芯片制造基本工艺介绍
光芯片制造工艺
光芯片制造工艺光芯片是一种集成了光电子学器件的微型化芯片，它能够将电信号转化成光信号，或将光信号转化成电信号，是光通信和光电子领域中的重要组成部分。
光芯片的制造工艺是一项复杂的过程，需要多种工艺技术的高度集成和精密控制。
本文将对光芯片的制造工艺进行详细介绍，包括工艺流程、关键工艺技术以及未来发展趋势。
一、光芯片的制造工艺流程光芯片的制造工艺流程主要包括芯片设计、芯片制备、芯片测试和封装等环节。
下面将对光芯片的制造工艺流程进行详细介绍。
1. 芯片设计光芯片的设计是制造工艺的第一步，它决定了光芯片的结构、功能和性能。
在芯片设计过程中，需要考虑材料的选择、器件的排列和布局、电路的连接和布线等因素，以确保光芯片能够实现预期的功能和性能。
2. 芯片制备在芯片设计完成后，就需要进行芯片的制备工艺。
芯片制备主要包括材料生长、器件加工、光刻和离子注入等步骤。
材料生长是指在衬底上生长出所需的光电子材料，包括III-V族化合物半导体材料和硅基材料等。
器件加工是指将设计好的器件结构，如激光器、调制器和光探测器等加工成所需的形状和尺寸。
光刻是一种半导体器件制造中的常用工艺方法，它是通过光刻胶、掩膜和光源等设备，将光刻胶覆盖在半导体晶圆上，再照射光源，最后通过显影工艺形成所需的图形。
离子注入是指利用离子束对半导体器件进行掺杂，以改变其电学性能。
3. 芯片测试芯片制备完成后，就需要进行芯片测试。
芯片测试是对光芯片的性能进行验证和评估的过程，包括DC和RF特性测试、光学性能测试和耐受性测试等。
DC和RF特性测试是指对光芯片的电学性能进行测试，包括电流-电压特性和频率响应特性等。
光学性能测试是指对光芯片的光学性能进行测试，包括光谱特性和波导特性等。
耐受性测试是指对光芯片在不同环境下的耐受性进行测试，包括温度、湿度和辐射等。
4. 芯片封装芯片测试完成后，就需要对芯片进行封装。
芯片封装主要包括封装材料的选择、封装工艺的设计和封装设备的制备等步骤。
图解芯片制作工艺流程图
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放置晶圆的黑盒子
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单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这 里展示的是Core i7的核心。
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封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散 热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬 底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机 械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就 是负责内核散热的了。
的硅，学名电
子级硅(EGS)，
平均每一百万
个硅原子中最
多只有一个杂
质原子。此图
展示了是如何
通过硅净化熔
炼得到大晶体
的，最后得到
的就是硅锭
(Ingot)。
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单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重 约100千克，硅纯度99.9999％。
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处 理 晶 圆 的 机 器
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硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说 的晶圆(Wafer)。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形 的了吧？
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铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形 成一个薄薄的铜层。
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抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面。
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金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶 体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的 不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复 杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多 层高速公路系统
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光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻， 并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护 不会离子注入的那部分材料。
