[讲解]半导体制造技术作业
半导体技术天地-CMOS制造
1.1中国半导体论坛半导体技术天地是全国最大的半导体行业网站，主要有芯片设计半导体制造芯片封装测试，中国半导体论坛是一个以电子技术交流为主的电子工程师论坛，致力于做国内电子行业用户、工程师交流的最佳电子论坛，目前开设有求职招聘、半导体整合技术、半导体封装、半导体技术天地、半导体测试、半导体制造、技术交流天地、技术天地、半导体天地、相关书籍等交流论坛。
下面讲解CMOS制造.1.2CMOS的制造流程CMOS是集成电路的最基本单元，它的制作流程可分为前段和后段，前段流程主要完成元件的制作，包括组件隔离区的形成、阱的植入、栅极的制成、LDD的植入、源极和漏极的制成。
后段流程主要完成元件之间的互连，包括第一层金属的制成、第二层金属的制成、保护层和焊垫的制成。
以0.25微米制程为例，具体分为以下步骤。
1.2.1组件隔离区的形成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，防止这些杂质尘粒，对后续的制程造成影响，使得组件无法正常工作。
表2.1是半导体制程中所用到的标准清洗步骤。
表2.1半导体制程中所用到的标准清洗步骤步骤化学溶剂清洗温度清除之污染物1 H2SO4+H2O2 (4:1) 120℃有机污染物2 D.I Water 室温洗清3 NH4OH+H2O2+H2O 80-90℃微尘4 D.I Water 室温洗清5 HCL+H2O2+H2O (1:1:5) 80-90℃金属离子6 D.I Water 室温洗清7 HF+H2O (1:50) 室温原生氧化层8 D.I Water 室温洗清2.前置氧化图2.2为前置氧化示意图。
先长一层薄薄的二氧化硅，目的是为了降低后续制程中的应力，因为要在晶圆的表面形成一层厚的氮化硅，而氮化硅具有很强的应力，会影响晶圆表面的结构，因此在这一层氮化硅及硅晶圆之间，加入一层二氧化硅减缓氮化硅的应力，因为氮化硅具有拉力而二氧化硅具有张力，因此加入一层二氧化硅可以平衡掉硅晶圆表面的应力。
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。
扩散工艺-半导体制造
扩散工艺前言：扩散部按车间划分主要由扩散区域及注入区域组成，其中扩散区域又分扩散老区和扩散新区。
扩散区域按工艺分，主要有热氧化、扩散、LPCVD、合金、清洗、沾污测试等六大工艺。
本文主要介绍热氧化、扩散及合金工艺。
目录第一章：扩散区域设备简介……………………………………第二章：氧化工艺第三章：扩散工艺第四章：合金工艺第一章：扩散部扩散区域工艺设备简介炉管设备外观：扩散区域的工艺、设备主要可以分为：类别主要包括按工艺分类热氧化一氧、二痒、场氧、Post氧化扩散推阱、退火/磷掺杂LPCVD TEOS、SI3N4、POL Y清洗进炉前清洗、漂洗合金合金按设备分类卧式炉A、B、C、D、F、H、I六台立式炉VTR-1、VTR-2、VTR-3 清洗机FSI-1、FSI-2炉管：负责高温作业，可分为以下几个部分：组成部分功能控制柜→对设备的运行进行统一控制；装舟台：→园片放置的区域，由控制柜控制运行炉体：→对园片进行高温作业的区域，由控制柜控制升降温源柜：→供应源、气的区域，由控制柜控制气体阀门的开关。
FSI：负责炉前清洗。
第二章：热氧化工艺热氧化法是在高温下（900℃-1200℃）使硅片表面形成二氧化硅膜的方法。
热氧化的目的是在硅片上制作出一定质量要求的二氧化硅膜，对硅片或器件起保护、钝化、绝缘、缓冲介质等作用。
硅片氧化前的清洗、热氧化的环境及过程是制备高质量二氧化硅膜的重要环节。
2. 1氧化层的作用2．1．1用于杂质选择扩散的掩蔽膜常用杂质(硼,磷,砷等)在氧化层中的扩散系数远小于在硅中的扩散系数，因此氧化层具有阻挡杂质向半导体中扩散的能力。
利用这一性质，在硅上的二氧化硅层上刻出选择扩散窗口，则在窗口区就可以向硅中扩散杂质，其它区域被二氧化硅屏蔽，没有杂质进入，实现对硅的选择性扩散。
1960年二氧化硅就已被用作晶体管选择扩散的掩蔽膜，从而导致了硅平面工艺的诞生，开创了半导体制造技术的新阶段。
同时二氧化硅也可在注入工艺中，作为选择注入的掩蔽膜。
第六讲：光刻工艺(半导体制造技术)
❖ 工艺宽容度
整个光刻过程步骤之多，而且每一步骤都 会影响最终的图形尺寸， 另外每一工艺步骤都 有它的内部变异。不同的光刻胶对工艺变异的 容忍性都不一样。那么，容忍性越高，在晶圆 表面达到所需要尺寸的可能性就越大，或者说 工艺的宽容度就越大。
❖ 针孔
所谓针孔是指光刻胶层中尺寸非常小的空 穴。可以是涂胶工艺中由环境中的微粒污染物 造成的，也可以由光刻胶层结构上的空穴造成。 针孔是有害的，因为它可以允许刻蚀剂渗过光 刻胶层进而在晶圆表面层刻蚀除小孔。
光源则来自电磁 接近式 光谱的其他成分。
投影式
X 射线 电子束
步进式
曝光光源
普通光源光的波长范围大，图形边缘衍射现象 严重，满足不了特征尺寸的要求。所以作为晶圆生产 用的曝光光源必须是某一单一波长的光源；另外光源 还必须通过反射镜和透镜，使光源发出的光转化成一 束平行光，这样才能保证特征尺寸的要求。
时间和温度是软烘焙的参数，不完全的烘焙在 曝光过程中造成图像形成不完整和在刻蚀过程 中造成多余的光刻胶漂移；过分烘焙会造成光 刻胶中的聚合物产生聚合反应，并且不与曝光
射线反应。
负胶必须在氮气中进行烘焙，而正胶可以 在空气中烘焙。
下表总结了不同的烘焙方式
方法
烘焙时间（分钟） 温度控制 生产率
速度
光刻胶
正性
负性 PMMA PMIPK PBS TFECA COP (PCA)
聚合物
酚醛树脂（间 甲酚甲醛） 聚异戊二烯 聚甲基丙烯酸酯
聚甲基异丙烯基酮
聚丁烯 1 砜
聚三氟乙烷基氯丙烯 酸酯 共聚物（ a 氰乙基丙烯酸， a 氨基乙烷基丙烯酸酯）
极性
感光性
曝光光源
(Coul/cm )
+
半导体制造技术ppt
半导体制造的环保与安全
05
采用低能耗的设备、优化生产工艺和强化能源管理，以降低能源消耗。
节能设计
