沉积金属材料形成连线。

蚀刻则是利用化学腐蚀或物理腐蚀的方法,去除不需要的金属材料。

而切割则是将多个芯片之间切割开,形成单独的芯片。

半导体制造是一项复杂的工艺,涉及多个步骤和流程。

以上只是一些常见的半导体制造技术及流程的简要介绍,实际的半导体制造过程还有很多细节和复杂性需要考虑。

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。

半导体技术的流程与发展

半导体技术的流程与发展

半导体技术的流程与发展一、半导体技术的流程半导体技术的流程一般包括晶圆制备、光刻、蚀刻、沉积、清洗、检测等过程。

先将晶片切成薄片,然后通过掺杂、扩散、氧化等工艺将各种物质掺入晶片中,形成各种不同的性质和结构的半导体器件。

1. 晶圆制备晶圆制备是半导体技术流程的第一步,也是十分重要的一步。

晶片是由硅石开采出来的单晶块,直径一般为8英寸,也有更大的12英寸、14英寸等。

晶片切割成薄片后,会将表面各种杂质清除,然后进行抛光。

2. 光刻光刻是一种通过光线传导来处理半导体芯片的技术。

通过将芯片涂上一层光刻胶,进行曝光和显影,从而形成一层图案,使半导体芯片达到制定的要求。

3. 蚀刻蚀刻是通过在芯片表面和其上覆盖的层上重复び加和除去的过程来形成电路。

蚀刻的方法一般是通过将气体或者液体化学品喷向被处理的半导体芯片表面或者其上覆盖的一层,以便去除或者添加一层。

4. 沉积沉积是为了得到所需的条件将某种材料在晶圆表面上凝结成薄膜的过程。

沉积方法有化学气相沉积、物理气相沉积、化学液相沉积等。

5. 清洗清洗是将制造过程中留下来的残留物质和杂质清除,以保证半导体器件的质量和可靠性。

多种清洗方法都包括无菌蒸馏水和有机溶剂。

6. 检测检测是最后的关键步骤,主要通过电子显微镜、X射线、紫外光谱法、原子力显微镜等手段来检测半导体器件是否符合质量标准。

二、半导体技术的发展随着信息技术的发展,半导体技术得到了广泛应用,发展也不断加快。

以下是半导体技术的一些发展趋势。

1. 集成电路制造技术的发展随着人们对更高性能图形和更轻薄的设备需求的不断增加,半导体芯片的制造技术发展越来越快,集成电路的制造技术越来越成熟,可以大大提高芯片的性能。

2. 半导体芯片节能技术的逐步完善随着节能理念的不断提高,半导体芯片节能技术也在不断完善。

比如,采用低功耗设计、为芯片提供定量的电源供应。

目前半导体芯片的技术越来越靠近极限,提供更高的性能和更低功耗可以说是未来的一个目标。

半导体芯片生产工艺流程

半导体芯片生产工艺流程

半导体芯片生产工艺流程第一步:晶圆制备晶圆是半导体芯片的基板,通常由硅材料制成。

晶圆的制备包括以下步骤:1.片源选取:从整片的硅材料中选取出纯度较高的区域,作为晶圆的片源。

2.切割:将选定的片源切割成薄片,通常每片厚度约为0.7毫米。

3.扩散:在晶圆表面通过高温扩散将杂质元素掺入硅材料中,以改变硅的导电性能。

4.清洗:使用化学方法对晶圆进行清洗,以去除表面的杂质和污染物。

第二步:芯片制造在晶圆上制造半导体芯片的过程称为前向工艺,包括以下主要步骤:1.硅酸化:在晶圆表面涂覆一层薄的二氧化硅(SiO2)膜,用于保护晶圆表面和隔离电路部件。

