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电压较低时，由于外电场较弱，还不足以克服PN结内电场 对多数载流了扩散运动的阻力，所以正向电流很小，几乎为 零。此时二极管呈现出很大的电阻。
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1.2 半导体二极管
2.反向特性 图1-10所示曲线②部分为反向特性。二极管两端加上反向
电压时，由于少数载流子漂移而形成的反向电流很小，且在 一定的电压范围内基本上不随反向电压而变化，处于饱和状 态，所以这一段电流称为反向饱和电流IR。硅管的反向饱和 电流约在1μA至几十微安，锗管的反向饱和电流可达几百微 安，如图1-10的OC(OC’)段所示。 3.反向击穿特性 如图1-10中曲线③部分所示，当反向电压增加到一定数值 时，反向电流急剧增大，这种现象称为一极管的反向击穿。 此时对应的反向击穿电压用UBR表示。
1.4.2 晶体三极管的工作原理
三极管有两个按一定关系配置的PN结。由于两个PN结之间 的互相影响，使三极管表现出和单பைடு நூலகம்PN结不同的特性。三 极管最主要的特性是具有电流放大作用。下面以NPN型二极 管为例来分析。
1.电流放大作用的条件 三极管的电流放大作用，首先取决于其内部结构特点，即发
射区掺杂浓度高、集电结面积大，这样的结构有利于载流子 的发射和接收。而基区薄且掺杂浓度低，以保证来自发射区 的载流子顺利地流向集电区。其次要有合适的偏置。三极管 的发射结类似于二极管，应正向偏置，使发射结导通，以控 制发射区载流子的发射。而集电结则应反向偏置，以使集电 极具有吸收由发射区注入到基区的载流子的能力，从而形成 集电极电流。
1.1 半导体基础知识
1.1.1本征半导体
不含杂质且具有完整品体结构的半导体称为本征半导体。最 常用的本征半导体是锗和硅品体，它们都是四价元素，在其 原子结构模型的最外层轨道上各有四个价电子。在单品结构 中，由于原子排列的有序性，价电子为相邻的原子所共有， 形成了如图1-1所示的共价键结构，图中的+4表示四价元素 原子核和内层电子所具有的净电荷。本征半导体在温度 T=0K(热力学温度)目没有其他外部能量作用时，其共价键 中的价电子被束缚得很紧，不能成为自由电子，这时的半导 体不导电，在导电性能上相当于绝缘体。但是，当半导体的 温度升高或给半导体施加能量(如光照)时，就会使共价键中 的某些价电子获得足够的能量而挣脱共价键的束缚，成为自 由电子，同时在共价键中留下一个空位，这个现象称为本征 激发，如图1-2所示，自由电子是本征半导体中可以参与导 电的一种带电粒子，叫做载流子。
半导体工艺经典教材
半导体工艺经典教材
以下是一些被认为是半导体工艺经典教材的书籍：
1. "Introduction to Microelectronic Fabrication: Volume 1" by Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock
《微电子制造导论：第一卷》
2. "Fundamentals of Semiconductor Fabrication" by Gary S. May and Simon M. Sze
《半导体制造基础》
3. "Principles of Semiconductor Devices" by Simon M. Sze and Kwok K. Ng
《半导体器件原理》
4. "Modern Semiconductor Device Physics" by S. M. Sze and Ming-Kwei Lee
《现代半导体器件物理学》
5. "Physics of Semiconductor Devices" by S. M. Sze and Kwok K. Ng
《半导体器件物理学》
6. "Fundamentals of Microfabrication and Nanotechnology" by Marc J. Madou
《微制造与纳米技术基础》