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离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加 速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在 被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的 导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过 30万千米每小时。
集成电路制造中的半导体器件工艺
集成电路制造中的半导体器件工艺绪论随着信息技术的飞速发展，集成电路制造技术已成为现代电子工业的核心领域。
集成电路是现代电子产品的基础，在计算机、通讯、军事和工业等领域都有着广泛的应用。
而半导体器件工艺是集成电路制造技术的基石，其质量和效率直接决定了集成电路的性能和成本。
本文将从半导体制造的基本流程、光刻工艺、薄膜工艺、化学机械抛光、多晶硅工艺和后台工艺六个方面详细介绍集成电路制造中的半导体器件工艺。
一、半导体制造的基本流程半导体芯片制造的基本流程包括晶圆制备、芯片制造和包装封装。
具体流程如下：晶圆制备：晶圆是半导体器件制造的基础，它是由高纯度单晶硅材料制成的圆片。
晶圆制备的主要过程包括矽晶体生长、切片、抛光和清洗等。
芯片制造：芯片制造主要包括传输电子装置和逻辑控制逻辑电路结构的摆放和电路组成等操作。
包装封装：芯片制造完成后，晶体管芯片需要被封装起来的保护电路，使其不会受到外界环境的影响。
光刻工艺是半导体工艺中的核心部分之一。
光刻工艺的主要作用是将图形预设于硅晶圆表面，并通过光刻胶定位的方式将图形转移到晶圆表面中，从而得到所需的电子器件结构。
光刻工艺的主要流程包括图形生成、光刻胶涂布、曝光、显影和清洗等步骤。
三、薄膜工艺薄膜工艺是半导体制造中的另一个重要工艺。
它主要通过化学气相沉积、物理气相沉积和溅射等方式将不同性质的材料覆盖在晶圆表面，形成多层结构，从而获得所需的电子器件。
四、化学机械抛光化学机械抛光是半导体工艺中的核心工艺之一。
其主要作用是尽可能平坦和光滑化硅晶圆表面，并去除由前工艺所形成的残余物和不均匀的层。
化学机械抛光的基本原理是使用旋转的硅晶圆，在氧化硅或氮化硅磨料的帮助下，进行机械和化学反应，从而达到平坦化的效果。
五、多晶硅工艺多晶硅工艺是半导体工艺中的一个重要工艺，主要是通过化学气相沉积厚度约8至12个纳米的多晶硅层。
该工艺可以用于形成电极、连接线、栅极和像素等不同的应用。
多晶硅工艺的优点是不需要特殊的工艺装备，因此较为简单。
台积电半导体工艺步骤
台积电半导体工艺步骤台积电是全球领先的半导体制造公司之一，其工艺步骤是一个极其复杂的过程，需要经过多个步骤才能完成一块芯片的制造。
下面我将详细介绍台积电半导体工艺步骤，包括前期准备、制造、检测等多个阶段。
一、前期准备阶段1.芯片设计：首先，半导体公司会根据客户的需求设计芯片的结构和功能，确定芯片的尺寸、工艺节点等参数。
2.掩膜设计：根据芯片设计的要求，设计相应的掩膜图案，用于在硅片表面形成芯片的电路结构。
3.硅片准备：选取高纯度的硅片，进行切割、清洗等处理，以便后续的制造工艺。
4.化学处理：对硅片进行化学表面处理，形成一层薄膜通常用作保护层以及与掩膜相配合。
二、制造阶段1.掩膜制备：将设计好的掩膜图案制作在掩膜片上，这里的工艺主要是光刻工艺。
2.光刻：将掩膜图案通过光刻技术转移到硅片表面，形成芯片的电路结构。
3.电镀：通过电镀技术，将金属沉积在硅片表面，形成导电线路和电极。
4.腐蚀：利用化学腐蚀技术，将多余的金属或二氧化硅腐蚀掉，形成清晰的电路结构。
5.扩散：将硅片放入高温炉中进行扩散处理，控制掺杂物在硅片中的分布，调节导电性能。
6.沉积：利用化学气相沉积技术，将所需材料沉积在硅片表面，用于制备其它部分的电路结构。
7.退火：将硅片放入高温炉中进行退火处理，使电路结构更加稳定。
8.清洗：对硅片进行清洗处理，去除表面的杂质和残留物。
三、检测阶段1.光刻检测：用显微镜等设备检查光刻图案的质量和准确性。
2.电气检测：通过测试设备对芯片进行电气性能测试，检查电路是否正常。
3.片上检测：利用激光等技术对芯片上的电路结构进行检测，发现并修复潜在的缺陷。
四、封装阶段1.芯片切割：将硅片切割成单独的芯片，以便后续的封装操作。
2.封装：将芯片放入封装机中，用塑料或金属材料封装，防止外界环境影响芯片的正常工作。
3.测试：对封装后的芯片进行性能测试，确保芯片符合质量标准。
以上是台积电半导体工艺步骤的简要介绍，整个过程需要经历多个阶段，并且每个阶段都需要精密的工艺技术和设备支持。
芯片制作流程
芯片制作全过程芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序（Wafer Fabrication）、晶圆针测工序(Wafer Probe）、构装工序（Packaging）、测试工序（Initial Test and Final Test）等几个步骤.其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段（Front End）工序，而构装工序、测试工序为后段(Back End）工序。