利用废水回收系统，回收利用生产过程中产生的废水，减少用水量。
废水回收
采用低排放的设备、实施废气处理技术，以减少废气排放。
废气减排
半导体制造过程中的环保措施
严格执行国家和地方的安全法规
安全培训
安全检查
半导体制造过程的安全规范
将废弃物按照不同的类别进行收集和处理，以便于回收利用。
废弃物处理和回收利用
分类收集和处理
利用回收技术将废弃物进行处理，以回收利用资源。
回收利用
按照国家和地方的规定，将无法回收利用的废弃物进行合法处理，以减少对环境的污染。
废弃物的合法处理
未来半导体制造技术的前景展望
06
新材料
随着人工智能技术的发展，越来越多的半导体制造设备具备了智能化控制和自主学习的能力。
半导体制造设备的最新发展
更高效的生产线
为了提高生产效率和降低成本，各半导体制造厂家正在致力于改进生产线，提高设备的联动性和生产能力。
更先进的材料和工艺
随着科学技术的发展，越来越多的先进材料和工艺被应用于半导体制造中，如石墨烯、碳纳米管等材料以及更为精细的制程工艺。
薄膜沉积
在晶圆表面沉积所需材料，如半导体、绝缘体或导体等。
封装测试
将芯片封装并测试其性能，以确保其满足要求。
半导体制造的基本步骤
原材料准备
晶圆制备
薄膜沉积
刻蚀工艺
离子注入
封装测试
各步骤中的主要技术
制造工艺的优化
通过对制造工艺参数进行调整和完善，提高产品的质量和产量。
制造工艺的改进
半导体制程简介
阐述图形化工艺的基本原理和方法，包括光刻、刻蚀、镀膜等步骤，以及这些步骤对半导体性能 的影响。
掺杂与退火
讲解掺杂剂的种类和作用，以及掺杂工艺的基本步骤和退火工艺对半导体性能的影响。
制程环境与设备
制程环境
介绍半导体制造所需的环境条件 ，如洁净度、温度、湿度等，以 及这些环境因素对半导体性能的 影响。
03
常见的半导体材料有硅、锗、砷化03
半导体材料具有高纯度、低缺陷等 特性。
硅是最常用的半导体材料，具有资 源丰富、制备工艺成熟等优势。
锗是一种具有高迁移率的半导体材 料，适用于高速电子器件。
半导体产业概述
01
半导体产业包括半导体制造、半导体设备、半 导体材料等领域。
案例三：纳米半导体器件制程
总结词
纳米半导体器件制程是一种制造纳米级尺寸 的半导体器件的制程，具有高频率、低功耗 、小尺寸等特点。
详细描述
纳米半导体器件制程采用先进的纳米制造技 术，如纳米压印、电子束光刻等，将半导体 材料加工成纳米级别的器件。该制程在微电 子、光电子、生物医学等领域具有广泛的应 用前景。
5G和物联网的驱动
5G和物联网技术的发展将推动半导体产业持续增长，对低功耗、 高性能半导体的需求不断增加。
中国市场的崛起
中国半导体市场已成为全球最大的市场之一，政府支持力度大，产 业发展迅速，国际合作与竞争日益激烈。
国际合作与竞争
国际合作
随着半导体产业的发展，国际合作成 为提高技术水平和竞争力的重要手段 ，各国纷纷建立合作机制，加强技术 交流和联合研发。
详细描述
半导体技术可以用于开发太阳能、风能等新能源发电设备中的半导体器件，提高能源利用效率；同时 也可以用于环保领域的半导体传感器、气体检测器等设备的开发，实现环境污染的监测与治理。
半导体生产流程
半导体生产流程所谓的半导体,是指在某些情况下,能够导通电流,而在某些条件下,又具有绝缘体效用的物质；而至于所谓的IC,则是指在一半导体基板上,利用氧化、蚀刻、扩散等方法,将众多电子电路组成各式二极管、晶体管等电子组件,作在一微小面积上,以完成某一特定逻辑功能例如：AND、OR、NAND 等,进而达成预先设定好的电路功能.自1947年12月23日第一个晶体管在美国的贝尔实验室BellLab被发明出来,结束了真空管的时代,到1958年TI开发出全球第一颗IC成功,又意谓宣告晶体管的时代结束,IC的时代正式开始.从此开始各式IC不断被开发出来,集积度也不断提升.从小型集成电路SSI,每颗IC包含10颗晶体管的时代；一路发展MSI、LSI、VLSI、ULSI；再到今天,短短50年时间,包含千万个以上晶体管的集成电路已经被大量生产,并应用到我们的生活的各领域中来,为我们的生活带来飞速的发展.不能想象离开半导体产业我们的生活将会怎样,半导体技术的发展状况已成为一个国家的技术状况的重要指针,电子技术也成为一个国家提高国防能力的重要途径.半导产品类别目前的半导体产品可分为集成电路、分离式组件、光电半导体等三种.集成电路IC,是将一电路设计,包括线路及电子组件,做在一片硅芯片上,使其具有处理信息的功能,有体积小、处理信息功能强的特性.依功能可将IC分为四类产品：内存IC、微组件、逻辑IC、模拟IC.分离式半导体组件,指一般电路设计中与半导体有关的组件.常见的分离式半导体组件有晶体管、二极管、闸流体等.光电式半导体,指利用半导体中电子与光子的转换效应所设计出之材料与组件.主要产品包括发光组件、受光组件、复合组件和光伏特组件等.IC产品介绍IC产品可分为四个种类,这些产品可细分为许多子产品,分述如下：内存IC：顾名思义,内存IC是用来储存资料的组件,通常用在计算机、电视游乐器、电子词典上.依照其资料的持久性电源关闭后资料是否消失可再分为挥发性、非挥发性内存；挥发性内存包括DRAM、SRAM,非挥发性内存则大致分为MaskROM、EPROM、EEPROM、FlashMemory四种.微组件IC：指有特殊的资料运算处理功能的组件；有三种主要产品：微处理器指微电子计算器中的操作数件,如计算机的CPU；微控制器是计算机中主机与接口中的控制系统,如声卡、影视卡...等的控制组件；数字讯号处理IC可将模拟讯号转为数字讯号,通常用于语音及通讯系统.模拟IC：低复杂性、应用面积大、整合性低、流通性高是此类产品的特色,通常用来作为语言及音乐IC、电源管理与处理的组件.逻辑IC：为了特殊信息处理功能不同于其它IC用在某些固定的范畴而设计的IC,目前较常用在电子相机、3DGame、IC产业IC的制造可由上游至下游分为三种工业,一是与IC的制造有直接关系的工业、包括晶圆制造业、IC制造业、IC封装业；二是辅助IC制造的工业,包括IC设计、光罩制造、IC测试、化学品、导线架工业；三是提供IC制造支持的产业,如设备、仪器、计算机辅助设计工具工业...