7. "Advanced Semiconductor Fundamentals" by Robert F. Pierret 《半导体基础进阶》
这些书籍涵盖了半导体工艺的基础知识和先进的概念，适合学习和研究半导体工艺的学生和专业人员。
半导体制造工艺基础精讲(原书第4版)
半导体制造工艺基础精讲(原书第4版)半导体制造工艺是现代电子产业中的核心环节，涉及到从原材料到最终产品的一系列复杂流程。
本文将对《半导体制造工艺基础精讲（原书第4版）》进行介绍，旨在为读者提供一篇生动、全面、有指导意义的文章。
《半导体制造工艺基础精讲（原书第4版）》是一本经典教材，由半导体制造工艺领域的权威人士合著而成。
这本书首次出版于1998年，之后经过多次修订和更新，已经成为半导体制造领域的标准教材。
它被广泛应用于科研机构、高等院校等教学和科研活动中，深受读者的欢迎。
本书的内容涵盖了半导体制造工艺的方方面面，旨在帮助读者全面理解和掌握半导体制造的基本原理和技术。
作者通过清晰的语言、生动的案例和详细的图表，将复杂的概念和过程阐述得浅显易懂。
读者只需具备基本的电子学和物理学知识，便可轻松理解本书的内容。
本书首先介绍了半导体制造工艺的基本原理和流程。
它详细介绍了半导体材料的特性、晶体生长、衬底制备等关键步骤，为读者提供了一个全面了解半导体制造的基础知识框架。
在此基础上，本书进一步介绍了半导体工艺的各个环节，包括清洗、掩膜制备、光刻、腐蚀、离子注入、扩散、氧化等。
每个环节都以实际案例为基础，通过详细的步骤和参数说明，帮助读者理解和掌握相应的工艺技术。
此外，本书还对半导体工艺中的一些常见问题和挑战进行了介绍。
例如，光刻技术中的分辨率限制、腐蚀过程中的选择性和均匀性控制、离子注入中的能量和剂量控制等。
这些问题在实际生产中经常遇到，对于提高产品质量和产能至关重要。
通过对这些问题的深入讨论，读者可以学习到解决问题的方法和技巧，为实际工作提供指导。
总的来说，这本《半导体制造工艺基础精讲（原书第4版）》是一本内容生动、全面、有指导意义的教材。
无论是初学者还是专业人士，都可以从中获取到对半导体制造工艺的深入理解和实践经验。
它不仅是一本理论教材，更是一本实用手册，帮助读者解决实际工作中的问题。
相信通过阅读和学习，读者将能够在半导体制造领域取得更大的突破和发展。
半导体基础知识PPT培训课件
目录
• 半导体简介 • 半导体材料 • 半导体器件 • 半导体制造工艺 • 半导体技术发展趋势 • 案例分析
半导体简介
01
半导体的定义
总结词
半导体的定义
详细描述
半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，常见的半导体材 料有硅、锗等。
半导体的特性
总结词
化合物半导体具有宽的禁带宽度和高 的电子迁移率等特点，使得化合物半 导体在光电子器件和高速电子器件等 领域具有广泛的应用。
掺杂半导体
掺杂半导体是在纯净的半导体中掺入其他元素，改变其导电 性能的半导体。
掺杂半导体的导电性能可以通过掺入不同类型和浓度的杂质 来调控，从而实现电子和空穴的平衡，是制造晶体管、集成 电路等电子器件的重要材料。
掺杂的目的是形成PN结、调控载流 子浓度等，从而影响器件的电学性能。
掺杂和退火的均匀性和控制精度对器 件性能至关重要，直接影响最终产品 的质量和可靠性。
半导体技术发展趋势
05
新型半导体材料
硅基半导体材料
宽禁带半导体材料
作为传统的半导体材料，硅基半导体 在集成电路、微电子等领域应用广泛。 随着技术的不断发展，硅基半导体的 性能也在不断提升。
半导体制造工艺
04
晶圆制备
晶圆制备是半导体制造的第一步，其目的是获得具有特定晶体结构和纯度的单晶硅 片。
制备过程包括多晶硅的提纯、熔炼、长晶、切磨、抛光等步骤，最终得到可用于后 续工艺的晶圆。
晶圆的质量和表面光洁度对后续工艺的成败至关重要，因此制备过程中需严格控制 工艺参数和材料质量。
薄膜沉积
输入 标题
详细描述
集成电路的制作过程涉及微电子技术，通过一系列的 工艺步骤，将晶体管、电阻、电容等电子元件集成在 一块硅片上，形成复杂的电路。
基础工艺培训教材
六、wBGA封装工艺流程①
