《微电子制造工艺》课程教学大纲
一、课程说明
（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；
课程名称：微电子制造工艺
所属专业：微电子科学与工程
课程性质：专业必修课
学分： 4
（二）课程简介、目标与任务；
本课程作为微电子科学与工程专业的专业必修课，是半导体制造工艺的基础。主要介绍半导体制造相关的全部基础技术信息，以及制造厂中的每一道制造工艺，包括硅片氧化，淀积，金属化，光刻，刻蚀，离子注入和化学机械平坦化等内容。
该课程的目的使学生了解产业变化历史中的所有工艺和设备，以及每道具体工艺的技术发展的现状及发展趋势。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；
上本课程之前或者同时应了解半导体物理的相关知识，以便为本课程打下基础；同时本课程又是集成电路分析与设计，以及微电子制造工艺专业实验及实习的基础。
（四）教材与主要参考书。
本课程所使用的教材是《半导体制造技术》，Michael Quirk, Julian Serda著，韩郑生等译，电子工业出版社。
主要参考书：
《半导体器件物理与工艺》施敏苏州大学出版社
《硅集成电路工艺基础》陈力俊复旦大学出版社
《芯片制造－半导体工艺制程实用教程》电子工业出版社
《集成电路制造技术-原理与实践》电子工业出版社
《超大规模集成电路技术基础》电子工业出版社
《半导体器件基础》电子工业出版社
《硅集成电路工艺基础》北京大学出版社
二、课程内容与安排
第一章半导体产业介绍（3学时）
第二章半导体材料特性（3学时）
第三章器件技术（3学时）
第四章硅和硅片制备（5学时）
第五章半导体制造中的化学品（3学时）
第六章硅片制造中的玷污控制（3学时）
第七章测量学和缺陷检查（3学时）
第八章工艺腔内的气体控制（3学时）
第九章集成电路制造工艺概况（5学时）
第十章氧化（6学时）
第十一章淀积（5学时）
第十二章金属化（5学时）
第十三章光刻：气相成底膜到软烘（4学时）
第十四章光刻：对准和曝光（4学时）
第十五章光刻：光刻胶显影和先进的光科技术（4学时）
第十六章刻蚀（5学时）
第十七章离子注入（4学时）
第十八章化学机械平坦化（4学时）
（一）教学方法与学时分配
采用多媒体课件与板书相结合的课堂教学方法，基于学生便于理解接受的原
则，对不同讲授内容给予不同方式的侧重。学时分配详见课程内容与安排。
（二）内容及基本要求
主要内容：本章属于引言章节，主要介绍半导体产业的历史，现状及发展趋势。要求掌握和了解集成电路制造以及半导体发展的趋势。
【重点掌握】：硅和硅片制备，氧化，淀积，光刻技术
【掌握】：芯片制备过程中的清洗，金属化，刻蚀，离子注入，化学机械平坦化
【了解】：器件技术，半导体制造中的化学品及玷污
【一般了解】：测量学和缺陷检查，工艺腔内的气体控制
【难点】：光刻过程及离子注入
（重点掌握、掌握、了解、一般了解四个层次可根据教学内容和对学生的具体要求适当减少，但不得少于两个层次）
制定人：陶春兰
审定人：
批准人：
日期：
晶圆：由普通硅砂熔炼提纯拉制成硅柱后切成的单晶硅薄片 微电子封装技术特点： 1：向高密度及高I/O引脚数发展，引脚由四边引出趋向面阵引出发展 2：向表面组装示封装(SMP)发展,以适应表面贴装（SMT）技术及生产要求 3：向高频率及大功率封装发展 4：从陶瓷封装向塑料封装发展 5：从单芯片封装（SCP）向多芯片封装（MCP）发展 6：从只注重发展IC芯片到先发展封装技术再发展IC芯片技术技术 微电子封装的定义：是指用某种材料座位外壳安防、固定和密封半导体继承电路芯片，并用导体做引脚将芯片上的接点引出外壳 狭义的电子封装技术定义：是指利用膜技术及微细连接技术，将半导体元器件及其他构成要素在框架或基板上布置、固定及连接，引出接线端子，并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺技术。（最基本的） 广义的电子封装技术定义：是指将半导体和电子元器件所具有的电子的、物理的功能，转变为能适用于设备或系统的形式，并使之为人类社会服务的科学与技术。（功能性的） 微电子封装的功能： 1：提供机械支撑及环境保护； 2：提供电流通路； 3：提供信号的输入和输出通路； 4：提供热通路。 微电子封装的要点： 1：电源分配； 2：信号分配; 3：机械支撑； 4：散热通道； 5：环境保护。 零级封装：是指半导体基片上的集成电路元件、器件、线路；更确切地应该叫未加封装的裸芯片。 一级封装：是指采用合适的材料（金属、陶瓷或塑料）将一个或多个集成电路芯片及它们的组合进行封装，同时在芯片的焊区与封装的外引脚间用引线键合（wire bonding,WB）、载带自动焊（tape automated bonding,TAB）、倒装片键合（flip chip bonding，FCB）三种互联技术连接，使其成为具有实际功能的电子元器件或组件。 二级封装技术：实际上是一种多芯片和多元件的组装，即各种以及封装后的集成电路芯片、微电子产品、以及何种类型元器件一同安装在印刷电路板或其他基板上。