等.IC集成电路制作过程简介集成电路的生产过程极其复杂,习惯上将其分为前置作业,电路的制作,晶圆及晶粒测试和后段的封装测试等.因为IC是由很多的电路集合而成的,而这些电路组件和线路是以晶圆为基础并以层状分布的,制造过程也是一层层的建造出来的,类似于建楼房的过程.其中前置作业类似于楼房的设计和建造地基,包括电路的设计、光罩设计和晶圆的制作,电路设计即是根据使用的要求设计出各层的线路和架够,光罩设计则类似于照像底片,依靠其将设计好的电路印到芯片上,而制作硅晶圆就是将硅晶体通过加热熔化,再用一定的方法拉成晶棒,并切片、研磨成符合要求的芯片的过程.电路制作是在硅片的基础上制成一层层的电路的过程,因为线路极其细微,其制造过程也就有很高的难度,生产上是使用类似照相技术的报光,显影,蚀刻,冲洗的方法来实现的下面将做详细的介绍.晶圆及晶粒测试是对各制造流程的结果的测试,目的是对各流程有很好的控制,并能及时的发现生产中的不良产品,尽早进行修部或剔除,以减少不良成本,经过各道测试并最终生产出来的芯片才能进入到下一道封装测试的过程.封装和测试是将功能测试良好的晶粒切割开,并封装,拉出联线再进行全面测试的过程,要经过芯片切割,粘晶,焊线,封料,切割/成形,印字,电镀,及检验等过程.直到这里,一个合格的集成电路才算制造完成.IC制造业特性IC制造业中,有几个不同于其它制造业的特性,分列如下：机器的折旧占成本大部分：制造IC所用的机器设备价格高,而且汰旧快,通常采二至四年加速折旧此为实际作法；大多数股市上市说明书则宣称四至八年平均折旧,因此机器折旧的费用很高；一般说来,机器的折旧占制造成本的20%以上.良率影响产品单位成本：晶圆上可划分为许多方块,而一个IC的线路就都做在这个方块上,再送至封装厂中切割包装,就可将这些方块制成一片片的IC；而包装好经测试可使用的IC占晶圆割下IC总数的比率称为良率.IC的制造过程非常精密,只要在其中一步骤稍有不慎,就会使IC毁损,而成为不能使用的产品,不像其它制造业的产品,有制造过程的错误,大多只会成为品质不良的产品,非不能使用的产品；因此IC制造业的良率要较传统的工业制造良率来的低,而且变异大,不论是在品质管制及成本控制上都是一大问题；通常IC的制造中,影响良率的原因有两种：a晶圆的大小：在晶圆上做IC,通常边缘的部分都因晶圆的圆弧而无法做出完整的方块；晶圆的直径愈大,则其圆弧的曲度愈小,边缘要舍弃的面积占晶圆的比率也就愈小,良率就愈高；因此IC厂都在努力提升自己的制程能在更大的晶圆上做出产品.b线上的管制：集成电路制造是极精密的工业,且制造环境特殊无尘室；在制造过程中所犯的一个小过失,影响良率的程度就很大,通常可达20%以上,因此线上的管制在集成电路制造中是很重要的.制程复杂影响机器使用率:IC制造厂中,由于制程重复且步骤多,若制造排程不良,容易造成某些工作站忙线、有些站闲置,而使得机器设备无法充分利用；机器设备的折旧又是占了IC制造成本中的大部分,若机器使用率不高,那幺便会耗费大量的折旧成本；充分的利用机器,是IC制造厂管理中重要的一环.晶圆代工因为IC的生产过程复杂,从设计到生产的生产线长,而且生产过程的主要成本是机台的成本,固定成本高,且产品多样化,批量小,更新速度快,因此很少有厂家能从前到后的整条线生产自己的产品,而很多厂商都只是加工整个制程中的一段,再形成供应链式的组合,联合制造产品,以实现规模效应.晶圆代工就是基于此而产生的,这种企业只负责生产不进行设计,因此也可以说晶圆代工厂并没有自己的产品,传统上讲只是指wafer晶圆的制作过程,即是在wafer上做出一层层的电路而现在逐渐延伸出广义的晶圆代工,其除了原来晶圆制造的功能外,还包括了上游的光罩制作和下游的切割、封装、测试等过程,因此一个IC设计企业只要将自己的设计交给晶圆代工厂,便可以得到符合自己要求的IC成品,模块制程wafer生产的基本原理集成电路尽管种类不同,其制程相似；差别在不同的光罩会有不同的电路图样；CVD、离子植入时投入的材料不同,会产生不同的组件,而使制造出来的IC有所差异.IC制程中,制造作业种类通常只有十多种,但由于不断重复这些作业,使得一片IC从晶圆投入到可以切割包装,要经过百次以上的制造步骤.一个IC产品制作电路后的结构,是以芯片为基础逐层的建造起来的,上面已经提到,每一层的生产都是使用类似照相技术的报光,显影,蚀刻,冲洗的方法来实现的,因此生产过程中,每一层的制造都是几个类似的过程,而整个晶圆的制造就是这几个过程的重复循环,每个过程的生产都在特定的区域来完成,这些区域有：薄膜thin-film,黄光photo,蚀刻etch,扩散diffusion.薄膜thin-film薄膜区间是尘积介电质或金属层的地方,介电质是用于隔离开各层金属的多为玻璃层,而金属层是集成电路中的导线,多采用铝或铜或铝铜合金,因此介电质和金属沉积也是集成电路的制程中的重要制程.薄膜技术有物理气象沉积包括蒸镀既借着对被蒸镀物体加热,利用被蒸镀物在高温时所具备的饱和蒸气压,来进行薄膜的沉积.和溅镀既利用电浆所产生的离子,借着离子对被溅镀物体电极的轰击,使电浆的气相内具有被镀物的粒子,来产生沈积薄膜的.和化学气象沈积既利用化学反应的方式,在反应器内将反应物通常为气体生成固态的生成物,并沉积在芯片表面的一种薄膜沉积技术.黄光Photo微影技术是制造集成电路的重要之一,通过暴光和显影的程序它可以将光罩上设计的图案转移到晶圆表面的光阻上,其主要过程包括光阻涂抹,烘拷,对准,暴光及显影等程序,由于光学上的需要,此段制程之照明采用偏黄的可见光,因此习惯上将此区称为黄光区.在黄光区内,利用整合型的晶圆轨道机——步进机系统来完成这个过程,其利用紫外光线或深紫外光线来照射光阻,以引起化学反应,将设计的光罩上的图形印到晶圆或光阻上,这也是集成电路厂中最昂贵的工具,每台的价格都可达到数百万美元,因此也常成为生产中的瓶颈. 