• Taping and backside grinding 贴膜和研磨
– 在晶圆（wafer）正面贴膜是为了保护晶圆，使其在研磨工序不被损伤。 – 晶圆来料是比较厚的（800-850nm），需要在背面研磨掉一部分，达到要求厚度 （200nm）。
2GD
4GB
30 nm 8.77 x 7.90 mm 10.6 x 9.0 mm
-20%
30 nm 7.33 x 5.02 mm 10.6 x 7.5 mm
-30%
2009
January 2012
2010
2011
半导体工艺基础培训教材
2012
年份
6
五、 DRAM产品发展史②
• 晶圆尺寸变化
晶圆:wafer
•
Marking 打标
– 激光打标，提供可标示产品信息。
•
BMC and ball mount 清洗和植球
– 清洗的作用是保持基板清洁，提高植球的良率。 – 在结点植球，提供外部点连接接口。
January 2012
半导体工艺基础培训教材
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六、 wBGA封装工艺流程④
Packing 包装 Saw singulation and OS test 切割和测试
•
Wafer mount and de-taping 贴片和去膜
– 将晶圆贴在钢圈固定的蓝膜上，然后祛除晶圆正面的贴膜。
•
Dicing 切片
– 沿切割道将晶圆（wafer）切成晶片（dice）。
January 2012
半导体工艺基础培训教材
9
六、wBGA封装工艺流程②
半导体相关书籍基础
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随着现代科技的发展，半导体技术已经成为了当今世界最为重要的技术之一。
半导体技术广泛应用于电子、通信、计算机、医疗、能源等诸多领域，成为了推动世界经济发展的重要力量。
如果你想深入了解半导体技术，学习相关知识，以下几本基础书籍可以为你提供全面的指导和帮助。
1.《半导体物理与器件基础》
这本书是半导体物理和器件方面的经典著作之一，由国内著名半导体专家杨维桢教授主编。
该书系统地介绍了半导体物理学的基本概念、半导体器件的基本结构和性能等内容，是学习半导体物理和器件的必备读物。
2.《半导体器件物理基础》
该书由美国著名半导体专家Richard S. Muller和Theodore I. Kamins合著，是一本经典的半导体器件物理学教材。
该书系统地介绍了半导体器件的物理基础，包括半导体PN结、二极管、场效应晶体管等器件的物理原理和工作原理，是学习半导体器件物理的重要参考书。
3.《半导体器件工艺学》
该书是半导体器件工艺方面的经典教材，由美国著名半导体专家S.M. Sze和K.K. Ng合著。
该书详细介绍了半导体器件的工艺流程、器件制造技术和测试方法等内容，是学习半导体器件工艺学的重要参考书。
4.《半导体物理学》
该书由美国著名半导体专家S.M. Sze编写，是半导体物理学领域的经典著作之一。
该书系统地介绍了半导体物理学的基础知识，包括晶体结构、半导体材料、载流子输运、PN结、金属-半导体接触等内容，是学习半导体物理学的重要参考书。
以上几本书籍都是半导体技术领域的重要参考书，对于想深入了解半导体技术的人来说，是不可或缺的宝贵资料。
半导体工艺技术基础书籍
半导体工艺技术基础书籍半导体工艺技术是现代电子信息产业的基础，其发展与应用直接关系到电子产品的性能和质量。
因此，学习和掌握半导体工艺技术是非常重要的。
以下是一本推荐的半导体工艺技术基础书籍：《半导体工艺技术基础》。
《半导体工艺技术基础》是一本综合性的半导体工艺技术教材。
这本书共分为十个章节，包括半导体材料、半导体器件的制备技术、光刻、离子注入、薄膜沉积、薄膜制备的化学法、干湿腐蚀、电镀、退火与固相短路等内容。
每个章节都有详细、系统的介绍了相关的理论知识、工艺流程和设备原理。
首先，这本书详细介绍了半导体材料的特性和制备方法。
它涵盖了各种半导体材料，如硅、镓砷化物、磷化物等，并介绍了如何通过控制材料的性质来制备高质量的半导体器件。
其次，该书介绍了光刻技术，即通过光刻胶和掩模来制备微小器件。