电器制造工艺特点与材料 1、电器制造的特点和要求 电器制造基本属于机械制造的范畴，但也有它本身的特点。第一，电器制造的总体结构是由金属材料制造的机械结构，用以完成支撑、传动、储能等机械动作，以达到电器分断的目的。第二，电器零部件的加工方法主要是采用冷冲压、机械切削加工和热处理等通用机械加工工艺。这是与机械行业本身基本相同的制造范畴。 但是，电气制造业有其独特的特点，主要有以下几点： 1.）工艺涉及面极广。电器制造，尤其是开关制造因其电器性能的要求，设计了多种不同的制造工艺：如冷冲压工艺、塑料压制工艺、绝缘处理工艺、电阻焊接工艺、电器元件热处理工艺、弹簧制造工艺、电镀工艺。当然还包括机加工工艺等工艺。涉及面极广，这就使得电器制造工艺有许多与普通机械工艺不同的特点。有些特殊工艺如果减少，在外观上无法发现，如：双金属稳定处理工艺，不进行这些复杂的工艺，可大大降低成本，但产品会有严重的隐患。 2.）工艺装备多。工艺装备时指除机加工之外，所有的工、量、卡具和模具。在开关制造中，冲压模具是最主要的工艺装备，约占整个工艺装备数量的50%~80%。电器制造都是大批制造。一般来说，工艺装备越多，产品质量越稳定而生产效率越高。 3.）材料的品种、规格繁多。在电器制造中，采用的材料品种规格可达数千种。电器对材料性能有多方面的要求。有些材料不仅要有良好的机械性能，还需要有良好的导磁、导电、导热性能，对另外一些材料又要求有很高的绝缘强度和耐导弧性能，另外还对材料提出了耐磨、耐化学、耐腐蚀等苛刻的要求，当然，所有的材料都要求有良好的工艺性。 4. ）制造精度高。低压电器在工作过程中，不仅有简单的机械运动。同时还有一系列的电、热、磁能的能量转换。因此，对于电器零件，不仅要求有尺寸、几何形状和位置的精度，还要考虑零件及零件材料的导电、导热、导磁、灭弧、绝缘等性能对产品特性的影响。零部件的精度等级必须满足产品技术参数的要求。如：触头压力、接触电阻、动作参数、动作时间、温升等。 此外，对影响产品电磁特性的零件相互位置、几何形状、精度以及热处理规范也有着很高的要求。有些零部件在常温常态下没有问题，但是一但通电，改变了常温常态在电场、电磁场、高温的状态下，会产生很大变化。会严重影响技术参数。如弹簧、常温下压力正常，高温下可能退火变软，压力迅速减小，引发电器故障。再如绝缘材料，如果因潮湿导致绝缘性能大幅下降，有可能引起开关相间短路而爆炸。 制造精度如何，仅从电器外观上是看不出来的，劣质产品的外观有时甚至比质量好的还漂亮，但对于用户来说选购了这种产品就等于选择了事故隐患。 5 ）材料： 在电气材料中，除了大量采用黑色金属，有色金属外，还大量采用了贵重、稀有金属。如：银、镍、铂、铬和磷青铜、铍青铜、镍铬铁、铁铬铝，双金属等合金材料，在塑料、绝缘材料中，也广泛使用了聚四氟乙烯、DMC（玻璃纤维增强塑料）、聚酰胺（尼龙）、三聚氰胺等高绝缘强度和耐磨、耐电弧材料。 这些大量的贵重、有色金属、绝缘材料其价格都很高，近年来又连年提高价格。他们在产品成本中一般要占70%~80%。有些非正规生产厂家，之所以产品价格很低而还可以拿到利润，就是在这些内容上作了手脚。 A、金属材料 1.黑色金属：主要指钢板、圆钢类、钢丝类材料 用途：黑色金属是组成开关电器的主要材料，其制品负责满足电器动作、传动、支撑的要求。也有少量要满足电器的电性能要求（如弧角、栅片）。 质量：板类材料主要对材料的材质、厚度、表面质量有要求。如：常用的Q235（A3)钢板，要求材料保证机械性能指标（不保证化学成分），材料厚度要在国标允差范围之内，例如厚度为1mm的钢板（冷）允差为±0.07mm。再如钢丝类材料，要求具有准确的外径，具有均匀的材质和良好的热处理性能等。弹簧对开关的重要性使大家都知道的。 B、有色金属：主要指铜及铜合金材料。它们具有高导电性、足够的机械强度、不易氧化、不易腐蚀、易 加工、易焊接的特性。