蚀刻Etch Etch作为IC制程中的主要环节之一,其目的是化学物质的反应来去除wafer表面多余的物质,根据各stedp的目的不同有多种具体方式,但从其基本的原来可将其分为两种,既WetEtching湿蚀刻和DryEtching干蚀刻,WetEtching是用将wafer放入化学溶液中,通过化学反应将要蚀刻掉的物质腐蚀掉,而干蚀刻是将化学气体吹到weafer表面上,与其发生反应,以实现蚀刻的目的.两者相比,后者的过程中的关键参数容易控制,用物理或化学的方法均可实现,且对图形的控制能力较强,而前者只能通过化学的方法实现,且对关键参数的控制能力较差,尤其是当线宽越来越细时,湿蚀刻将无法使用,但对于不同的蚀刻对象和环境,两者各有各自适合的范围,两种方法要根据工艺的要求不同来选择.在湿蚀刻的过程中还有一个重要的技术过程是waferdrying,因为湿的wafer是无法进入到下一道工序的,必须通过一些方法使其干燥,常用的方法有：Down-FlowSpinDryer既是利用高速旋转的方法,靠离心力的作用干燥；和IPAVaporDryer,MarangoniDryer等,其中Down-FlowSpinDryer因为力的作用,易形成watermark,且增加wafer的应力,转动过程中还会形成摩擦,而IPAVaporDryer和MarangoniDryer可防止watermark但时间较长,且化学用量多. 扩散Diffusion 扩散区间是进行加热制程的区域,这些制程可能是用来添加制程或者是用来加热制程,如在晶圆表面生成氧化层,扩散掺杂等是添加制程,而离子植入后用于恢复晶体结构的热处理是加热制程.高温炉是这区域的批量制程工具,它能够同时处理150片的wafer,可以将这些预置在硅芯片表面上的掺质,藉高温扩散的原理,把他们趋进芯片表面的材质内.。
半导体制造技术作业答案
芯片制造-半导体工艺教程
芯片制造-半导体工艺教程Microchip Fabrication----A Practical Guide to Semicondutor Processing目录:第一章:半导体工业[1][2][3]第二章:半导体材料和工艺化学品[1][2][3][4][5]第三章:晶圆制备[1][2][3]第四章:芯片制造概述[1][2][3]第五章:污染控制[1][2][3][4][5][6]第六章:工艺良品率[1][2]第七章:氧化第八章:基本光刻工艺流程-从表面准备到曝光第九章:基本光刻工艺流程-从曝光到最终检验第十章:高级光刻工艺第十一章:掺杂第十二章:淀积第十三章:金属淀积第十四章:工艺和器件评估第十五章:晶圆加工中的商务因素第十六章:半导体器件和集成电路的形成第十七章:集成电路的类型第十八章:封装附录:术语表#1 第一章半导体工业--1芯片制造-半导体工艺教程点击查看章节目录by r53858概述本章通过历史简介，在世界经济中的重要性以及纵览重大技术的发展和其成为世界领导工业的发展趋势来介绍半导体工业。
并将按照产品类型介绍主要生产阶段和解释晶体管结构与集成度水平。
目的完成本章后您将能够：1. 描述分立器件和集成电路的区别。
2. 说明术语“固态，” “平面工艺”，““N””型和“P”型半导体材料。
3. 列举出四个主要半导体工艺步骤。
4. 解释集成度和不同集成水平电路的工艺的含义。
5. 列举出半导体制造的主要工艺和器件发展趋势。
一个工业的诞生电信号处理工业始于由Lee Deforest 在1906年发现的真空三极管。
1真空三极管使得收音机, 电视和其它消费电子产品成为可能。
它也是世界上第一台电子计算机的大脑，这台被称为电子数字集成器和计算器（ENIAC）的计算机于1947年在宾西法尼亚的摩尔工程学院进行首次演示。
这台电子计算机和现代的计算机大相径庭。
它占据约1500平方英尺，重30吨，工作时产生大量的热，并需要一个小型发电站来供电，花费了1940年时的400, 000美元。
半导体制造技术lpcvd工艺流程
英文回答：The LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) process plays a crucial role in the semiconductor manufacturing industry. It is extensively utilized for the deposition of thin films of various materials, such as silicon nitride, silicon oxide, and polysilicon, onto a silicon wafer. Operating within a vacuum chamber at low pressures, typically between 0.1 and 10 Torr, and at elevated temperatures ranging from 500 to 1100°C, this process involves the chemical reaction of precursor gases. These gases are introduced into the chamber and undergo dposition to form a solid film on the surface of the wafer. The LPCVD process is of paramount importance in the production of microelectronic and optoelectronic devices, as well as in the manufacture of thin film solar cells and other semiconductor-based products.LPCVD（低压化学蒸汽分解）工艺在半导体制造业中发挥着至关重要的作用。
半导体制造工艺流程课件
04
半导体制造的后处理
金属化
01
02
03
金属化