1、晶圆处理工序：本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件（如晶体管、电容、逻辑开关等),其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关，但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积，然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤,最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作.2、晶圆针测工序:经过上道工序后,晶圆上就形成了一个个的小格，即晶粒,一般情况下,为便于测试，提高效率，同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品；但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品.在用针测（Probe）仪对每个晶粒检测其电气特性，并将不合格的晶粒标上记号后，将晶圆切开，分割成一颗颗单独的晶粒，再按其电气特性分类，装入不同的托盘中，不合格的晶粒则舍弃。
3、构装工序：就是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上，并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接，以作为与外界电路板连接之用，最后盖上塑胶盖板,用胶水封死.其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。
到此才算制成了一块集成电路芯片（即我们在电脑里可以看到的那些黑色或褐色，两边或四边带有许多插脚或引线的矩形小块)。
4、测试工序：芯片制造的最后一道工序为测试，其又可分为一般测试和特殊测试，前者是将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性，如消耗功率、运行速度、耐压度等。
经测试后的芯片，依其电气特性划分为不同等级。
而特殊测试则是根据客户特殊需求的技术参数，从相近参数规格、品种中拿出部分芯片,做有针对性的专门测试，看是否能满足客户的特殊需求，以决定是否须为客户设计专用芯片.经一般测试合格的产品贴上规格、型号及出厂日期等标识的标签并加以包装后即可出厂。
制作碳化硅芯片的工艺流程
碳化硅芯片的制作工艺流程碳化硅（Silicon Carbide, SiC）是一种新型的半导体材料，具有优异的热导率、电导率和耐高温性能，广泛应用于高功率与高频率电子器件的制造。
下面将介绍碳化硅芯片的制作工艺流程，并对各个步骤进行详细描述。
1. 基片选择与准备首先需要选择一种适合的碳化硅基片，一般选择4H-SiC和6H-SiC两种主要的多晶类型。
然后对基片进行表面处理，包括去除基片表面的杂质与氧化层，以及平整化基片表面。
2. 沉积氮化硅层为了减少基片表面的缺陷，并保护基片在后续步骤中不被污染，需要在基片上沉积一层薄的氮化硅（SiN）层。
氮化硅层可以通过低压化学气相沉积（LPCVD）或等离子体增强化学气相沉积（PECVD）等方法得到。
3. 生长SiC薄膜在氮化硅层上，使用化学气相沉积（CVD）或者分子束外延（MBE）等方法，在基片上生长出一层薄的碳化硅膜。
在生长SiC薄膜的过程中，可以通过控制温度和气氛成分来调节薄膜的晶型和厚度。
4. 制作器件图案在SiC薄膜上，使用光刻技术和化学腐蚀法，按照设计要求制作出器件图案。
首先，在薄膜上覆盖一层感光胶，并曝光处理。
然后，通过显影和腐蚀，去除未曝光的胶层和相应的碳化硅薄膜，得到所需的器件图案。
5. 清洗与除胶经过刻蚀后，需要对样品进行清洗，去除残留的光刻胶和腐蚀产物。
一般使用有机溶剂和酸碱等清洗液进行浸泡和超声清洗，确保样品表面干净。
6. 金属电极沉积根据设计要求，在样品上部署金属电极。
通过物理气相沉积（PVD）、磁控溅射等方法，在芯片表面沉积金属层，并使用光刻与刻蚀技术将金属层剥离形成所需的电极。
7. 退火处理退火是为了消除在制作过程中产生的缺陷和应力，提高晶体的质量。
通过高温退火，可以修复晶体中的位错和氮气等缺陷，并改善材料的晶体结构和电学性能。
8. 测试与封装制作完成的碳化硅芯片需要进行电性能测试和可靠性测试。
测试包括器件的电流–电压特性、频率特性以及热特性等。
图解芯片制作工艺流程图
• 零售包装：制造、测试完毕的处理器要么 批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里 进入零售市场。这里还是以Core i7为例。
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汇报完毕
谢谢指导！
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• 处理器：至此就得到完整的处理器了(这里是一颗 Core i7)。这种在世界上最干净的房间里制造出来 的最复杂的产品实际上是经过数百个步骤得来的， 这里只是展示了其中的一些关键步骤。
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• 等级测试：最后一次测试，可以鉴别出每一颗处理器的关 键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器 的等级，比如适合做成最高端的Core i7-975 Extreme，还 是低端型号Core i7-920。
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• 清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也 被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂， 注入了不同的原子。注意这时候的绿色和 之前已经有所不同。