微电子技术及其发展 1200240227 杨晓东21世纪是高新技术时代的高速发展时期，随着科技不断进步与创新，电子行业逐渐占据重要地位。科学家们逐渐发现了微电子行业的巨大作用。那么什么是微电子呢？微电子在现代化进程中有哪些应用呢？它对一些科技发展是否起着不可或缺的作用呢？我们国家对于微电子的发展到了哪一步呢？国家又采用了什么政策呢？微电子是否和我们大学生青年息息相关呢？带着这些疑问，我们一同去探讨。 首先，到底什么是微电子呢？微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支。尽管只是作为电子学的分支学科，它主要研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。微电子学又是信息领域的重要基础学科，在这一领域上，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息获取的科学，构成了信息科学的基石，其发展直接影响着整个信息技术的发展。微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。微电子学是一门综合性很强的边缘学科，其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统的设计、测试等多方面的内容；涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试和加工、图论、化学等多个领域。 可见微电子是一门极其复杂的电子科学。因为其广泛的应用，近年来在军事科技，通信及太空探索等方面得到迅速发展。微电子技术是高科技和信息产业的核心技术。微电子产业是基础性产业，之所以发展得如此之快，除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外，还与它极强的渗透性有关。另外，现代战争将是以集成电路为关键技术、以电子战和信息战为特点的高技术战争。几乎所有的传统产业只要与微电子技术结合，用集成电路芯片进行智能改造，就会使传统产业重新焕发青春。例如微机控制的数控机床己不再是传统的机床；又如汽车的电子化导致汽车工业的革命，目前先进的现代化汽车，其电子装备已占其总成本的70%。进入信息化社会，集成电路成为武器的-个组成单元，于是电子战、智能武器应
微电子科学与工程专业本科培养计划 Undergraduate Program for Specialty in Microelectronic Science and Engineering 一、培养目标 Ⅰ．Program Objectives 本专业培养掌握微电子科学与工程专业必需的基础知识、基本理论和基本实验技能，能够从事该领域的各种微电子材料、器件、封装、测试、集成电路设计与系统的科研、教学、科技开发、工程技术、生产管理等工作的高级专门人才。 This program trains advanced talents with basic knowledge, theory and experimental skills necessary for Microelectronic Science and Engineering. These talents can be engaged in various works in microelectronic materials, devices, packaging, testing, integrated circuit design and system as well as the scientific research, education, technique development, engineering technology, production management. 二、基本规格要求 Ⅱ．Learning Outcomes 毕业生应获得以下几个方面的知识和能力： 1、具有扎实的自然科学基础，良好的人文社会科学基础和外语能力； 2、掌握本专业领域较宽的基础理论知识，主要包括固体物理、半导体物理、微电子材料、微电子器件、集成电路设计等方面的基础理论知识；在本专业领域内具备从事科学研究的能力； 3、受到良好的工程实践训练，掌握各种微电子器件与集成电路的分析、设计与制造方法，具有独立进行微电子材料及器件性能分析、集成电路设计、微电子工艺流程的基本能力；具备一定的工程开发和组织管理能力； 4、了解本专业的最新发展动态和发展前景，了解微电子产业的发展状况。 The program requires that the learners have the knowledge and abilities listed as follows: 1. Have solid foundation in natural science, basic fine knowledge in humanities and social sciences