在半导体制造的后处理中 ，金属化是一个关键步骤 ，用于在芯片上形成导电 电路。
金属材料
通常使用铜、铝、金等金 属作为导电材料，通过物 理或化学沉积方法将金属 薄膜沉积在芯片表面。
连接电路
金属化过程将芯片上的不 同元件连接成完整的电路 ，实现电子信号的传输和 处理。
高纯度材料
半导体制造需要使用高纯度材料，以确保芯片的性能和可 靠性。然而，高纯度材料的制备和加工难度较大，需要克 服许多技术难题。
制程控制
半导体制造过程中，制程控制是至关重要的。制程控制涉 及温度、压力、流量、电流、电压等众多参数，需要精确 控制这些参数以确保芯片的性能和可靠性。
环境影响
能源消耗
半导体制造是一个高能耗的过程 ，需要大量的电力和能源。随着 半导体产业的发展，能源消耗也 在不断增加，对环境造成了很大 的压力。
废弃物处理
半导体制造过程中会产生大量的 废弃物，如化学废液、废气等。 这些废弃物如果处理不当，会对 环境造成很大的污染和危害。
碳排放
半导体制造过程中的碳排放也是 一个重要的问题。减少碳排放是 半导体产业可持续发展的关键之 一。
未来发展趋势
先进封装技术
随着摩尔定律的逐渐失效，先进封装技术成为半导体制造的重要发展方向。通过将多个 芯片集成在一个封装内，可以实现更小、更快、更低功耗的芯片系统。
沉积薄膜质量
影响沉积薄膜质量的因素包括反应温度、气体流量、压强等，需通 过实验优化获得最佳工艺参数。
外延生长
外延生长目的
在半导体材料表面外延生长一层单晶层，用 于扩展器件尺寸、改善材料性能和提高集成 度。
半导体制造技术考试资料(1)
一．论述1、例出光刻的8个步骤，并对每一步做出简要解释。
（P316）第一步：气相成底膜处理，光刻的第一步是清洗、脱水和硅片表面成底膜处理，其目的是增强硅片和光刻胶之间的粘附性。
脱水烘干以去除吸附在硅片表面大部分水汽。
脱水烘干后硅片立即要用六甲基二硅胺烷（HMDS）进行成膜处理，起到粘附促进剂的作用。
第二步：旋转涂胶，成底膜处理后，硅片要立即采用旋转涂胶的方法涂上液相光刻胶材料。
将硅片被固定在真空载片台上，它是一个表面上有很多真空孔以便固定硅片的平的金属或聚四氯乙烯盘。
一定数量的液体光刻胶滴在硅片上，然后硅片旋转得到一层均匀的光刻胶图层第三步：软烘，去除光刻胶中的溶剂第四步：对准和曝光，把掩膜版图形转移到涂胶的硅片上第五步：曝光后烘培，将光刻胶在100到110的热板上进行曝光后烘培第六步：显影，在硅片表面光刻胶中产生图形。
光刻胶上的可溶解区域被化学显影剂溶解，将可见的岛或者窗口图形留在硅片表面。
最通常的显影方法是旋转、喷雾、浸润，然后显影，硅片用去离子水（DI）冲洗后甩干。
第七步：坚膜烘培，挥发掉存留的光刻胶溶剂，提高光刻胶对硅片表面的粘附性第八步：显影后检查，检查光刻胶图形的质量，找出有质量问题的硅片，描述光刻胶工艺性能以满足规范要求2.解释发生刻蚀反应的化学机理和物理机理。
（P412）干法刻蚀系统中，刻蚀作用是通过化学作用或物理作用，或者化学和物理的共同作用来实现的。
在纯化学机理中，等离子体产生的反应元素（自由基和反应原子）与硅片表面的物质发生反应。
物理机理的刻蚀中，等离子体产生的能带粒子（轰击的正离子）在强电场下朝硅片表面加速，这些离子通过溅射刻蚀作用去除未被保护的硅片表面材料。
3.描述CVD反应中的8个步骤。
(P247)1) 气体传输至淀积区域：反应气体从反应腔入口区域流动到硅片表面的淀积区域；2) 膜先驱物的形成：气相反应导致膜先驱物（将组成最初的原子和分子）和副产物的形成；3) 膜先驱物附着在硅片表面：大量膜先驱物输运到硅片表面；4)膜先驱物粘附：膜先驱物粘附在硅片表面；5) 膜先驱物扩散：膜先驱物向膜生长区域的表面扩散；6) 表面反应：表面化学反应导致膜淀积和副产物的生成；7) 副产物从表面移除：吸附（移除）表面反应的副产物8）副产物从反应腔移除：反应副产物从淀积区域随气体流动到反应腔出口并排出5.离子注入设备的5个主要子系统。
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。
高中物理 第二章 第2节 半导体课时作业 教科选修
点囤市安抚阳光实验学校第2节半导体1．与导体相比，半导体有如下不同的特性．(1)导体中电流的载体(载流子)为自由电子，而半导体中电流的载体除自由电子外，还有“________”．(2)半导体的电阻率对掺入杂质非常________．通过控制半导体材料的__________，可以控制半导体材料的导电性能．(3)在一般情况下，导体的电阻率与温度成线性关系，即电阻率随温度升高而增大；半导体材料的电阻率与温度的关系则较为复杂，有些半导体材料对________、________非常敏感，外界温度、光照的微小改变都能使________迅速发生变化．2．在纯净的半导体材料中掺入不同的杂质，会形成不同类型的半导体，其中以__________导电为主的称为N型半导体，以________导电为主的称为P型半导体．把N型半导体与P型半导体通过一的技术手段结合在一起，可形成PN 结，也就是一个半导体二极管，二极管具有________性，利用此特性可以将交流电变成直流电．将一层P型(或N型)半导体夹进两层N型(或P型)半导体之间可制成三极管，三极管具有____________或____________的作用．3．光敏电阻是利用半导体材料在光照条件下，其电阻率迅速________的特性制成的一种半导体器件．热敏电阻是利用半导体材料在温度变化时，其电阻率迅速________的特性而制成的半导体器件．4．发光二极管具有____________、________________、_________、________________、所发出的光中无________________，对人体无任何损害特点．5．家研究发现，许多材料当其厚度、横截面的线度或其颗粒的线度在1～100 nm时，就会表现出十分奇特的力学、热学、磁学、光学、化学性质．人们把特征尺寸在1～100 nm，并具有特性的材料称为纳米材料．