2.光刻:通过将光线投射到晶圆上,将设计好的电路图案转移到光刻胶上,形成掩膜图案。

3.电离注入:使用高能离子注入设备将杂质元素注入到晶圆中,以改变硅的特性,形成PN结等半导体电路元件。

4.氧化:将晶圆加热至高温,并与氧气反应,使表面生成二氧化硅(SiO2)绝缘层,用于隔离电路元件。

5.金属沉积:通过物理或化学方法在晶圆上沉积金属层,用于形成电路的导线和连接。

6.蚀刻:使用化学溶液腐蚀晶圆表面的非金属部分,以形成电路图案。

7.清洗和检测:对制造好的芯片进行清洗和检测,以排除可能存在的缺陷和故障。

第三步:封装测试芯片制造完成后,需要进行封装和测试,以形成最终的可供使用的芯片产品。

封装测试的主要步骤包括:1.封装:将制造好的芯片放置在塑料或陶瓷封装体中,并使用焊接或线缝将芯片与封装体连接起来。

2.金线键合:使用金线将芯片的引脚与封装体上的引脚连接起来,以形成电路的连接。

3.制卡:将封装好的芯片焊接到载板上,形成芯片模块。

4.测试:对封装好的芯片进行功能测试、可靠性测试和性能测试,以确保芯片的质量和性能达到设计要求。

5.修补和排序:对测试后出现的故障芯片进行修补或淘汰,将合格芯片分组进行分类和排序。

以上就是半导体芯片生产工艺流程的主要步骤,每个步骤都需要精密的设备和技术来完成。

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。

晶圆制造工序

晶圆制造工序

晶圆制造工序晶圆制造是半导体工业中最关键的工序之一,它是把硅材料制备成具有特定电子性能的晶圆。

晶圆制造工序涉及到多个步骤,包括材料准备、晶体生长、晶圆切割和研磨、掺杂和扩散、薄膜沉积、光刻、蚀刻、清洗等。

材料准备是晶圆制造的起点。

通常采用的是高纯度的硅材料,经过多道工序加工而成。

这些工序包括精炼、溶解、结晶和纯化等步骤,以确保材料的高纯度和均质性。

接下来是晶体生长的工序。

晶体生长是将高纯度的硅材料转化为晶体的过程。

常用的晶体生长方法包括Czochralski法和区域熔融法。

Czochralski法是将硅熔体逐渐冷却,形成单晶硅棒。

区域熔融法则是将硅粉末加热,通过液相和气相的相互作用产生晶体。

晶圆切割和研磨是将硅棒切割成薄片的工序。

首先,硅棒经过切割机切成薄片,然后通过研磨机将其加工成具有特定规格尺寸的晶圆。

这个过程需要高精度的设备和技术,以确保切割和研磨的精度和质量。

掺杂和扩散是将掺杂剂引入晶圆内部的工序。

掺杂剂可以改变硅材料的电子性能,使其具有导电或绝缘的特性。

这个过程需要使用高温和特定气氛条件下的扩散炉进行。

薄膜沉积是将各种功能性材料沉积在晶圆表面的工序。

常用的薄膜沉积方法有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。

通过薄膜沉积,可以制备出多种不同的功能层,如金属导线、绝缘层和电子器件的材料。

光刻是将光敏胶涂覆在晶圆上,并使用光刻机将图案转移到胶层上的工序。

通过光刻,可以制备出微米或亚微米级别的结构,如晶体管和电容器。

光刻需要高精度的设备和复杂的工艺步骤,以确保图案的精度和分辨率。

蚀刻是将晶圆上不需要的材料去除的工序。

通过在特定条件下使用化学液体或等离子体,可以将多余的材料蚀刻掉,形成所需的结构和器件。

最后是清洗工序。

清洗是将晶圆表面的杂质和残留物去除的工序。

通过使用酸、碱和溶剂等清洗剂,可以将晶圆表面的污染物清洗干净,以确保晶圆的质量和性能。

晶圆制造工序是半导体工业中至关重要的环节,它直接影响到半导体器件的性能和品质。

半导体晶圆的制备

半导体晶圆的制备

半导体晶圆的制备一、半导体硅制备半导体器件和电路在半导体材料晶圆的表层形成,半导体材料通常是硅。

这些晶圆的杂质含量必须非常低,必须掺杂到指定的电阻率水平,必须是指定的晶体结构,必须是光学的平面,并达到许多机械及清洁度的规格要求。