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• 晶体管就绪：至此，晶体管经基本完成。 在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填 充铜，以便和其它晶体管互连。
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• 电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀 到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴 极) 。
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• 铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形 成一个薄薄的铜层。
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• 抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶 圆表面。
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• 金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶 体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的 不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复 杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多 层高速公路系统
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• 放置晶圆的黑盒子
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半导体制造工艺流程
半导体制造工艺流程一、引言随着现代科技的飞速发展，半导体技术成为了各个领域中不可或缺的重要基础。
而半导体制造工艺流程则是半导体晶圆生产的关键环节之一、本文将详细介绍半导体制造工艺流程的基本步骤和各个环节所涉及的具体工艺。
二、半导体制造工艺流程1.半导体晶圆清洁：首先需要将半导体晶圆进行清洁处理，以去除表面的杂质和污染物。
这一步骤通常通过使用化学溶液进行清洗，如硝酸、氢氟酸等。
2.晶圆扩散：在晶圆表面进行扩散处理，将一些所需的杂质元素或金属离子引入到晶圆表面，以调整半导体材料的电学性能。
这一步骤通常使用扩散炉进行，通过加热晶圆并与所需气体反应，使其在晶圆表面沉积。
3.光罩制备：通过利用光刻技术，制备用于掩膜的光罩。
光罩是由光刻胶覆盖的晶片，通过在特定区域曝光和显影，形成所需的图案。
4.光刻：将光罩与晶圆进行对位，通过紫外线照射和显影，将光刻胶所曝光区域中的图案转移到晶圆表面。
这一步骤可以定义出晶圆上的电路结构。
5.蚀刻：通过使用化学腐蚀物溶液，将未被光刻胶保护的区域进行蚀刻，以便去除不需要的物质。
这一步骤通常使用干法或湿法蚀刻。
6.沉积：在晶圆表面沉积所需的物质层，如金属、氧化物等。
通过化学气相沉积或物理气相沉积的方法进行。
这一步骤用于制备导线、电容器等元件的电介质层或金属电极。
7.退火：通过加热晶圆并使用气体或纯净的其中一种环境，使其在特定温度和时间下进行退火处理。
这一步骤旨在消除应力，提高晶圆的导电性和结构完整性。
8.电镀：在晶圆表面涂覆金属层，通常使用电化学方法进行。
这一步骤主要用于形成连接器或其他需要导电层的电路结构。
9.封装测试：将晶圆进行切割和封装，形成单个芯片。
然后通过进行功能测试和可靠性测试，以确保芯片的质量和性能。
10.出厂测试：对封装好的芯片进行全面的测试和筛选，以确保只有符合规格要求的芯片进入市场。
三、结论以上是半导体制造工艺流程的基本步骤和环节。
每个步骤都是半导体制造中不可或缺的重要环节，一环扣一环，相互依赖。
芯片制造基本工艺介绍
目录
➢晶圆主要制程简介 ➢ 双极工艺流程简介 ➢ MOS工艺流程简介
半导体产业链
新顺
长电
半导体制造环境要求
• 主要污染源：微尘颗粒、重金属离子、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/ft3
0.1um
I级
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10 级 350
100级 NA
标准双极工艺流程-孔刻蚀和金属连线
金属互联
➢ 孔涂胶 ➢ 孔曝光 ➢ 显影 ➢ 孔刻蚀
➢ 金属淀积 ➢ 金属层涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 金属刻蚀
钝化保护层
➢ 钝化层淀积 ➢ 涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 钝化层刻蚀
CMOS集成电路工艺
--以P阱硅栅CMOS为例
CMOS电路图
VDD
D
P管
S
IN
PR
刻蚀 后
工艺膜层
离子注入
离子注入技术可将杂质以离子型态注入半导体组件 的特定区域上，以获得精确的电子特性。这些离子必须 先被加速至具有足够能量与速度，以穿透（注入）薄膜， 到达预定的注入深度。
