第02章-半导体制造工艺概要.pptx

第二章半导体制造工艺;硅制造 光刻技术 氧化物生长和去除 扩散和离子注入 硅淀积和刻蚀 金属化 组装;硅制造;冶金级多晶硅 石英矿和碳加热至2000℃，得到液态熔融硅 冷却后形成由大量细小晶粒结合在一起的多晶硅 SiO2 + 2C ? Si + 2CO 半导体级多晶硅 冶金级硅与HCl气体在高温和催化剂下反应，生成三氯硅烷SiHCl3 三氯硅烷常温下为液态，经蒸馏提纯 用氢气将纯净的三氯硅烷还原为多晶硅单质 SiHCl3 + H2 ? Si + 3HCl;Czochralski (CZ) 工艺;晶体生长过程;硅锭;晶圆制造工序 切除硅锭两端锥形头 打磨硅锭至合适直径 确定晶向，打磨晶向标记平面 切片，得到晶圆 (Wafer) 抛光 倒角 晶向 晶圆表面方向决定了晶圆的很多特性 不同切割方向暴露出的原子结构不同，形成电子器件的电学特性也不同;晶圆成品;硅晶圆的解理特征;光刻技术;淀积和刻蚀 大多数淀积和刻蚀工艺不具有选择性 少数选择性工艺的速度太慢或成本过于高昂 光刻 复杂图形照相式的复制到晶圆表面 所得版式可以用于选择性的阻挡淀积或刻蚀;光刻胶 一种光敏乳胶剂 对一定波长的光非常敏感 粘附于晶圆上形成均匀薄膜 溶剂蒸发并烘烤后变硬便于处理 正胶 曝光的正胶在紫外线下分解，变得可溶 未曝光的负胶在显影液中不可溶 正胶使用更多 负胶 曝光的负胶在紫外线下聚合，变得不可溶 未曝光的负胶在特定溶剂中可溶;曝光简图;显影剂 由有机溶剂的混合物组成 可溶解部分光刻胶 显影 显影剂溶解部分光刻胶，暴露出晶圆表面 淀积或刻蚀只能影响到暴露的区域 定影 用更具腐蚀性的溶剂混合物剥除光刻胶 或者在氧气氛围中采用反应离子刻蚀对光刻胶进行化学破坏 光刻胶不能作为能够抵挡高温的掩模层;氧化物生长和去除;二氧化硅的特性 能够形成性能良好的二氧化硅 可以通过在氧化气氛中简单加热生长 能够抵抗大多数普通溶剂 易溶于氢氟酸溶液 极好的绝缘体 氧化工艺 干法：在纯净干燥的氧气中加热，速度缓慢，质量很高，用于器件 湿法：在氧气混合水蒸气中加热，速度加快，质量降低，用于场氧化层 淀积：在非硅材料上形成二氧化硅，通过气态硅化合物和气态氧化剂反应值得，用于两层导体之间的绝缘层或保护层;氧化炉简图;氧化物去除;湿法刻蚀 使用稀释的氢氟酸溶液 干法刻蚀 反应离子刻蚀 (RIE) 等离子刻蚀 化学气相刻蚀;反应离子刻蚀;对晶圆表面形貌的影响;;;;;扩散和离子注入;扩散工艺;磷扩散工艺;;;;;硅淀积和刻蚀;单晶硅 在暴露的单晶硅表面，可以淀积单晶硅薄膜 多晶硅 在氧化物或氮化物薄膜上，将形成多晶硅;低压化学气相淀积 (LPCVD);N型埋层 (NBL) 的形成;硅介质隔离;;金属化;;;;;;;;铝的缺点 电阻比铜大，在亚微米工艺下表现明显 电迁徙问题 铜的优点 导电性能好 提高抗电迁徙特性;;;组装;;DIP-8线框简图;;塑模成形 修整引线 标记芯片型号、号码、其他标识码等 测试 包装;本章结束