制造集成电路级硅晶圆分4个阶段进行:1)矿石到高纯气体的转变;2)气体到多晶的转变;3)多晶到多晶、掺杂晶棒的转变;4)晶棒到晶圆的制备。

半导体制造的第一个阶段是从泥土里选取和提纯半导体材料的原料,提纯从化学反应开始。

对于硅,化学反应是从矿石到硅化物气体,例如四氯化硅或三氯硅烷。

杂质,例如其他金属,留在矿石残渣里。

硅化物再和氢反应(见图2)生成半导体级的硅。

这样的硅的纯度达99.9999999%,是地球上最纯的物质之一,它有一种称为多晶或多晶硅(polysilicon)的晶体结构。

图2氢气还原三氯硅烷二、晶体材料材料中原子的组织结构是导致材料不同的一种方式。

有些材料,例如硅和锗,原子在整个材料里重复排列成非常固定的结构,这种材料称为晶体(crystal)。

原子没有固定的周期性排列的材料称为非晶体或无定形(amorphous),塑料就是无定形材料的例子。

1)晶胞对于晶体材料实际上可能有两个级别的原子组织结构。

第一个是单个原子的组织结构,晶体里的原子排列为晶胞(unitcell)结构。

晶胞是晶体结构的第一个级别,在晶体里到处重复。

另一个涉及晶胞结构的术语是晶格(lattice)。

晶体材料具有特定的晶格结构,并且原子位于晶格结构的特定点。

在晶胞里原子的数量、相对位置及原子间的结合能会引发材料的许多特性。

每个晶体材料具有独一无二的晶胞。

硅晶胞具有16个原子排列成金刚石结构(见图3),砷化稼晶体具有18个原子的晶胞结构称为闪锌矿结构(见图4)"图3硅晶胞图图4砷化锌晶体结构2)多晶和单晶晶体结构的第二个级别和晶胞的构成有关。

在本征半导体中,晶胞间不是规则排列的。

这种情形和方糖杂乱无彰也堆起来很相似,每块方糖代表一个晶胞。

半导体芯片制造技术晶圆制备课件

半导体芯片制造技术晶圆制备课件

4.氧含量
控制硅锭中的氧含量水平的均匀性是非常重要 的,而且随着更大的直径尺寸,难度也越来越大。 少量的氧能起到俘获中心的作用,它能束缚硅中的 沾染物。然而,硅锭中过量的氧会影响硅的机械和 电学特性。例如,氧会导致P-N结漏电流的增加,也 会增大MOS器件的漏电流。
硅中的氧含量是通过横断面来检测的,即对硅 晶体结构进行成分的分析。一片有代表性的硅被放 在环氧材料的罐里,然后研磨并抛平使其露出固体 颗粒结构。用化学腐蚀剂使要识别的特定元素发亮 或发暗。样品准备好后,使用透射电镜(TEM)描述 晶体的结构,目前硅片中的氧含量被控制在24到 33ppm。
一旦晶体在切割块上定好晶向,就沿着轴滚磨出 一个参考面,如图4-4所示。
图4-4定位面研磨
图4-5 硅片的类型标志
四、切片
单晶硅在切片时,硅片的厚度,晶向,翘曲度和 平行度是关键参数,需要严格控制。晶片切片的要求 是:厚度符合要求;平整度和弯曲度要小,无缺损, 无裂缝,刀痕浅。
单晶硅切成硅片,通常采用内圆切片机或线切片 机。
图4-18 硅片变形
2.平整度
平整度是硅片最主要的参数之一,主要是因为 光刻工艺对局部位置的平整度是非常敏感的。硅片 平整度是指在通过硅片的直线上的厚度变化。它是 通过硅片的上表面和一个规定参考面的距离得到的。 对一个硅片来说,如果它被完全平坦地放置,参考 面在理论上就是绝对平坦的背面,比如利用真空压 力把它拉到一个清洁平坦的面上,如图4-19所示, 平整度可以规定为硅片上一个特定点周围的局部平 整度,也可以规定为整体平整度,它是在硅片表面 的固定质量面积(FQA)上整个硅片的平整度。固定 质量面积不包括硅片表面周边的无用区域。测量大 面积的平整度要比小面积难控制。
然而,晶圆具有的一个特性却限制了生产商随 意增加晶圆的尺寸,那就是在芯片生产过程中,离 晶圆中心越远就越容易出现坏点,因此从晶圆中心 向外扩展,坏点数呈上升趋势。另外更大直径晶圆 对于单晶棒生长以及芯片制造保持良好的工艺控制 都提出了更高的要求,这样我们就无法随心所欲地 增大晶圆尺寸。