介绍了光刻的基本原理、设备、工艺流程和常见问题的解决方法。
此外，该书还介绍了离子注入、薄膜沉积、薄膜制备的化学法、干湿腐蚀、电镀、退火与固相短路等重要的半导体工艺技术。
对于这些工艺技术，书中提供了相关的理论知识、实验操作步骤和示例，帮助读者掌握它们的原理和应用。
此外，该书还包括了许多实践案例和习题，以帮助读者理解和应用所学的工艺技术知识。
这些案例和习题覆盖了从材料到器件制备的全过程，可以帮助读者更好地理解和应用所学的知识。
总之，《半导体工艺技术基础》是一本非常全面、系统的半导体工艺技术教材。
它深入浅出地介绍了半导体工艺技术的基本原理、实验操作步骤和相关应用。
对于学习和掌握半导体工艺技术的人来说，这本书是一本非常有价值的参考书。
它不仅适合高等院校的工科专业学生，也适合广大从事半导体工艺技术的工程师和科研人员阅读和参考。
半导体制造工艺培训课程(56页)
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1.2 基本半导体元器件结构
图1-10 MOS场效应晶体管电容结构
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1.2 基本半导体元器件结构
1.2.2 有源器件结构 有源器件，如二极管和晶体管与无源元件在电子控制方式上
有很大差别，可以用于控制电流方向，放大小的信号，构成复杂的 电路。这些器件与电源相连时需要确定电极（+或-）。工作时利用 了电子和空穴的流动。 1.二极管的结构
4. CMOS结构
图1-15 CMOS反相器电路的电路图、顶视图和剖面图
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1.3 半导体器件工艺的发展历史
图1-16 生长型晶体管生长示意图
20
1.3 半导体器件工艺的发展历史
图1-17 合金结结型晶体管示意图
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1.3 半导体器件工艺的发展历史
图1-18 台面型结型晶体管示意图
22
1.3 半导体器件工艺的发展历史
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1.8 芯片制造的生产环境
1.8.1 净化间沾污类型 净化间沾污类型可以分为5大类：颗粒、金属杂质、有机物沾污、
自然氧化层和静电释放。 1.颗粒
图1-30 颗粒引起的缺陷
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1.8 芯片制造的生产环境
2.金属杂质 3.有机物沾污 4.自然氧化层 5.静电释放 1.8.2 污染源与控制
应严格控制硅片加工生产厂房里的各种沾污，以减小对芯片的 危害。作为硅片生产厂房的净化间其主要污染源有这几种：空气、 人、厂房、水、工艺用化学品、工艺气体和生产设备。 1.空气
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1.4 集成电路制造阶段
表1-2 1μm以下产业的技术节点列表
(2)提高芯片的可靠性 芯片的可靠性主要指芯片寿命。 (3)降低芯片的成本 半导体芯片的价格一直持续下降。
半导体基础知识专题培训课件
所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡， 相当于两个区之间没有电扩散荷运运动动，空间电荷区的厚 度固定不变。
(1-20)
电位V
V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
(1-14)
多余 电子
磷原子
+4 +4 +5 +4
N 型半导体中 的载流子是什 么？
1、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。 2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。
掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自 由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流 子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
空间电荷区， 也称耗尽层。
扩散运动
扩散的结果是使空间电 荷区逐渐加宽，空间电 荷区越宽。
(1-19)
漂移运动
P型半导体
内电场E N型半导体
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
半导体制造工艺基础精讲 书
半导体制造工艺基础精讲书一、引言半导体制造工艺是指将半导体材料加工成电子器件的过程。
半导体器件广泛应用于电子产品中，如计算机、手机、电视等，并且在科技发展中起着重要的作用。
本文将对半导体制造工艺的基础知识进行精讲，帮助读者了解该领域的基础概念和流程。
二、半导体材料半导体材料是指在温度较高时具有较好导电性，而在较低温度下具有较好绝缘性的材料。
常见的半导体材料有硅(Si)和砷化镓(GaAs)等。
硅是最常用的半导体材料，因其丰富的资源和成熟的制造工艺，被广泛应用于各种半导体器件中。
三、半导体工艺流程半导体制造工艺包括多个步骤，以下为典型的半导体工艺流程：1. 晶圆制备：晶圆是指平整且纯净的半导体片，常用硅晶圆。
制备晶圆的过程包括多个步骤，如去除杂质、生长单晶、切割晶圆等。
2. 清洗和清理：将晶圆进行清洗和清理，以去除表面的污染物和氧化层。
3. 沉积：通过物理或化学方法，在晶圆表面沉积一层薄膜，用于制造电子器件的结构或保护层。
常见的沉积方法有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)等。
4. 光刻：利用光刻胶和光刻机，将图形投影到晶圆上，形成所需的器件结构。
光刻是制造工艺中非常重要的一步，决定了器件的尺寸和形状。
5. 蚀刻：使用化学物质将晶圆上未被光刻胶保护的部分溶解掉，形成所需的器件结构。
6. 掺杂：通过掺入其他物质改变材料的导电性能。
常见的掺杂方法有离子注入和扩散等。
7. 导电层制备：制备导电层，如金属线或导电膜，用于连接器件的不同部分。
8. 封装测试：将芯片封装成最终的半导体器件，并进行测试和质量检验。
四、半导体制造工艺控制半导体制造工艺的控制对于保证器件性能和质量至关重要。
以下是一些常见的工艺控制方法：1. 温度控制：在制造过程中，需要严格控制温度，以确保材料的稳定性和一致性。
2. 气氛控制：在某些工艺步骤中，需要控制反应环境中的气氛成分和浓度，以保证反应的准确性和稳定性。
3. 时间控制：不同的工艺步骤需要控制不同的时间参数，以确保工艺的完成度和一致性。
《半导体基础》课件
在温度升高或电场加强时，电 子和空穴的输运能力增强。
掺杂可以改变半导体的导电性 能，增加载流子的数量。
半导体中的热传导
01 热传导是热量在半导体中传递的过程。
02 热传导主要通过晶格振动和自由载流子传 递。
03
半导体的热传导系数受到温度、掺杂浓度 和材料类型的影响。
04
在高温或高掺杂浓度下，热传导系数会增 加。
模拟电路和数字电路中均有广泛应用。
场效应晶体管
总结词
场效应晶体管是一种电压控制型器件，利用电场效应来控制导电沟道的通断。
详细描述
场效应晶体管可分为N沟道和P沟道两种类型，通过调整栅极电压来控制源极和漏极之 间的电流。场效应晶体管具有低噪声、高输入阻抗和低功耗等优点，广泛应用于放大器
和逻辑电路中。
集成电路基础
掺杂半导体
N型半导体
通过掺入施主杂质，增加自由电子数量，提高导电能力。
P型半导体
通过掺入受主杂质，增加自由空穴数量，提高导电能力。
宽禁带半导体
碳化硅（SiC）
具有宽禁带、高临界击穿场强等特点， 适用于制造高温、高频、大功率的电子 器件。
VS
氮化镓（GaN）
具有宽禁带、高电子迁移率等特点，适用 于制造蓝光、紫外线的光电器件。
详细描述
二极管由一个PN结和两个电极组成，其单 向导电性是由于PN结的正向导通和反向截 止特性。根据结构不同，二极管可分为点接 触型、肖特基型和隧道二极管等。
