芯片制造工艺（33页)ppt课件

1、IC产业链的分工设计制造封装.目前微电子产业已逐渐演化为设计，制造和封装三个相对独立的产业。.IC 制造river.tw.0 IC制造技术1、晶片制备2、掩模板制备3、晶片加工.Initial oxSi substrateInitial oxSi substratePRDiff modulePHOTO moduleETCH moduleIni oxSi subPRThin film moduleIni oxSi subDiff, PHOTO, ETCH, T/FIC cross sectionWATWafer SortingChip Cutting初始晶片(primary wafer)Bond

2、ingPackagingFinal TestIC 制造过程.IC內部构造导电电路绝缘层硅底材元件构造內连导线架构FieldOxideFieldOxideSource/DrainRegionsGateOxide.NPN双极型晶体管三极管.第一块IC.MOS构造.0.1 晶片制备1、资料提纯硅棒提纯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CMP5、晶片评价检查.0.1.1 资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/分子会趋于固体构造的陈列，构成较小的中心晶粒，控制晶粒取

3、向，可得到单晶构造的半导体。例如：8晶片的晶棒重达200kg，需求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 .掩模板运用举例：光刻开窗.0.3 晶片加工主要步骤：氧化开窗掺杂金属膜构成掺杂堆积钝化.0.3.1 氧化氧化膜SiO2 、SiNH的作用：维护：如，钝化层密度高、非常硬掺杂阻挠：阻挠分散，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

4、热膨胀系数很接近，在高温氧化、掺杂、分散等公益中，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 掺杂分散分散原理杂质原子在高温1000-1200度下从硅晶片外表的高浓度区向衬底内部的低浓度区逐渐分散。分散浓度与温度有关： 1000-1200度分散快.0.3.4 分散分散步骤：1、预分散淀积恒定外表源分散分散过程中，硅片的外表杂质浓度不变，温度低，时间短，分散浅：控制分散杂质的数量。2、主分散有限外表源分

5、散分散过程中，硅片的外表杂质源不补充，温度高，时间长，分散深：控制分散杂质的外表浓度和分散深度、或暴露外表的氧化。.分散分散分类及设备：按照杂质在室温下的形状分为：液态源分散、气态源分散、固态源分散.0.3.5 薄膜淀积、金属化薄膜：普通指，厚度小于1um薄膜淀积技术：构成绝缘薄膜、半导体薄膜、金属薄膜等金属化、多层互连：将大量相互隔离、互不衔接的半导体器件如晶体管衔接起来，构成一个完好的集成块电路.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PVD2、化学气相淀积CVD：APCVD、LPCVD、PECVD.薄膜淀积物理气相淀积PVDPVD：利用某种物理过程，例如蒸发或 溅射景象，实现物质转移，即原子或分子从原料外表逸出，构成粒子射入到硅片外表，凝结构成固态薄膜。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CVDCVD：利用含有薄膜元素的反响剂在衬底外表发生化学反响，从而在衬底外表淀积薄膜。常用方法：1、外延生长2、 热CVD包括：常压CVD= APCVD、低压CVD=HPCVD3、等离子CVD=PECVD.CVD原理表示图.0.3.5.2