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。

半导体制作流程

半导体制作流程

半导体制作流程一、引言半导体是一种具有特殊导电性能的材料,广泛应用于电子器件和集成电路中。

半导体制作流程是指将原始材料转化为成品半导体器件的一系列工艺步骤。

本文将介绍常见的半导体制作流程,包括晶体生长、晶圆制备、掩膜光刻、腐蚀、沉积、刻蚀、清洗等环节。

二、晶体生长半导体器件的基础是晶体,晶体生长是半导体制作的第一步。

晶体生长主要有两种方法:Czochralski法和分子束外延法。

Czochralski法是通过将原料溶解在熔融的溶剂中,然后逐渐降温使晶体生长。

分子束外延法则是利用分子束沉积原理,将原子逐层沉积在衬底上,形成晶体。

三、晶圆制备晶圆是半导体制作过程中的基础材料,一般采用硅材料制成。

晶圆制备包括切割、抛光和清洗等步骤。

首先,将晶体锯成薄片,然后通过机械抛光和化学机械抛光等方法将薄片抛光成规定厚度的圆片。

最后,对晶圆进行清洗,去除表面污染物。

四、掩膜光刻掩膜光刻是半导体制作中的关键步骤之一,用于制作半导体器件的芯片图案。

掩膜光刻主要包括制作掩膜、涂覆光刻胶、曝光和显影等步骤。

首先,制作掩膜,即将芯片图案转移到光刻胶上。

然后,将光刻胶均匀涂覆在晶圆表面。

接着,通过光刻机对光刻胶进行曝光,使其固化形成芯片图案。

最后,通过显影将未固化的光刻胶去除,形成芯片的图案。

五、腐蚀腐蚀是半导体制作中的重要工艺,用于去除不需要的材料。

腐蚀分为湿腐蚀和干腐蚀两种。

湿腐蚀是利用酸性或碱性溶液对晶圆表面进行腐蚀,去除多余材料。

干腐蚀则是利用化学气相沉积的方法,在特定温度和气氛下,使晶圆表面发生化学反应,并去除不需要的材料。

六、沉积沉积是半导体制作中的重要工艺,用于在晶圆表面沉积新的材料。

常见的沉积方法有化学气相沉积和物理气相沉积。

化学气相沉积是通过将气体反应在晶圆表面,使新材料沉积。

物理气相沉积则是通过蒸发、溅射等物理方法将材料沉积在晶圆表面。

七、刻蚀刻蚀是半导体制作中的重要工艺,用于去除不需要的材料。

刻蚀分为湿刻蚀和干刻蚀两种。

半导体工艺流程简介

半导体工艺流程简介

半导体工艺流程简介半导体工艺流程是指通过一系列的工艺步骤来制造半导体器件的过程。

下面将简单介绍一下半导体工艺流程的主要步骤。

首先是晶圆制备。

晶圆是半导体器件的基础材料,常用的晶圆材料有硅、蓝宝石等。

晶圆制备包括选择适当的原料、生长晶体、切割、研磨和抛光等步骤,最终得到薄平整的晶圆。

接下来是沉积步骤。

沉积是在晶圆表面上生长薄膜的过程,常用的沉积方法有化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等。