1.电解铜箔生产工艺 电解铜箔自20 世纪30 年末开始生产后，被用于电子工业，随着电子工业的发展，电解铜箔的品质在不断提高，其制造技术也在快速发展，各铜箔生产企业及相关研究单位对电解铜箔制造技术的研究也取得了相当大的进步，形成多家多种电解铜箔制造技术，各企业生产电解铜箔的关键技术千差万别，但无论关键技术及其具体工艺区别有多大，作为电解铜箔制造的工艺过程都大致包括电解液制备、原箔制造、表面处理、分切加工以及相关的检测控制、附属配备等工序。基本工艺流程如图5-1-1 。 5.11工艺流程 2.电解液的制备 电解液制备是电解铜箔生产的第一道工序，主要就是将铜料溶解成硫酸溶液，并经一系列过滤净化，制备出成分合格、纯净度很高的电解液。电解液质量的好坏，直接影响着铜箔产品品质的好坏，不但影响铜箔的内在质量，还影响铜箔外观质量。因此，必须严格控制溶铜造液过程所用的原料辅料，还要严格控制电解液制备的生产设备和操作过程。 作为制备电解液过程，所用的原料有电解铜、裸铜线、铜元杆、铜米等。要求原料含铜纯度必须达到99.95% 以上，铜料中各种杂质如Pb 、Fe、Ni 、As 、Sb 、AI 、S 及有机杂质等必须符合GB 4667-1997《电解阴极铜》国家标准中一号铜要求。硫酸作为一种重要的材料，生产过程中必不可少，其质量也要达到国家标准化学纯级技术要求。 （1）.几种常见的电解液制备工艺流程 第一种流程
第二种流程 第三种流程
第四种流程 3. 电解液制备过程 上面仅列举了4 种有代表性的电解液制备工艺流程，除此之外，由于各铜箔生产企业技术水平、设备条件、配套能力等区别，以及生产铜箔档次要求的不同，在电解液制备循环方式上都有一定的区别。虽然电解液循环方式不同，但其机理都是一样的，都包含有铜料溶解、有机物去除、固体颗粒过滤、温度调整、电解液成分调整等作用和目的。 首先将经过清洗的铜料及硫酸、去离子水加入到具有溶解能力的溶铜罐中，向罐内鼓人压缩空气，在加热(一般为50-90 t) 条件下，使铜发生氧化，生成的氧化铜与硫酸发生反应，生成硫酸铜水溶液，当溶解到一定cu2 + 浓度(一般为120 -150 gIL) 时，进入原液罐(或经过滤后再到原液罐)，与制筒机回流的贫铜电解液(一般为70 -100 gIL) 混合，以使电解液成分符合工艺要求，然后再经过一系列活性炭过滤、机械过滤、温度调整等设备及过程后，把符合工艺要求的电解液送人制筒机(或称电解机组)进行原箱生产制造。在实际生产过程中，电解液都是循环使用的，不断的从制循机中生产原筒，消耗电解液中的铜，而由溶铜罐不断溶铜，再经一系列过滤、温度调整、成分调整后，不断送人制筒机。这其中，利用活性炭吸附掉电解液中的有机物(包括有机添加剂) ，机械过滤滤掉(截留) 电解液中的固体颗粒物。 电解制备过程不但要保证电解液连续不断地循环，还要及时调整并控制好电解液成分(含铜、含硫酸浓度)、电解液温度、循环量匹配等技术指标。 4. 电解液制备主要工艺参数 电解液工艺指标是一个非常重要的参数，在很大程度上决定着电解铜锚质量，决定着溶铜造液的能力和电解液制备所用的设备规格和数量，电解液各工艺
原材料使用及生产工艺流程说明 第一章：原材料明细 婴儿纸尿裤、纸尿片的组成材料主要为：非织造布、进口原生纯木浆、高分子吸水树脂（SAP）、湿强纸、仿布防漏流延膜、热熔胶、左右腰贴、前腰贴、弹性PU等。 一．原材料使用要求：所有原材料外观应洁净，无油污、脏污、蚊虫、异物；并且符合环保要求；无毒、无污染、材料可降解；卫生指标符合GB15979 《一次性使用卫生用品卫生标准》规定要求。 二．原材料使用明细： 非织造布：主要用于产品的面层、直接与婴儿皮肤接触、可选的材料有无纺布或竹炭纤维； 进口原生木浆：主要作用是快速吸收尿液；可选材料主要为原生针叶木浆。已经考察的品牌有美国的石头、白玉、惠好、IP、瑞典的女神、俄罗斯的布阔等； 高分子吸水树脂：主要作用是吸收、锁住水分；主要选择日本住友和德国巴斯夫； 湿强纸：卫生包装用纸，含有湿强剂；主要用于包覆绒毛浆和SAP的混合物，便于后续工艺以及防止吸收体分解； 仿布防漏流延膜：主要用作产品的底层；防止尿液渗漏污染衣物或床上用品；主要参考的材料是台湾的复合透气流延膜； 热熔胶：用于任意两种材料的复合；主要选用德国汉高的产品或国民淀粉； 左右腰贴和前腰贴：主要用于婴儿纸尿裤上、让产品具备一定的形状；主要采用美国3M公司产品； 弹性PU：主要作用是让产品更贴身、防止尿液后漏；首选产品为美国3M 弹性PU 。 第二章：工艺流程