双极晶体管
总结词
双极晶体管是一种电流控制型器件，具有放 大信号的功能。
详细描述
双极晶体管由三个电极和两个PN结组成， 通过调整基极电流来控制集电极和发射极之 间的电流，实现信号的放大。双极晶体管在
半导体制造工艺培训教材PPT(共 57张)
在真空中加温，时间为1~2h，以去除石墨 中的杂质；
常州信息职业技术学院
蒸铝过程
学习情景三
打开机械泵放气阀门。打开电源开关和机 械泵开关及真空室放气阀门，开启钟罩；
将处理好的铝丝挂好，放好硅片，降下钟 罩，关闭真空室放气阀门；
体（粒子靶）进行轰击，使气相等离子体 内具有被溅镀物体的粒子，这些粒子淀积 到硅晶片上形成溅射薄膜；
常州信息职业技术学院
学习情景三
溅射系统示意图
常州信息职业技术学院
热丝蒸发
学习情景三
分类：真空钨丝蒸发和电子束蒸发
真空钨丝蒸发 真空知识 1标准大气压=760mmHg=760Torr
1mmHg=1Torr=133Pa 粗真空：760~10Torr 低真空：10~10-3Torr 中真空：10-3~10-5Torr 高真空：10-5~10-8Torr 超高真空：10-8Torr以上
学习情景三
学习情景三： 薄膜制备
子情景4： 物理气相淀积
常州信息职业技术学院
学习情景三
半导体制造工艺 第2版
• 书名：半导体制造工 艺 第2版
• 书号：978-7-11150757-4
• 作者：张渊 • 出版社：机械工业出
版社
常州信息职业技术学院
物理气相淀积
学习情景三
概念：物理气相淀积，简称PV喷射出 来。系统中的气体分子不断作扩散运动， 一旦与油蒸汽分子相撞，就被油蒸汽分子 带走。因为油蒸汽分子的质量大，并且作 定向运动，所以气体分子就会被油蒸汽分 子带到前方；
常州信息职业技术学院
学习情景三
蒸发设备
真空蒸发设备又叫真空镀膜机；
半导体工艺 科普书籍
半导体工艺是现代电子工业的核心技术之一，对于了解和掌握半导体工艺的知识和技能具有重要意义。
下面介绍几本半导体工艺的科普书籍，希望能为您的学习和了解提供帮助。
《芯片制造：半导体工艺制程与设备》这本书是半导体工艺领域的经典之作，全面介绍了半导体工艺制程和设备的基本原理和应用。
书中详细描述了半导体制造过程中的各个步骤，包括晶圆制备、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、退火等，以及相关的设备和技术。
此外，书中还介绍了半导体工艺中的材料、缺陷控制、可靠性等方面的知识。
2.《半导体制造技术》这本书也是一本经典的半导体工艺科普书籍，全面介绍了半导体制造技术的各个方面。
书中首先介绍了半导体的基本知识，然后详细描述了半导体制造过程中的各个步骤，包括晶圆制备、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入等。
此外，书中还介绍了半导体制造中的材料、设备、工艺控制等方面的知识。
《芯片上的世界：集成电路的过去、现在和未来》这本书是一本关于集成电路的科普书籍，其中也涉及到了半导体工艺的相关内容。
书中介绍了集成电路的发展历程、基本原理和应用领域，以及集成电路制造过程中的关键技术和设备。
此外，书中还展望了集成电路未来的发展趋势和应用前景。
《半导体物理与器件》这本书是一本半导体物理和器件的科普书籍，其中也涉及到了半导体工艺的相关内容。
书中首先介绍了半导体的基本物理性质和材料特性，然后详细描述了半导体器件的基本原理和制造工艺，包括二极管、晶体管等。
此外，书中还介绍了半导体器件的应用领域和发展趋势。
《集成电路工艺技术手册》这本书是一本集成电路工艺技术手册，其中包含了大量的实用信息和数据。
书中详细描述了集成电路制造过程中的各个步骤和技术细节，包括晶圆制备、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入等。
此外，书中还提供了大量的图表和数据，方便读者进行参考和对比。
《半导体器件制造技术》这本书是一本半导体器件制造技术的科普书籍，全面介绍了半导体器件制造过程中的关键技术和设备。
半导体制造前道工艺培训教材(PPT21页)