通过沉积不同性质的薄膜,可以实现不同的功能,如隔离层、电极层等。

然后是光刻步骤。

光刻是使用光刻胶和激光曝光系统,通过曝光和显影的过程,将芯片设计图案转移到晶圆表面的技术。

光刻技术的精度和稳定性对器件的性能和可靠性有很大影响。

紧随其后的是蚀刻步骤。

蚀刻是使用化学气相或湿法蚀刻剂将不需要的材料从晶圆表面去除的过程。

通过蚀刻步骤可以形成不同的孔洞、凹槽和结构,为后续的步骤提供必要的模板。

在完成蚀刻后,接下来是清洗步骤。

清洗是为了将在前面步骤产生的残留杂质和蚀刻剂从晶圆表面去除,保证器件的纯净度和良好的可靠性。

清洗中常用的化学溶液有酸碱氧化剂等。

最后是制程步骤。

制程是根据芯片的具体设计要求,进行电极连接、烧结、工艺扩张等一系列加工工艺的过程。

通过制程步骤可以完成具体器件的加工和封装,以及相关测试和包装处理。

总之,半导体工艺流程是一个非常复杂的过程,涉及到多个步骤和材料的选择。

通过合理的工艺流程,可以制备出高品质的半导体器件,满足不同领域的应用需求。

随着科技的不断进步,半导体工艺流程也在不断改进和优化,以提高器件的性能和可靠性。

半导体生产技术从晶圆制备到封装测试的全过程

半导体生产技术从晶圆制备到封装测试的全过程

半导体生产技术从晶圆制备到封装测试的全过程半导体产业是当今信息技术的核心和驱动力之一。

在电子设备中,几乎所有的芯片都是通过半导体生产技术制造而成的。

半导体生产技术从晶圆制备到封装测试,经历了一系列复杂的工艺流程,本文将对其全过程进行详细介绍。

一、晶圆制备晶圆制备是半导体生产技术的第一步,也是整个生产流程中的核心环节之一。

晶圆是一种具有高纯度的硅材料,制备晶圆需要经过以下几个步骤:1. 衬底准备:衬底是晶圆的基础材料,常用的材料是硅。

在制备晶圆之前,需要对衬底进行清洗和化学处理,以确保其表面的纯净度和平整度。

2. 晶体生长:晶体生长是指将衬底材料通过化学反应或物理沉积的方法制成高纯度的硅晶体。

常用的晶体生长方法包括气相沉积法、液相生长法和溅射法等。

3. 切割晶圆:经过晶体生长后的硅块被切割成薄片,即晶圆。

晶圆的厚度和直径可以根据具体需求进行调整。

二、晶圆加工晶圆加工是指对晶圆进行一系列的工艺处理,以形成电子器件的结构和功能。

晶圆加工主要包括以下几个步骤:1. 清洗和去膜:晶圆在加工之前需要进行清洗,以去除表面的杂质和污染物。

同时,一些表面氧化层也需要去除,以提高器件的性能。

2. 氧化和沉积:晶圆的表面经过氧化或沉积处理,形成一层薄膜。

这些薄膜可以用于控制电子器件的电流、电压和介电性能等。

3. 光刻和蚀刻:光刻是指通过光源照射,将芯片设计图案转移到晶圆表面的技术。

而蚀刻则是使用化学物质去除晶圆表面的材料,形成电子器件的结构。

4. 渗透和离子注入:渗透是指将掺杂物质通过高温处理,使之渗入晶圆表面。

而离子注入则是通过离子轰击的方式,将离子注入晶圆内部,改变其导电性能。

5. 金属化和封装:晶圆经过金属化处理,以形成电子器件的引脚和电路连接。

然后,通过封装技术将晶圆封装成芯片。

三、封装测试封装测试是半导体生产技术的最后一步,也是确保电子器件质量和性能的重要环节。