____________、____________、纳米机器人、纳米陶瓷、____________是由纳米材料衍生出来的一些高科技产品．6．下列关于半导体、超导体的说法中，正确的是( )A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，可制作二极管B．半导体的导电性能良好，可制作远距离输电导线C．超导体的导电性能最好，可制作电炉丝D．超导体的电阻为零，没有实际用途7．关于光敏电阻，下列说法正确的是( )A．受到光照越强，电阻越小B．受到光照越弱，电阻越小C．它的电阻与光照强弱无关D．以上说法都不正确【概念规律练】知识点一半导体材料的特性1．半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，以下关于其导电性能的说法正确的是( )A．半导体导电能力介于导体和绝缘体之间，性能稳B．在极低的温度下，纯净的半导体像绝缘体一样不导电C．在较高温度时，半导体的导电性能会大大增强，甚至接近金属的导电性能D．半导体中掺入杂质后，其导电性能会减弱2．下列对晶体二极管单向导电性解释正确的是( )A．由于用作半导体材料的硅是一种单晶体，而单晶体具有各向异性，所以晶体二极管具有单向导电性B．由于在硅中掺入了少量的磷(或砷)，使物质的组成发生变化所致C．由于硅中掺入三价元素硼后，缺少一个电子，多出一个带正电的空穴，而空穴不能自由移动，所以只靠电子向移动导电，因此具有单向导电性D．由于晶体二极管由PN结组成，加正向电压时，N型半导体的电子受电场力作用而越过PN结，形成电流，二极管导通；当加反向电压时，电子在电场力作用下很难越过PN结，因此表现出单向导电性知识点二光敏电阻和热敏电阻的特性3．如图1所示，图1R1、R2为值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度减弱时( ) A．电压表的示数增大B．R2中电流增大C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大4.图2在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图2所示电路，值电阻R1，半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，电容器C.当环境温度降低时( )A．电容器C的带电量增大B．电压表的读数增大C．电容器C两板间的电场强度减小D．R1消耗的功率增大知识点三纳米材料的性能5．下列认识正确的是( )A．纳米是一种尺寸很小的材料，是纳米材料的简称B．纳米技术就是重排列原子而制造具有分子结构的技术C．纳米是一个长度单位D．纳米材料的奇特效使纳米材料表现出不同于传统材料的良好性能6．纳米材料的奇特效使纳米材料表现出不同于传统材料的良好性能，以下关于纳米材料的性能的说法中正确的是( )A．在力学性能方面，纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性B．在热学性能方面，纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多C．在电学性能方面，纳米金属在低温时会呈现超导电性D．在化学性能方面，纳米材料化学活性低，因此化学稳性强1．影响半导体的导电性能的物理因素有( )A．温度 B．光照 C．纯净度 D．压力2．下列物体中，用到了半导体材料的是( )A．智能机器狗 B．白炽灯泡C．干电池 D．滑动变阻器3．图3所示的电子体温计根据流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温，这利用半导体( )图3A．良好的导电特性B．良好的绝缘特性C．电阻随温度变化而变化的特性D．电阻随光照变化而变化的特性4.图4有值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图4所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一是值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一是值电阻5.图5半导体温度计是利用热敏电阻制造的．如图5所示，如果待测点的温度升高，那么( )A．热敏电阻变大，灵敏电流表示数变大B．热敏电阻变大，灵敏电流表示数变小C．热敏电阻变小，灵敏电流表示数变大D．热敏电阻变小，灵敏电流表示数变小6.图6如图6所示的电路中，两端的电压恒，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED相距不远，下列说法中正确的是( )A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变7.图7如图7所示，值电阻R1，负温度系数的热敏电阻，小灯泡L，当温度降低时( ) A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱8．如图8所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R T为负温度系数热敏电阻，R为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境条件改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是( )图8A．温度不变，光照增强 B．温度升高，光照不变C．温度降低，光照增强 D．温度升高，光照减弱9．世博会场里很多的照明灯是LED灯，LED灯是一种型的高效节能光源，它的核心元件是发光二极管．现在用的二极管主要是由下列哪种材料制成( ) A．陶瓷材料 B．金属材料C．半导体材料 D．纳米材料10.图9如图9所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻R的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的．