离子注入制程可对注入区内的杂质浓度加以精密控 制。基本上，此杂质浓度（剂量）由离子束电流（离子 束内之总离子数）与扫描率（晶圆通过离子束之次数） 来控制，而离子注入之深度则由离子束能量之大小来决 定。
P管源漏形成
B+ P-
N-Si
➢ P管源漏涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ P管源漏注入
N管源漏形成
As
光刻胶
P-
N-Si
➢ N管源漏涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ N管源漏注入
接触孔形成
BPSG
N+ N+ P-
1nm芯片 工艺
1nm芯片工艺全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：1nm芯片工艺是目前半导体技术领域的一项重大突破。
随着信息技术的不断发展，人们对于芯片工艺的要求也越来越高，1nm芯片工艺的出现将为现有的芯片制造业带来巨大的改变。
本文将对1nm芯片工艺进行全面介绍，包括其技术原理、发展历程和应用前景等方面。
一、1nm芯片工艺的技术原理1nm芯片工艺是指在芯片制造过程中，最小的工艺节点达到1纳米。
在这一尺度下，电子元件的尺寸将会变得非常微小，其特性也将发生显著变化。
1nm芯片工艺的实现主要依赖于先进的制造工艺和设备，如光刻技术、化学气相沉积技术、离子注入技术等。
在1nm芯片工艺中，最重要的技术之一是纳米级光刻技术。
光刻技术是芯片制造过程中不可或缺的一步，它通过光刻胶和光掩膜来实现对芯片表面的精确图形转移。
随着工艺尺寸的不断缩小，传统的紫外光刻技术已经无法满足1nm芯片的制造需求，因此科研人员正在不断探索各种新型的纳米级光刻技术，如双重极紫外光刻技术、电子束光刻技术等。
1nm芯片工艺还需要采用先进的化学气相沉积技术。
化学气相沉积技术是一种将固体材料从气相沉积到芯片表面的技术，通过对沉积条件的控制，可以实现对薄膜薄层的高度控制和均匀性。
在1nm芯片工艺中，由于元件尺寸变得越来越小，材料的沉积和控制要求也越来越高，因此科研人员需要不断改进化学气相沉积的工艺。
1nm芯片工艺也需要使用离子注入技术。
离子注入技术是一种通过将离子注入到半导体材料中来改变其电学性质的技术，通过对离子能量和浓度的调控，可以实现对半导体材料的离子掺杂和控制。
在1nm芯片工艺中，离子注入技术可以用于制备高度控制的掺杂层和导线，从而实现芯片元件的功能性设计和优化。
1nm芯片工艺的发展经历了漫长的历程，始于20世纪90年代起，却一直未能实现。
直到近年来，随着纳米技术和半导体制造技术的不断进步，1nm芯片工艺才开始逐渐走向实用化。
在过去的几年里，全球各大半导体制造企业纷纷投入大量资金和人力研发1nm芯片工艺，力求在技术上取得领先优势。
氮化镓(gan)和碳化硅(sic)芯片的生产工艺流程_概述说明
氮化镓(gan)和碳化硅(sic)芯片的生产工艺流程概述说明1. 引言1.1 概述本文将对氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）芯片的生产工艺流程进行概述说明。
GaN和SiC是两种具有广泛应用前景的半导体材料，它们在高频功率电子器件以及光电子器件等领域有着重要的地位。
了解它们的生产工艺流程对于促进半导体行业的发展具有重要意义。
1.2 文章结构本文包括以下几个部分：引言、氮化镓芯片生产工艺流程、碳化硅芯片生产工艺流程、对比分析与讨论、结论与展望。
首先，我们将从一个总体角度介绍氮化镓和碳化硅芯片的生产工艺。
然后，我们将分别详细探讨每个芯片类型的生产过程。
接下来，我们将进行对比分析，比较它们在物理性质、生产效率以及应用领域上存在的差异。
最后，在结论与展望中，我们将总结已有的研究成果，并对未来氮化镓和碳化硅芯片发展趋势进行展望。
1.3 目的本文的目的是全面介绍氮化镓和碳化硅芯片的生产工艺流程，并通过对比分析它们在不同方面的差异来探讨其应用领域。
通过了解这些信息，读者将能够更好地理解半导体行业发展现状，并对未来的技术趋势有所了解。
此外，本文还旨在为相关领域的研究工作者提供参考和启示，促进半导体材料和器件的创新与发展。
2. 氮化镓芯片生产工艺流程:2.1 材料准备:氮化镓芯片的制备过程需要首先准备高纯度的氮化镓基板材料。
常用的氮化镓基板有非晶硅、蓝宝石和硅carb。
2.2 外延生长:在外延生长工艺中，使用金属有机化合物气相沉积(MOCVD) 或分子束外延(MBE) 等技术，在镓基板上逐层沉积氮化镓薄膜。
这些技术通过将金属有机化合物或分子束引向加热的基板表面，使其发生反应并形成晶格匹配的氮化镓晶体。
2.3 制备晶圆:在这一步骤中，利用切割和抛光等工艺对外延生长得到的氮化镓薄膜进行处理，以制备成符合特定尺寸和规格要求的圆形晶圆。
常见工艺包括锯切、打磨和抛光等步骤，以提高晶圆表面的平整度。
以上是氮化镓芯片生产工艺流程中主要的三个环节。
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。
半导体全面分析：制造三大工艺，晶圆四大工艺！
半导体全⾯分析：制造三⼤⼯艺，晶圆四⼤⼯艺！技术：设计流程 100 亿个晶体管在指甲盖⼤⼩的地⽅组成电路，想想就头⽪发⿇！⼀个路⼝红绿灯设置不合理，就可能导致⼤⽚堵车，电⼦在芯⽚上跑来跑去，稍微有个 PN 结出问题，电⼦同样会堵车，所以芯⽚的设计异常重要 芯⽚制造的过程就如同⽤乐⾼盖房⼦⼀样，先有晶圆作为地基，再层层往上叠的芯⽚制造流程后，就可产出必要的芯⽚（后⾯会介绍），然⽽，没有设计图，拥有再强制造能⼒都没有⽤1. 规格制定在 IC 设计中，最重要的步骤就是规格制定，这个步骤就像是在设计建筑前，先决定要⼏间房间、浴室，有什么建筑法规需要遵守，在确定好所有的功能之后在进⾏设计，这样才不⽤再花额外的时间进⾏后续修改第⼀步：确定 IC 的⽬的、效能为何，对⼤⽅向做设定第⼆步：察看需要何种协议，否则芯⽚将⽆法和市⾯上的产品相容第三步：确⽴ IC 的实作⽅法，将不同功能分配成不同的单元，并确⽴不同单元间连结的⽅法，如此便完成规格的制定 2. 设计芯⽚细节这个步骤就像初步记下建筑的规画，将整体轮廓描绘出来，⽅便后续制图。