封装测试主要包括以下几个步骤:1. 封装工艺:将芯片放置在塑料或陶瓷封装体中,并使用焊接或粘接技术将引脚与芯片连接起来。

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晶圆制备硅是一种灰色、易碎、四价的非金属化学元素。

地壳成分中27.8%是硅元素构成的,其次是氧元素,硅是自然界中最丰富的元素。

在石英、玛瑙、燧石和普通的滩石中就可以发现硅元素。

硅是建筑材料水泥、砖、和玻璃中的主要成分,也是大多数半导体和微电子芯片的主要原料。

有意思的是,硅自身的导电性并不是很好。

然而,可以通过添加适当的搀杂剂来精确控制它的电阻率。

半导体硅制备半导体器件和电路在半导体材料晶圆的表层形成,半导体材料通常是硅。

这些晶圆的杂质含量水平必须非常低,必须掺杂到指定的电阻率水平,必须是指定的晶体结构,必须是光学的平面,并达到许多机械及清洁度的规格要求。

制造IC级的硅晶圆分四个阶段进行:矿石到高纯气体的转变;气体到多晶的转变;多晶到单晶,掺杂晶棒的转变;晶棒到晶圆的制备。

半导体制造的第一个阶段是从泥土里选取和提纯半导体材料的原料。

提纯从化学反应开始。

对于硅,化学反应是矿石到硅化物气体,例如四氯化硅或三氯硅烷。

杂质,例如其他金属,留在矿石残渣里。

硅化物再和氢反应生成半导体级的硅。

这样的硅的纯度达99.9999999%,是地球上最纯的物质之一。

它有一种称为多晶或多晶硅的晶体结构。

制造半导体前,必须将硅转换为晶圆片。

这要从硅锭的生长开始。

单晶硅是原子以三维空间模式周期形成的固体,这种模式贯穿整个材料。

多晶硅是很多具有不同晶向的小单晶体单独形成的,不能用来做半导体电路。

多晶硅必须融化成单晶体,才能加工成半导体应用中使用的晶圆片。

加工硅晶片生成一个硅锭要花一周到一个月的时间,这取决于很多因素,包括大小、质量和终端用户要求。

超过 75%的单晶硅晶圆片都是通过 Czochralski (CZ) 直拉法生长的。

CZ 硅锭生长需要大块的纯净多晶硅将这些块状物连同少量的特殊III、V族元素放置在石英坩埚中,这称为搀杂。

加入的搀杂剂使那些长大的硅锭表现出所需要的电特性。

最普通的搀杂剂是硼、磷、砷和锑。

因使用的搀杂剂不同,会成为一个 P 型或N型的硅锭(P 型 / 硼, N 型 / 磷、锑、砷),然后将这些物质加热到硅的熔点--摄氏1420度之上。

一旦多晶硅和搀杂剂混合物熔解,便将单晶硅种子放在熔解物的上面,只接触表面。

种子与要求的成品硅锭有相同的晶向。

为了使搀杂均匀,子晶和用来熔化硅的坩埚要以相反的方向旋转。

一旦达到晶体生长的条件,子晶就从熔化物中慢慢被提起。

生长过程开始于快速提拉子晶,以便使生长过程初期中子晶内的晶缺陷降到最少。

然后降低拖拉速度,使晶体的直径增大。

当达到所要求的直径时,生长条件就稳定下来以保持该直径。

因为种子是慢慢浮出熔化物的,种子和熔化物间的表面张力在子晶表面上形成一层薄的硅膜,然后冷却。

冷却时,已熔化硅中的原子会按照子晶的晶体结构自我定向。

