集成电路的制造工艺流程

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
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三、IC构装制程
• IC構裝製程（Packaging）：利用塑膠或 陶瓷包裝晶粒與配線以成積體電路
• 目的：是為了製造出所生產的電路的保 護層，避免電路受到機械性刮傷或是高 溫破壞。
1000
5.0um NA NA NA 7
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半导体元件制造过程
前段（Front End）制程---前工序
晶圆处理制程（Wafer Fabrication；简称 Wafer Fab）
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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
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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，
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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 7.5 3 75 30 750 300
NA NA
0.5um 1 10 100
N P
NPN
PNP
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NPN晶体管刨面图
SiO2
B
N+ E
AL C
P
P+
P+
N-epi
N+-BL
P-SUB
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1.衬底选择
P型Si ρ 10Ω.cm 111晶向,偏离2O~5O
晶圆（晶片） 晶圆（晶片）的生产由砂即（二氧化硅）开始， 经由电弧炉的提炼还原成 冶炼级的硅，再经由 盐酸氯化，产生三氯化硅，经蒸馏纯化后，透 过慢速分 解过程，制成棒状或粒状的「多晶 硅」。一般晶圆制造厂，将多晶硅融解 后，再 利用硅晶种慢慢拉出单晶硅晶棒。一支85公分 长，重76.6公斤的 8寸 硅晶棒，约需 2天半时间 长成。经研磨、抛光、切片后，即成半导体之 原料 晶圆片
外延淀积
基区光刻
再氧化
隔离扩散
隔离光刻
基区扩散 再分布及氧化 发射区光刻 背面掺金
热氧化 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
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横向晶体管刨面图
B
C E
P+
P N
P
P+
P
PNP
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纵向晶体管刨面图
CBE P
N
N+ C
B
E p+
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半导体制造工艺分类
MOS型
双极型
PMOS型 NMOS型 CMOS型 饱和型
非饱和型
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BiMOS TTL I2L ECL/CML
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半导体制造工艺分类
• 一 双极型IC的基本制造工艺：
• A 在元器件间要做电隔离区（PN结隔离、 全介质隔离及PN结介质混合隔离）
ECL（不掺金） （非饱和型） 、 TTL/DTL （饱和型） 、STTL （饱和型） B 在元器件间自然隔离
半导体制造工艺流程
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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
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Fra Baidu bibliotek
半导体元件制造过程可分为
• 前段（Front End）制程 晶圆处理制程（Wafer Fabrication；简称 Wafer Fab）、 晶圆针测制程（Wafer Probe）；
B 以双极型工艺为基础
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双极型集成电路和MOS集成电 路优缺点
双极型集成电路 中等速度、驱动能力强、模拟精度高、功耗比 较大 CMOS集成电路
低的静态功耗、宽的电源电压范围、宽的输出电压幅 度（无阈值损失），具有高速度、高密度潜力；可与 TTL电路兼容。电流驱动能力低
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外延层淀积
1。VPE（Vaporous phase epitaxy) 气相外延生长硅
SiCl4+H2→Si+HCl 2。氧化
Tepi>Xjc+Xmc+TBL-up+tepi-ox
SiO2
N-epi
• 後段（Back End） 构装（Packaging）、 测试制程（Initial Test and Final Test）
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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。
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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。 杂质浓度大
SiO2
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 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)
I2L（饱和型）
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半导体制造工艺分类
• 二 MOSIC的基本制造工艺： 根据栅工艺分类
• A 铝栅工艺 • B 硅 栅工艺 • 其他分类 1 、（根据沟道） PMOS、NMOS、CMOS 2 、（根据负载元件）E/R、E/E、E/D
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半导体制造工艺分类
• 三 Bi-CMOS工艺： A 以CMOS工艺为基础 P阱 N阱