若用不透光的黑纸将R 包裹起来，表针将向________(填“左”或“右”)转动；若用手电筒的光照射R，表针将向________(填“左”或“右”)转动．11.图10如图10所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的央．若在R T 上擦一些酒精，表针将如何摆动？若用吹风机将热风吹向电阻，表针将如何摆动？第2节半导体课前预习练1．(1)空穴(2)敏感杂质浓度(3)温度光照电阻率2．电子空穴单向导电放大信号开、关电流3．下降改变4．耗电量小可以用低压(6 V以下)直流电作为电源也可以用市电(220 V)作电源固体化、体积小紫外线和红外线5．太空电梯隐形飞机纳米涂料6．A7．A课堂探究练1．BC [半导体材料的导电性能受温度、光照及掺入杂质的影响，故A错误．掺入杂质后半导体材料的导电性能会大大增强，故选项D错误．]点评半导体材料是一种型微电子材料，其电阻率介于导体与绝缘体之间，但易受外在条件的影响．2．D [晶体二极管的单向导电性是由半导体中导电粒子能否在电场力作用下顺利通过PN结所决的．]3．BD [当光照减弱时，R3的阻值增大则并联的阻值增大，进而并联的电压增大，流过R2的电流I2增大，B正确．而且由于外电路的阻值变大，路端电压增大，D正确；电路的总电阻增大，则干路电流I干减小，由U R1＝I干R1知，电压表的示数减小，A错误．由I L＝I干－I2知流过小灯泡的电流减小，则小灯泡的功率减小，C错误．]点评当照射光敏电阻的光增强时，光敏电阻的阻值减小；当光减弱时，阻值增大．4．AB [当环境温度降低时，热敏电阻阻值变大，电路的总电阻变大，由I＝ER总知I变小，又U＝E－Ir，则电压表的读数U增大，B正确；又由U1＝IR1及P1＝I2R1可知U1变小，R1消耗的功率P1变小，D错误；电容器两板间的电压U2＝U－U1，U2变大，由场强E′＝U2d，Q＝CU2可知Q、E′都增大，故A正确，C 错误．]5．BCD [纳米是一个长度单位，1 nm＝10－9 m，俗话说：“纳米不是米，蓝牙不是牙”．它比一般的分子、原子要大，纳米材料是对分子、原子进行重排列而得到的材料，它具有很多特性．综上所述，B、C、D正确．]6．AB [纳米材料具有良好的性能，在力学性能方面，纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性，A正确．在热学性能方面，纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多，B正确．在电学性能方面，纳米材料在低温时会呈现电绝缘性；而在化学性能方面，纳米材料具有相当高的化学活性，故选项C、D错误．]点评(1)力学性能：高强、高硬和良好塑性(2)热学性能：熔点较低(3)电学性能：低温时会呈现电绝缘性(4)化学性能：具有相当高的化学活性课后巩固练1．ABC2．A3．C4．AC [热敏电阻的阻值随温度变化而变化，值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，值电阻和热敏电阻不随之变化．]5．C6．A7．C8．AC [由题图可知，当光敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时，小灯泡L 都会变暗，结合光敏电阻特性可知，A项正确，B项错误；若光敏电阻阻值减小的同时，热敏电阻的阻值增大，小灯泡L也会变暗，C项正确；若热敏电阻减小，光敏电阻增大，则小灯泡变亮．D项错误．]9．C10．左右解析光敏电阻受光照越强，电阻越小，所以将R用不透光的黑纸包起来，电阻增大，指针左偏；若用手电筒的光照射R，电阻减小，指针右偏．11．见解析解析由于酒精蒸发，热敏电阻R T温度降低，电阻值增大，指针向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻R T温度升高，电阻值减小，指针将向右偏．。
(完整word版)半导体制造技术
半导体制造技术1.列举出在一个单晶硅衬底上制作电阻器的三种方法。
答：集成电路电阻可以通过金属膜，掺杂的多晶硅，或者通过杂质扩散到衬底的特定区域中产生。
2.什么是平面电容器？描述在硅衬底上制作这种元件的四种技术。
答：平面电容器可由金属薄层,掺杂的多晶硅,或者衬底的扩散区形成.通常衬底上的电容器由4种基本工艺组成。
3.什么是CMOS器件的闩锁效应?它能引起什么样的不希望情况？答：CMOS器件中的pn结能产生寄生晶体管，它能在CMOS集成电路中产生闩锁效应以致引起晶体管的无意识开启.4.为什么掺杂材料要在CZ法中加入到熔体中？答：5.描述或画出4种硅片定位边的图。
在200mm及以上硅片中用什么代替了定位边？答:在硅锭上做一个定位边来标明晶体结构和硅片的晶向。
主定位边标明了晶体结构的晶向,次定位边标明了硅片的晶向和导电类型.四种定位边分别为P型（111），P型（100),N型（111），N型(100）.在200mm及以上硅片中用定位槽代替了定位边。
6.描述在硅片厂中使用的去离子水的概念。
答：去离子水是在半导体制造过程中广泛使用的溶剂，在它里面没有任何导电的离子。
它的PH值为7,既不是酸也不是碱，是中性的。
它能溶解其他物质，包括许多离子化合物和共价化合物。
当水分子溶解离子化合物时，它们通过克服离子间离子键使离子分离，然后包围离子,最后扩散到液体中.7.对净化间做一般性描述。
答：8.说明五类净化间沾污。
答：净化间沾污分为五类:1）颗粒2）金属杂质3)有机物沾污4）自然氧化层5）静电释放。
9.什么是颗粒？什么是浮质？为什么颗粒是半导体制造的一个问题？答：颗粒是能粘附在硅片表面的小物体。
悬浮在空气中传播的颗粒被称为浮质。
对于半导体制造，我们的目标是控制并减少硅片与颗粒的接触。
在硅片制造过程中，颗粒能引起电路开路或短路。
它们能在相邻导体间引起短路。