硅锭完全长大时,它的初始直径要比最终晶圆片要求的直径大一点。

接下来硅锭被刻出一个小豁口或一个小平面,以显示晶向。

一旦通过检查,就将硅锭切割成晶圆片。

由于硅很硬,要用金刚石锯来准确切割晶圆片,以得到比要求尺寸要厚一些的晶片。

金刚石锯也有助于减少对晶圆片的损伤、厚度不均、弯曲以及翘曲缺陷。

切片用有金刚石涂层的内圆刀片把晶圆从晶体上切下来,这些刀片是中心有圆孔的薄圆钢片,圆孔的内缘是切割边缘,用金刚石涂层。

内圆刀片有硬度,但不用非常厚。

这些因素减少刀口(切割宽度)尺寸,也就减少一定数量的晶体被切割工艺所浪费。

对于300毫米直径的晶圆,使用线切割来保证小锥度的平整表面和最少量的刀口损失。

切割晶圆片后,开始进入研磨工艺。

研磨晶圆片以减少正面和背面的锯痕和表面损伤。

同时打薄晶圆片并帮助释放切割过程中积累的应力。

研磨后,进入刻蚀和清洗工艺,使用氢氧化钠、乙酸和硝酸的混合物以减轻磨片过程中产生的损伤和裂纹。

关键的倒角工艺是要将晶圆片的边缘磨圆,彻底消除将来电路制作过程中破损的可能性。

倒角后,要按照最终用户的要求,经常需要对边缘进行抛光,提高整体清洁度以进一步减少破损。

生产过程中最重要的工艺是抛光晶圆片,此工艺在超净间中进行。

超净间从一到一万分级,这些级数对应于每立方米空间中的颗粒数。

这些颗粒在没有控制的大气环境下肉眼是不可见的。

例如起居室或办公室中颗粒的数目大致在每立方米五百万个。

为了保持洁净水平,生产工人必须穿能盖住全身且不吸引和携带颗粒的洁净服。

在进入超净间前,工人必须进入吸尘室内以吹走可能积聚的任何颗粒。

大多数生产型晶圆片都要经过两三次的抛光, 抛光料是细浆或者抛光化合物。

多数情况下,晶圆片仅仅是正面抛光,而300毫米的晶圆片需要双面抛光。

除双面抛光以外,抛光将使晶圆片的一面象镜面一样。

抛光面用来生产电路,这面必须没有任何突起、微纹、划痕和残留损伤。

抛光过程分为两个步骤,切削和最终抛光。

这两步都要用到抛光垫和抛光浆。

切削过程是去除硅上薄薄的一层,以生产出表面没有损伤的晶圆片。

最终抛光并不去除任何物质,只是从抛光表面去除切削过程中产生的微坑。

磨片半导体晶圆的表面要规则,且没有切割损伤,并要完全平整。

第一个要求来自于很小尺度的制造器件的表面和次表面层,它们的尺度在0.5到2微米之间。

先进的光刻工艺把所需的图案投影到晶圆表面,如果表面不平,投影将会扭曲就象电影图像在不平的银幕上没法聚焦一样。

平整和抛光的工艺分两步:磨片和化学机械抛光。

磨片是一个传统的磨料研磨工艺,精调到半导体使用要求。

磨片的主要目的是去除切片工艺残留的表面损伤。

化学机械抛光(CMP)最终的抛光步骤是一个化学腐蚀和机械磨擦的结合。

晶圆装在旋转的抛光头上,下降到抛光垫的表面以相反的方向旋转。

抛光垫材料通常是有填充物的聚亚安酯铸件切片或聚氨酯涂层的无纺布。

二氧化硅抛光液悬浮在适度的含氢氧化钾或氨水的腐蚀液中,滴到抛光垫上。

碱性抛光液在晶圆表面生成一薄层二氧化硅。

抛光垫机以持续的机械磨擦作用去除氧化物,晶圆表面的高点被去除掉,直到获得特别平整的表面。