在 IC 芯⽚中，便是使⽤硬体描述语⾔（HDL）将电路描写出来。
常使⽤的 HDL 有Verilog、VHDL等，藉由程式码便可轻易地将⼀颗 IC 功能表达出来。
接着就是检查程式功能的正确性并持续修改，直到它满⾜期望的功能为⽌ 3. 设计蓝图在 IC 设计中，逻辑合成这个步骤便是将确定⽆误的 HDL code，放⼊电⼦设计⾃动化⼯具（EDA tool），让电脑将 HDL code 转换成逻辑电路，产⽣如下的电路图，之后，反复的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改，直到功能正确为⽌ 4. 电路布局与绕线将合成完的程式码再放⼊另⼀套EDA tool，进⾏电路布局与绕线（Place And Route）。
在经过不断的检测后，便会形成如下的电路图。
图中可以看到蓝、红、绿、黄等不同颜⾊，每种不同的颜⾊就代表着⼀张光罩 ▲常⽤的演算芯⽚- FFT 芯⽚，完成电路布局与绕线的结果 5.光罩⼀颗IC 会产⽣多张的光罩，这些光罩有上下层的分别，每层有各⾃的任务。
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。
芯片制作工艺流程
芯片制作工艺流程工艺流程1）表面清洗晶圆表面附着一层大约2um的AI2O3和甘油混合液保护之，在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。
光刻制造过程中，往往需采用20-30道光刻工序，现在技术主要采有紫外线(包括远紫外线)为光源的光刻技术。
光刻工序包括翻版图形掩膜制造，硅基片表面光刻胶的涂敷、预烘、曝光、显影、后烘、腐蚀、以及光刻胶去除等工序。
⑹腐蚀（etching）经过上述工序后，以复制到光刻胶上的集成电路的图形作为掩模，对下层的材料进行腐蚀。
腐蚀技术是利用化学腐蚀法把材料的某一部分去除的技术。
腐蚀技术分为两大类：湿法腐蚀一进行腐蚀的化学物质是溶液；干法腐蚀（一般称刻蚀）—进行的化学物质是气体。
1湿法腐蚀，采用溶液进行的腐蚀是一种各向同性腐蚀。
因而，光刻胶掩模下面的薄膜材料，在模方向上也随着时间的增长而受到腐蚀，因此，出现与掩模图形不一致的现象，不适用于精细化工艺。
但湿法腐蚀具有设备便宜，被腐蚀速度与光刻胶的腐蚀速度之比（选择比）大，对腐蚀表面无污染，无损伤等优点，适用于非精细化图形的加工。
典型的SiO2膜的腐蚀为稀释的HF溶液或HF、氟化氨混合液（也称缓冲氢氟酸液），氮化硅膜的腐蚀液为180 oC左右的热磷酸；铝的腐蚀液为磷酸溶液（磷酸：醋酸：硝酸=250: 20：3,55 + - 5 oC 。
2干法腐蚀干法刻蚀分为各向同性刻蚀和各向异性刻蚀两种，采用等离子进行刻蚀是各向同性的典型。
在光刻胶去胶装置中，氧的等离子体和光刻胶反应形成H2O和CO2气体。
此时，作为反应基的氧原子团与光刻胶进行各向同性反应。
精细图形进行各向异性很强的干法刻蚀来实现。
反应性离子刻蚀（RIE:reactive ion etching）是一种典型的例子。
RIE是利用离子诱导化学反应，同时离子还起着去除表面生成物露出清洁的刻蚀表面的作用。
但是，这种刻蚀法不能获得高的选择比，刻蚀表面的损伤大，有污染，难以形成更精细的图形。
作为替代技术是能量低，高真空状态下也具有高密度的电子回旋共振等离子设备的开发。
芯片制造的4个主要工艺
芯片制造的4个主要工艺芯片制造的四个主要工艺是：晶圆制备、芯片制造、封装测试和封装。
下面将详细介绍这四个工艺的过程和作用。
一、晶圆制备：晶圆制备是芯片制造的第一步，它是将单晶硅材料制成具有高纯度和平整度的圆片。
晶圆可以看作是芯片的基础。
制备晶圆的过程主要包括：晶体生长、切割和抛光。
晶体生长是通过高温熔融硅材料，并在特定条件下使其重新结晶成为单晶体。
然后，将单晶体切割成薄片，通过抛光使其表面光滑平整。
晶圆制备的质量直接影响到后续工艺的可靠性和芯片的质量。
二、芯片制造：芯片制造是将晶圆上的芯片电路进行加工和形成的过程。
这个过程主要包括：光刻、薄膜沉积、蚀刻、离子注入和金属蒸镀等步骤。
光刻是将芯片上的电路图案通过光刻胶转移到硅片上，形成图案。
薄膜沉积是在芯片表面沉积一层薄膜，用于保护电路或改变电路特性。
蚀刻是通过化学反应将不需要的材料去除，保留需要的电路结构。
离子注入是通过注入掺杂物改变硅片的导电性能。
金属蒸镀是在芯片上蒸镀一层金属，用于连接电路。
芯片制造的过程需要高度精密的设备和工艺控制，以确保电路的精度和可靠性。
三、封装测试：封装测试是将制造好的芯片进行封装和测试的过程。
封装是将芯片封装在塑料或陶瓷封装体中，并连接外部引脚，以便将芯片与外部电路连接。
封装的作用是保护芯片，提高芯片的可靠性和耐久性。
测试是对封装好的芯片进行功能和可靠性测试，以确保芯片的质量和性能符合要求。
封装测试的过程需要精密的设备和测试程序，以确保芯片的质量和可靠性。
四、封装：封装是将封装好的芯片焊接到电路板上，并连接外部元件和电路。
封装的过程主要包括焊接、连接和测试。
焊接是将芯片与电路板上的焊盘通过焊料连接起来，形成电气连接。
连接是将外部元件和电路与芯片的引脚连接起来，以实现整个电路的功能。
测试是对封装好的电路板进行功能和可靠性测试，以确保整个系统的质量和性能符合要求。
封装过程需要高度精密的设备和工艺控制，以确保焊接的质量和连接的可靠性。
