微细加工（微电子工艺）1.ppt

* 微细加工与MEMS技术 电子科技大学 微电子与固体电子学院 张庆中 教材： 《微电子制造科学原理与工程技术》，Stephen A. Campbell，电子工业出版社 主要参考书： 《微细加工技术》，蒋欣荣，电子工业出版社 VLSI Technology, S. M. Sze 《半导体制造技术》，Michael Quirk, Julian Serda，电子工业出版社 第 1 章 引论 1.1 主要内容 加工尺度：亚毫米 ~ 纳米量级。 加工单位：微米 ~ 原子或分子线度量级（10 –8 cm）。 加工形式：分离加工、结合加工、变形加工。 微细加工技术的涉及面极广，具有 “大科学” 的性质，其发展将依赖于基础材料、器件物理、工艺原理、精密光学、电子光学、离子光学、化学、计算机技术、超净和超纯技术、真空技术、自动控制、精密机械、冶金化工等方面的成果。 微细加工技术的应用十分广泛，主要应用于集成电路以及微机电系统（MEMS）的制造。 加工尺度：微米 ~ 纳米。 1.2 微细加工技术在集成电路发展中的作用 一、集成电路发展简史 58年，锗 IC 59年，硅 IC 61年，SSI（10 ~ 100 个元件/芯片），RTL 62年，MOS IC，TTL，ECL 63年，CMOS IC 64年，线性 IC 65年，MSI （100 ~ 3000个元件/芯片） 69年，CCD 70年，LSI （3000 ~ 10万个元件/芯片），1K DRAM 71年，8位 MPU IC，4004 72年，4K DRAM，I2L IC 77年，VLSI（10万 ~ 300万个元件/芯片），64K DRAM， 16位 MPU 80年，256K DRAM，2 ?m 84年，1M DRAM，1 ?m 85年，32 位 MPU，M 68020 86年，ULSI（300万 ~ 10亿个元件/芯片）， 4 M DRAM ( 8×106, 91 mm2, 0.8 ?m, 150 mm ) ， 于 89 年开始商业化生产，95 年达到生产顶峰。主要工 艺技术：g 线（436 nm）步进光刻机、1 : 10 投影曝光、 负性胶 正性胶、各向异性干法腐蚀、LOCOS 元件 隔离技术、LDD 结构、浅结注入、薄栅绝缘层、多晶 硅或难熔金属硅化物、多层薄膜工艺等。 88年，16 M DRAM（3×107, 135 mm2, 0.5 ?m, 200 mm）， 于 92 年开始商业化生产，97 年达到生产顶峰。主要 工艺技术：i 线（365 nm）步进光刻机、选择 CVD 工艺、 多晶硅化物、难熔金属硅化物多层布线、接触埋入、 化学机械抛光（CMP）工艺等。 91年，64 M DRAM（1.4×108, 198 mm2, 0.35 ?m, 200 mm）， 于 94 年开始商业化生产，99 年达到生产顶峰。主要 工艺技术：i 线步进光刻机、相移掩模技术、低温平 面化工艺、全干法低损伤刻蚀、加大存储电容工艺、 增强型隔离、RTP/RTA工艺、高性能浅结、CMP 工艺、生产现场粒子监控工艺等。 92年，256 M DRAM（5.6×108, 400 mm2, 0.25 ?m, 200 mm）， 于 98 年开始商业化生产，2002 年达到生产顶峰。 主要工艺技术：准分子激光（248 nm）步进光刻机、 相移掩模技术、无机真空兼容全干法光刻胶、 0.1 ?m 浅结、低温工艺和全平坦化工艺、CVD Al、 Cu 金属工艺、生产全面自动化等。 95年，GSI（ 10亿个元件/芯片），