颗粒还可以是其他类型沾污的来源.10.解释自然氧化层。
识别由自然氧化层引起的三种问题。
芯片制造之揭秘晶圆制造详解
芯片是当代最伟大的发明之一。
如果没有芯片的出现，很难想象当前的电子时代会是什么样子。
正是因为芯片的发明，所有的功能才得以浓缩在一个小小的芯片中。
芯片是集成电路的载体，它从晶圆上切割而来，通常是计算机或其他电子设备的重要组成部分。
以晶圆为基础，通过层层叠加，就可以完成想要的形状（即各种类型的芯片），而作为半导体产业的基础，晶圆是集成电路的基础载体，因此晶圆的重要性不言而喻。
本文着重讲解晶圆的生产以及发展现状。
1、什么是晶圆在现代技术的领域中，半导体晶圆作为集成电路和电子设备的基础构建模块，已经彻底改变了我们的生活。
晶圆是由纯硅（Si）制成的。
它通常分为6英寸、8英寸和12英寸等不同规格。
芯片厂购买晶圆，用来制造NAND 闪存和DRAM晶圆。
由于每家公司使用的纳米技术不同，生产的NAND闪存芯片在性能、成本等方面存在差异。
制造成为NAND闪存晶圆后，晶圆会被切割成一个个独立的晶片，专业术语称为Die(裸晶)。
这些微小的、平坦的硅片承载着令人瞩目的历史，其历史可以追溯到20世纪中期。
1.1、早期岁月：半导体晶圆的诞生半导体晶圆的历史始于20世纪60年代初，但其起源可以追溯到几十年前。
半导体的基础工作在20世纪30年代和40年代奠定，当时像朱利叶斯·利利内夫尔德、约翰·巴丁和沃尔特·布拉坦等研究人员开发了场效应晶体管（FET）和点接触晶体管，这标志着固体电子学的第一步。
直到20世纪60年代初，半导体晶圆的概念才真正成型。
像德州仪器、英特尔这样的公司对晶圆作为制造集成电路（ICs）的理想衬底的发展和商业化起到了关键作用。
硅，这种在沙子中发现的丰富元素，由于其半导体性质，被证明是半导体晶圆的理想材料。
最早的晶圆相对较小，直径大约为1英寸（2.54厘米）。
然而，随着对更复杂、更强大的电子设备的需求增长，晶圆的尺寸也必须随之增长。
在20世纪60年代末和70年代初，行业从1英寸晶圆过渡到更大的尺寸，如2英寸（5.08厘米）和3英寸（7.62厘米）。
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。
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[讲解]半导体制造技术作业
1. 什么叫集成电路,写出集成电路发展的五个时代及晶体管的数量,(15分)集成电路:将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一定的电路或系统功能。
集成电路芯片/元件数产业周期无集成 1 1960年前小规模(SSI) 2到50 20世纪60年代前期
中规模(MSI) 50到5000 20世纪60年代到70年代前期
大规模(LSI) 5000到10万 20世纪70年代前期到后期
超大规模(VLSI) 10万到100万 20世纪70年代后期到80年代后期
甚大规模(ULSI) 大于100万 20世纪90年代后期到现在
2. 写出IC 制造的,个步骤,(15分)
Wafer preparation(硅片准备)
Wafer fabrication (硅片制造)
Wafer test/sort (硅片测试和拣选)
Assembly and packaging (装配和封装)
Final test(终测)
3. 写出半导体产业发展方向,什么是摩尔定律,(15分)
发展方向:提高芯片性能——提升速度(关键尺寸降低,集成度提高,研发采用新材料)，降低功耗。
提高芯片可靠性——严格控制污染。
降低成本——线宽降低、晶片直径增加。
摩尔定律指:IC 的集成度将每隔一年翻一番。
1975年被修改为: IC 的集成度将每隔一年半翻一番。
4. 什么是特征尺寸CD,(10分) 最小特征尺寸，称为关键尺寸(Critical Dimension，CD)CD常用于衡量工艺难易的标志。
5. 什么是More moore定律和More than
Moore定律,(10分)
“More Moore”指的是芯片特征尺寸的不断缩小。
从几何学角度指的是为了提高密度、性能和可靠性在晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸的继
续缩小。
与此关联的3D结构改善等非几何学工艺技术和新材料的运用来影响晶圆的电性能。
“More Than Moore”指的是用各种方法给最终用户提供附加价值，不一定要缩小特征尺寸如从系统组件级向3D集成或精确的封装级(SiP)或芯片级(SoC)转移。
6. 名词解释:high-k; low-k; Fabless; Fablite;
IDM; Foundry;Chipless(20分) high-k:高介电常数。
low-k:低介电常数。
IC 设计公司，只设计不生产。
Fabless:
Fablite:轻晶片厂，有少量晶圆制造厂的IC公司。
IDM:集成器件制造商(IDM-Integrated Device Manufactory Co.)，从晶圆之设计、制造到以自有品牌行销全球皆一手包办。
Foundry:标准工艺加工厂或称专业代工厂商。
Chipless:既不生产也不设计芯片，而是设计IP内核，授权给半导体公司使用。
7. 例举出半导体产业的8种不同职业并简要描述. (15分)
1.硅片制造技师:负责操作硅片制造设备。
一些设备维护以及工艺和设备的基本故障查询。
2.设备技师:查询故障并维护先进设备系统，保证在硅片制造过程中设备能正确运行。
3.设备工程师:从事确定设备设计参数和优化硅片生产的设备性能。
4.工艺工程师:分析制造工艺和设备的性能以确定优化参数设置。
5.实验室技师:从事开发实验室工作，建立并进行试验。
6:成品率/失效分析技师:从事与缺陷分析相关的工作，如准备待分析的材料并操作分析设备以确定在硅片制造过程中引起问题的根源。
7.成品率提高工程师:收集并分析成品率及测试数据以提高硅片制造性能。