LED芯片制造的工艺流程课件
长寿命
LED芯片的使用寿命长，可达到 数万小时，减少了更换灯具的频
率和维护成本。
多样化设计
LED芯片可以制作成各种形状和 大小，方便应用于各种照明场景，
满足不同的设计需求。
显示领域
高亮度
LED芯片能够产生高亮度，使得显示屏幕在强光下 也能清晰可见。
色彩鲜艳
LED芯片可以发出多种颜色的光，使得显示屏幕能 够呈现更加鲜艳和真实的色彩。
详细描述
封装与测试阶段包括将LED芯片粘贴到散热基板上，然后进行必要的焊接和引脚连接。最后进行性能 测试，如亮度、色温、稳定性等，以确保产品符合规格要求。这一阶段也是对前面工艺流程质量的最 终检验。
03
LED芯片制造的关键技术
MOCVD技术
MOCVD技术是制造LED芯片的核心技术之一，它通过将金属有机物和气 相化合物输送到反应室内，在衬底表面进行化学反应，形成所需的薄膜。
可靠性和稳定性。
改进封装工艺
02
通过改进封装工艺，降低封装成本，提高产品的质量和一致性。
强化测试环节
03
对外延片、芯片、封装品等各个阶段进行严格的质量检测和控
制，确保产品的性能和质量。
05
LED芯片制造的应用与前景
照明领域
节能环保
LED芯片具有高效节能和环保的 特点，能够替代传统照明灯具， 降低能源消耗和减少环境污染。
LED芯片的特点
LED芯片具有高效、节能、环保、寿命长等优点，广泛应用于照明、显示、指 示等领域。
LED芯片制造的重要性
推动产业发展
满足市场需求
LED芯片制造是LED产业的核心环节， 其技术水平和产能直接决定了整个 LED产业的发展水平。
随着人们对LED照明和显示需求的增 加，LED芯片制造能够满足市场对高 效、节能、环保照明产品的需求。
集成电路的基本制造工艺
集成电路的基本制造工艺集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是现代电子技术中的重要组成部分，它将数百万个电子元件集成在一个微小的芯片上。
IC的制造工艺是一个复杂而精密的过程，涉及到多个步骤和工艺。
下面将介绍IC的基本制造工艺。
首先是晶圆制备。
晶圆是IC的基础材料，一般使用硅单晶材料。
制备晶圆的过程包括：取得高纯度的硅单晶材料，通过化学反应降低杂质含量，将硅单晶材料熔化后拉出圆柱形，再将其切割成片状。
这些片状的硅单晶材料就是晶圆。
接下来是晶圆洗净。
在IC制造过程中，晶圆表面不能有任何的杂质，因此需要对晶圆进行洗净处理。
这一步骤中，晶圆经过一系列的化学和物理过程，将表面的尘土、油脂等污染物清除，确保晶圆表面干净。
然后是层压。
IC芯片是通过在晶圆表面上涂覆多个材料层来制造的。
层压过程中，使用光刻技术将特定图案的光掩膜映射到晶圆表面，然后用化学物质将非光刻区域的材料去除，形成所需的材料层。
在层压完成后，还需要进行增强。
增强是通过在晶圆上施加高温和高压的方式加强不同材料层之间的结合。
这样可以确保材料层之间的粘合强度，提高整个芯片的可靠性。
接下来是金属沉积。
在IC制造的过程中，需要在晶圆上电镀一层金属，用于形成电子元件的导线。
金属沉积可以通过化学气相沉积或物理气相沉积等方法来实现，将金属材料沉积在晶圆表面。
最后是切割和封装。
在芯片制造完成后，需要将晶圆切割成一个个独立的芯片。
切割可以通过机械切割或者激光切割来完成。
然后，将这些独立的芯片封装在塑料或陶瓷封装体中，以保护芯片不受环境影响。
综上所述，IC的基本制造工艺包括晶圆制备、洗净、层压、增强、金属沉积、切割和封装等步骤。
这些步骤需要高精度的设备和复杂的工艺控制，以确保制造出高质量的集成电路芯片。
IC制造工艺是现代电子工业中的核心技术之一，通过将多个电子元件集成在一个微小的芯片上，实现了电子设备的高度集成和小型化。
IC的制造过程非常复杂，需要精密的设备和高度精确的工艺控制，下面将详细介绍IC制造的相关内容。
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标准双极工艺流程-孔刻蚀和金属连线
金属互联
➢ 孔涂胶 ➢ 孔曝光 ➢ 显影 ➢ 孔刻蚀
➢ 金属淀积 ➢ 金属层涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 金属刻蚀
钝化保护层
➢ 钝化层淀积 ➢ 涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 钝化层刻蚀
CMOS集成电路工艺
--以P阱硅栅CMOS为例Biblioteka CMOS电路图VDD
D
P管
S
IN
离子注入的主要参数有注入能量，注入剂量和注入 角度等。
标准双极工艺流程
-以NPN晶体管为例
标准双极工艺流程---NPN 双极晶体管
标准双极工艺流程-N+埋层
N+埋层
➢ 埋层氧化 ➢ 涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 湿法腐蚀 ➢ 磷扩掺杂 ➢ 埋层推阱
标准双极工艺流程-外延成长
外延
➢ 外延成长
标准双极工艺流程-隔离
OUT
D
N管
S
P阱形成
SiO2
N-Si
➢ 一次氧化 ➢ 涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 湿法腐蚀
N-Si
P阱形成（续）
B
P-
N-Si
P-
N-Si
➢ P阱注入 ➢ P阱推阱氧化
有源区形成
Si3N4
P-
N-Si
PN-Si
Si3N4
➢ SiN淀积 ➢ 涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 湿法SiN腐蚀 ➢ 湿法Oxide腐蚀
P管源漏形成
B+ P-
N-Si