清洗：用特殊的清洗机和不同的清洗剂进行多道清洗。
清洗：用特殊的清洗机和件不同下的清发洗剂生进行化多道学清洗反。 应，生成固态物质
沉积在加热的固态基体表面，进而
制得固体材料的工艺技术。
光刻加工
• 光刻是一种利用类似于照片洗印的原 理通过曝光和选择性化学腐蚀将掩膜 版上的集成电路印制到硅片上的精密 表面加工技术。
蚀刻
• 通常所指蚀刻也称光化学蚀刻，指通过曝
光制版、显影后，将要蚀刻区域的保护膜
光99刻99是 99一99种9%利。用类似于照去片洗除印，的原在理通蚀过刻曝光时和选接择性触化化学腐学蚀将溶掩液膜版，上的达集到成电溶路印解制到硅片上的精密表面加工技术。
硬烘（提高刻蚀和注入的腐抵抗蚀力的，提作高粘用附，性）形成凹凸或者镂空成型的效 果。（选择性刻蚀转移光刻胶上的IC设计 在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品。
前道工序
晶圆处理
晶圆针测 制作
清洗
氧化 化学气相沉
积 光刻
蚀刻
晶圆
晶圆是指硅半导体集成电路制作所 用的硅晶片，由于其形状为圆形， 故称为晶圆；在硅晶片上可加工制 作成各种电路元件结构，而成为有 特定电性功能之IC产品。晶圆的原 始材料是硅，而地壳表面有用之不 竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由 电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏 后，制成了高纯度的多晶硅，其纯 度高达99.999999999%。
（选择性刻蚀转移光•刻胶氧上的化IC设：计图使形到硅晶圆片表面表） 面形成氧化膜。主
(掺杂、真空、低温、加速)
氧化：使硅片表面形成氧要化膜方。 法有热氧化法及气相成长法。
硅片清洗烘干（用于减少污染物，减少缺陷，使光刻胶更容易粘附。
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【 推 荐 】 半 导体工 艺基础 培训教 材59
9.1 概述
光刻(photolithography)就是将掩模版（光刻版） 上的几何图形转移到覆盖在半导体衬底表面的 对光辐照敏感薄膜材料（光刻胶）上去的工艺 过程 。
光刻是微电子工艺中最重要的单项工艺之一。
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【 推 荐 】 半 导体工 艺基础 培训教 材59
对比度
【 推 荐 】 半 导体工 艺基础 培训教 材59
MTF IIm maaxxIIm miinn
一般要求MTF>0.5 与尺寸有关
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对比度
尺寸控制的要求以高准度和高精度在完整硅片表面 产生器件特征尺寸。首先要在图形转移工具（光刻 掩膜版）上正确的再造出特征尺寸，然后再准确地 在硅片表面刻印出来。
Rk1
NA
分辨率系数k1=0.6~0.8 数值孔径NA=0.16~0.8
提高分辨率：
NA，，k1
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使用光源缩小
光源
汞灯 汞灯 KrF(激光) ArF (激光) F2 (激光) 等离子体
波长(nm) 436 365 248 193 157 13.5
术语 g线 i线 DUV 193DUV VUV EUV
技术节点 >0.5mm 0.5/0.35mm 0.25/0.13mm 90/65…32nm CaF2 lenses Reflective mirrors
光源
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9.1.1 分辨率 R
分辨率是指一个光学系统精确区分目标的能力。 微图形加工的最小分辨率是指光刻系统所能分辨和加
工的最小线条尺寸或机器能充分打印出的区域。
分辨率是决定光刻系统最重要的指标，能分辨的线宽 越小，分辨率越高。其由瑞利定律决定：
光刻分辨率
