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文档简介
IC产业链的分工,目前微电子产业已逐渐演变为设计,制造和封装三个相对独立的产业。,IC制作,.tw,0IC制造技术,1、晶片制备2、掩模板制备3、晶片加工,Diffmodule,PHOTOmodule,ETCHmodule,Iniox,Sisub,PR,Thinfilmmodule,Iniox,Sisub,Diff,PHOTO,ETCH,T/F,FinalTest,IC制造过程,IC內部结构,NPN双极型晶体管(三极管),第一块IC,MOS结构,0.1晶片制备,1、材料提纯(硅棒提纯)2、晶体生长(晶棒制备)3、切割(切成晶片)4、研磨(机械磨片、化学机械抛光CMP)5、晶片评估(检查),0.1.1材料提纯(硅棒提纯),提纯原理:盐水结冰后,冰中盐的含量较低=在液态硅(熔区)中,杂质浓度大些提纯方法:区域精炼法,液态物质降温到凝固点以下,有些原子/分子会趋于固体结构的排列,形成较小的核心(晶粒),控制晶粒取向,可得到单晶结构的半导体。例如:8晶片的晶棒重达200kg,需要3天时间来生长,0.1.2晶棒生长直拉法,0.1.3切割(切成晶片),锯切头尾检查定向性和电阻率等切割晶片晶片厚约50m,0.2掩模板制备,特殊的石英玻璃上,涂敷一层能吸收紫外线的鉻层(氧化鉻或氧化铁),再用光刻法制造光刻主要步骤涂胶曝光显影显影蚀刻,光刻工艺,掩模板应用举例:光刻开窗,0.3晶片加工,主要步骤:氧化开窗掺杂金属膜形成掺杂沉积钝化,0.3.1氧化,氧化膜(SiO2、SiNH)的作用:保护:如,钝化层(密度高、非常硬)掺杂阻挡:阻挡扩散,实现选择性掺杂绝缘:如,隔离氧化层介质:电容介质、MOS的绝缘栅晶片不变形:与Si晶片的热膨胀系数很接近,在高温氧化、掺杂、扩散等公益中,晶片不会因热胀冷缩而产生弯曲,氧化,氧化方法:溅射法、真空蒸发法、CVD、热氧化法等例:干氧化法:Si+O2=SiO2(均匀性好)湿氧化法:Si+O2=SiO2(生长速度快)Si+2H2O=SiO2+H2,0.3.2开窗,0.3.3掺杂(扩散),扩散原理杂质原子在高温(1000-1200度)下从硅晶片表面的高浓度区向衬底内部的低浓度区逐渐扩散。扩散浓度与温度有关:(1000-1200度扩散快),0.3.4扩散,扩散步骤:1、预扩散(淀积)恒定表面源扩散(扩散过程中,硅片的表面杂质浓度不变),温度低,时间短,扩散浅:控制扩散杂质的数量。2、主扩散有限表面源扩散(扩散过程中,硅片的表面杂质源不补充),温度高,时间长,扩散深:控制扩散杂质的表面浓度和扩散深度、或暴露表面的氧化。,扩散,扩散分类及设备:按照杂质在室温下的形态分为:液态源扩散、气态源扩散、固态源扩散,0.3.5薄膜淀积、金属化,薄膜:一般指,厚度小于1um薄膜淀积技术:形成绝缘薄膜、半导体薄膜、金属薄膜等金属化、多层互连:将大量相互隔离、互不连接的半导体器件(如晶体管)连接起来,构成一个完整的集成块电路,0.3.5.1薄膜淀积,薄膜:小于1um,要求:厚度均匀、高纯度、可控组分、台阶覆盖好、附着性好、电学性能好薄膜淀积方法:1、物理气相淀积(PVD)2、化学气相淀积(CVD:APCVD、LPCVD、PECVD),薄膜淀积物理气相淀积(PVD),PVD:利用某种物理过程,例如蒸发或溅射现象,实现物质转移,即原子或分子从原料表面逸出,形成粒子射入到硅片表面,凝结形成固态薄膜。1、真空蒸发PVD2、溅射PVD,真空蒸发PVD,溅射PVD,溅射镀铝膜,薄膜淀积化学气相淀积(CVD),CVD:利用含有薄膜元素的反应剂在衬底表面发生化学反应,从而在衬底表面淀积薄膜。常用方法:1、外延生长2、热CVD(包括:常压CVD=APCVD、低压CVD=HPCVD)3、等离子CVD(=PECVD),CVD原理示意图,0.3.5.2金属化、多层互连,金属
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