➢ P管源漏涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ P管源漏注入
N管源漏形成
As
光刻胶
P-
N-Si
➢ N管源漏涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ N管源漏注入
接触孔形成
BPSG
N+ N+ P-
P+ P+
N-Si
N+ N+ P-
P+ P+
N-Si
➢ 介质层BPSG淀积 ➢ 介质回流 ➢ 孔涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 孔刻蚀
Diffusion:氧化扩散 Thin Film:薄膜成长 Litho:光刻(图形转移） Etch:刻蚀（图形形成） Implant:离子注入
扩散氧化
扩散氧化工艺的设备是炉管，按圆片放置方式分为立式和卧式两种
立式炉管
卧式炉管
按工艺时的工作压力分为常压炉管和低压炉管 常压炉管按工艺分一般有氧化，掺杂，推阱，退火，回流，合金等 低压炉管按工艺分一般有多晶（LPPoly)，氮化硅（LPSiN）,TEOS氧化层 （LPTEOS），原位掺杂（In-suit Doping Poly),掺氧多晶硅（SIPOS）等
（2）物理气相沉积 （ Physical Vapor Deposition），简称为PVD 按工艺条件分： 1. 蒸镀（Evaporation Deposition） 2. 溅镀（Sputtering Deposition） PVD主要用于金属层形成。
下工序
光刻
前处理（PRIMING） 涂胶（Coating） 软烘（Soft Bake）
隔离
➢ 隔离氧化 ➢ 涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 湿法腐蚀 ➢ 硼扩掺杂 ➢ 隔离介质层淀积 ➢ 隔离推阱
标准双极工艺流程-Base基区
基区
➢ 基区氧化 ➢ 涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 湿法腐蚀 ➢ 基区注入 ➢ 基区推阱
标准双极工艺流程-发射区/集电区
发射区/集电区
➢ 涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 湿法腐蚀 ➢ 磷扩掺杂 ➢ 发射区推阱
1000级 NA
0.2um 0.3um
7.5
3
75
30
750 300
NA NA
0.5um 1 10 100 1000
5.0um NA NA NA 7
IC制程简图
封装测试
Finished Wafer
循环X次
Implant Etch图形
Litho
Thin Film Diffusion
表面处理
Raw Wafer
PR
刻蚀 后
工艺膜层
离子注入
离子注入技术可将杂质以离子型态注入半导体组件 的特定区域上，以获得精确的电子特性。这些离子必须 先被加速至具有足够能量与速度，以穿透（注入）薄膜， 到达预定的注入深度。
离子注入制程可对注入区内的杂质浓度加以精密控 制。基本上，此杂质浓度（剂量）由离子束电流（离子 束内之总离子数）与扫描率（晶圆通过离子束之次数） 来控制，而离子注入之深度则由离子束能量之大小来决 定。
薄膜成长
薄膜成长的主要目的是在圆片表面以化学或物理方式淀积上所需要的膜层。 薄膜沉积技术已发展为二个主要方向：
（1）化学气相沉积 （ Chemical Vapor Deposition），简称为CVD 按工艺条件分： 1. APCVD（常压CVD） 2. LPCVD（低压CVD） 3. PECVD（等离子增强CVD） 4. PCVD（光CVD） 按生成膜的性质类型分： 1. 金属CVD 2. 半导体CVD 3. 介质CVD
晶圆制造基本工艺介绍
目录
➢晶圆主要制程简介 ➢ 双极工艺流程简介 ➢ MOS工艺流程简介
半导体产业链
新顺
长电
半导体制造环境要求
• 主要污染源：微尘颗粒、重金属离子、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/ft3
0.1um
I级
35
10 级 350
100级 NA
光刻的目的是将设计图形 转移到硅片上。
光照
光罩
曝光（EXPOSURE） 显影前烘焙（PreEx B）
返工（REWORK）
显影（DEVELOPING）
光阻PR
坚膜（Hard Bake）
显检（INSPECTION） 测量（METROLOGY）
刻蚀
刻蚀的目的是去除显影后裸露出来的物质，实现图形的转移。 刻蚀主要分为使用化学溶液的湿法蚀刻和使用气体的干法蚀刻。 湿法刻蚀一般使用湿法槽，主要分为氧化层刻蚀，SiN刻蚀， 金属刻蚀，硅刻蚀等 干法刻蚀一般有等离子刻蚀（PE）和反应离子刻蚀（RIE）， 可以去除氧化层，SiN,多晶硅，单晶硅，金属等
N管场区注入
B+
P-
N-Si
P-
N-Si
光刻胶
➢ N管场区涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ N管场区注入
➢ 场氧化 ➢ 氮化硅全剥 ➢ 氧化层腐蚀
P管场区注入
B+ P-
N-Si
➢ P管场区涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ P管场区注入
栅区形成
PN-Si
PN-Si
多晶硅
多晶硅
➢ 栅氧氧化 ➢ 多晶淀积 ➢ 多晶掺杂 ➢ 涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 多晶刻蚀
金属形成
金属（ALSiCu）
N管
P管
N+ N+ P-
P+ P+
N-Si
➢ 金属淀积 ➢ 金属层涂胶 ➢ 曝光 ➢ 显影 ➢ 金属刻蚀
附录 JCOA审批通过记录截屏
谢 谢！