光刻分辨率是指光刻工艺得到的光刻胶图形能分辨线条的最小
线宽L，也可以用单位尺寸的线条数表示。光刻分辨率是决定
芯片最小特征尺寸的最主要因素。
LL
分辨率
R=1/2L (mm-1)；
直接用线宽L表示
存在物理极限，由衍射决定：
L≥λ/2, Rmax ≤1/λ
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光刻工艺的目标是根据电路设计的要求，生成
Байду номын сангаас尺寸精确的特征图形，并且在衬底表面的位置
正确且与其他部件的关联正确。
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完整的集成电路工艺中通常需要多次光刻才 能完成。
光刻系统的主要指标包括： --分辨率、 --焦深、 --对比度、 --特征线宽控制、 --对准和套刻精度、 --产率以及价格。
半导体工艺基础
重庆邮电大学 微电子系
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光刻
光刻工艺、光刻技术、刻蚀 在半导体制造技术中，最为关键的是用于电
路图形生成和复制的光刻技术，光刻技术的 研究和开发，在每一代集成电路技术的更新 中扮演着技术先导的作用。 随着集成电路的不断提高，光刻技术也面临 着越来越多的难题。
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IC对光刻技术的要求
用光刻图形来确定分立元器件和集成电路中的 各个区域、如注入区、接触窗口和压焊区等。
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用光刻工艺确定的光刻胶图并不是最后器件的 构成部分，仅是图形的印模，为了制备出实际 器件的结构图形，还必须再一次把光刻胶图形 转移到光刻胶下面组成器件的材料层上。也就 是使用能够对非掩膜部分进行选择性去除的刻 蚀工艺来实现图形的转移。
焦平面
焦深 光刻胶
IC技术中，焦深只有1mm，甚至更小
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对比度（CON）
对比度：评价成像图形质量的重要指标。对比度 越高，光刻出来的微细图形越好。
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由于光刻应用的特征尺寸非常小，且各层都须精确
匹配，所以需要配合紧密。图形套准精度是衡量被
刻印的图形能否匹配前面刻印图形的一种尺度。
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9.2 基本光刻工艺流程
一般的光刻工艺要经历底膜处理、涂胶、前烘、曝 光、显影、坚膜、刻蚀、去胶、检验工序。
高分辨率； 高灵敏度的光刻胶； 低缺陷；
精密的套刻精度：误差≤± 10%L；
可对大尺寸硅片进行光刻加工；
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第9章 光刻工艺
光刻（photolithography）就是将掩膜版（光刻版）上的几何图 形转移到覆盖在半导体衬底表面的对光辐照敏感的薄膜材料 （光刻胶）上去的工艺工程。
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第9章 光刻工艺
底膜处理包括以下过程： 1、清洗；2、烘干；3、增粘处理（涂底）。
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9.1.3 焦深（DOF）
表示在一定的工艺条件下，能刻出最小线宽的像面 偏离理想焦面的范围。焦深远大，对光刻图形的制 作越有利。
DOF=k
(NA)2
NA，焦深
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9.2.1 底膜处理
底膜处理是光刻工艺的第一步，其主要目的 是对硅衬底表面进行处理，以增强衬底与光 刻胶之间的黏附性。