如果一个半导体晶圆的表面扩大到10000英尺(飞机场跑道的长度),在总长度中将会有正负2英寸的平整度偏差。

获得极好平整度需要规格和控制抛光时间、晶圆和抛光垫上的压力、旋转速度、抛光液颗粒尺寸、抛光液流速、抛光液的PH值、抛光垫材料和条件。

化学机械抛光是业界发展起来的制造大直径晶圆的技术之一。

在晶圆制造工艺中,新层的建立会产生不平的表面,使用CMP以平整晶体表面。

在这个应用中,CMP被翻译成化学机械平面化(Planarization)。

背处理在许多情况下,只是晶圆的正面经过充分的化学机械抛光,背面留下从粗糙或腐蚀到光亮的外观。

对于某些器件的使用,背面可能会受到特殊的处理导致晶体缺陷,叫做背损伤。

背损伤产生位错的生长辐射进入晶圆,这些位错起象是陷阱,俘获在制造工艺中引入的可移动金属离子污染,这个俘获现象又叫做吸杂。

背面喷沙是一种标准的技术,其它的方法包括背面多晶层或氮化硅的淀积。

边缘倒角和抛光边缘倒角是使晶圆边缘圆滑的机械工艺。

应用化学抛光进一步加工边缘,尽可能的减少制造中的边缘崩边和损伤,边缘崩边和损伤能导致碎片或是成为位错线的核心。

晶圆评估在包装以前,需要根据用户指定的一些参数对晶圆(或样品)进行检查。

主要的考虑是表面问题如颗粒,污染和雾。

这些问题能够用强光或自动检查设备来检测出。

氧化晶圆在发货到客户之前可以进行氧化。

氧化层用以保护晶圆表面,防止在运输过程中的划伤和污染。

许多公司从氧化开始晶圆制造工艺,购买有氧化层的晶圆就节省了一个生产步骤。

包装虽然花费了许多努力生产高质量和洁净的晶圆,但从包装方法本身来说,在运输到客户的过程中,这些品质会丧失或变差。

所以,对洁净的和保护性的包装有非常严格的要求。

包装材料是无静电、不产生颗粒的材料,并且设备和操作工要接地,放掉吸引小颗粒的静电。

晶圆包装要在洁净室里进行。

晶圆外延尽管起始晶圆的质量很高,但对于形成互补金属氧化物半导体(CMOS)器件而言还是不够的,这些器件需要一层外延层。

许多大晶圆供应商有能力在供货前对晶圆外延。

抛光后,晶圆片要通过一系列清洗槽的清洗,这一过程是为去除表面颗粒、金属划痕和残留物。

之后,要经常进行背面擦洗以去除最小的颗粒。

这些晶圆片经过清洗后,将他们按照最终用户的要求分类,并在高强度灯光或激光扫描系统下检查,以便发现不必要的颗粒或其他缺陷。

一旦通过一系列的严格检测,最终的晶圆片即被包装在片盒中并用胶带密封。

然后把它们放在真空封装的塑料箱子里,外部再用防护紧密的箱子封装,以确保离开超净间时没有任何颗粒和湿气进入片盒。

半导体或芯片是由硅生产出来的。

晶圆片上刻蚀出数以百万计的晶体管,这些晶体管比人的头发要细小上百倍。

半导体通过控制电流来管理数据,形成各种文字、数字、声音、图象和色彩。

它们被广泛用于集成电路,并间接被地球上的每个人使用。

这些应用有些是日常应用,如计算机、电信和电视,还有的应用于先进的微波传送、激光转换系统、医疗诊断和治疗设备、防御系统和NASA航天飞机。

Ferrotec China 研发中心。

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