一．工艺流程 木浆拉毛——SAP添加——湿强纸包覆——吸收体内切——面层复合——前腰贴复合——底膜复合——左右贴压合——主体折合——产品外切——三折——成品输送——包装——装箱——检验入库——结束 二．流程说明 木浆拉毛：原生木浆经过专用设备拉毛成为绒毛浆；才具备快速吸水的能力； SAP添加：准确控制SAP的施加量，使其均匀混合在绒毛浆里，增加吸收体的吸水速度；利用SAP的锁水特性使混合物吸水后不会反渗； 湿强纸包覆：为了工艺的流畅性以及吸收体的整体性，利用湿强纸的特性对绒毛浆和SAP的混合物进行包覆； 吸收体内切：对经过湿强纸包覆的混合装物体进行分切；使其具备吸收体的形状； 面层复合：将面层材料（无纺布或竹炭纤维）用热熔胶复合在吸收体上，是吸收体不直接与皮肤接触； 前腰贴复合：在底膜和吸收体符合前，为了工艺的流畅性首先把前腰贴复合在底膜上； 底膜复合：利用热熔胶将底膜复合在吸收体上； 左右贴压合：利用压力将左右贴复合在底膜和面层上； 主体折合：将吸收体以外的部分折合在吸收体上，方便后续工艺进行； 产品外切：根据产品规格对产品进行分切； 三折：对分切后的产品进行折合，方便后续包装； 成品输送：将分切后的产品输送到包装部位； 包装：将三折后的产品按照一定的数量装入包装袋； 装箱：将包装后的产品装入纸箱。 检验入库：入库前对产品进行最后一次检验；合格后入库。 流程结束！
各种材料及其加工工艺详解 1. 表面立体印刷（水转印）水转印——是利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移，基本流程为： a. 膜的印刷：在高分子薄膜上印上各种不同图案； b. 喷底漆：许多材质必须涂上一层附着剂，如金属、陶瓷等，若要转印不同的图案，必须使用不同的底色，如木纹基本使用棕色、咖啡色、土黄色等，石纹基本使用白色等； c. 膜的延展：让膜在水面上平放，并待膜伸展平整； d. 活化：以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态； e. 转印：利用水压将经活化后的图案印于被印物上； f. 水洗：将被印工件残留的杂质用水洗净； g. 烘干：将被印工件烘干，温度要视素材的素性与熔点而定； h. 喷面漆：喷上透明保护漆保护被印物体表面； i. 烘干：将喷完面漆的物体表面干燥。水转印技术有两类，一种是水标转印技术，另一种是水披覆转印技术，前者主要完成文字和写真图案的转印，后者则倾向于在整个产品表面进行完整转印。披覆转印技术(CubicTransfer)使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于水披覆薄膜张力极佳，很容易缠绕于产品表面形成图文层，产品表面就像喷漆一样得到截然不同的外观。披覆转印技术可将彩色图纹披覆在任何形状之工件上，为生产商解决立体产品印刷的问题。曲面披
覆亦能在产品表面加上不同纹路，如皮纹、木纹、翡翠纹及云石纹等，同时亦可避免一般板面印花中常现的虚位。且在印刷流程中，由于产品表面不需与印刷膜接触，可避免损害产品表面及其完整性。 2. 金属拉丝直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速转动的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。 螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌
西安工业大学 题目：电解铜箔表面结构及性能影响因素 姓名：刘畅 专业：机械设计制造及其自动化 班级：080217班 学号：080217 指导教师：贾建利
电解铜箔表面结构及性能影响因素 摘要：对铜箔进行化学处理，考察阴极钛辊表面粗糙度及阴极钛辊的腐蚀对铜箔的性能及表面图像影响。研究结果表明：增加处理液中 Cu2+浓度及提高电流密度，有利于表面粗糙度增加，抗剥离强度增大，蚀刻因子 Ef 降低。若同时降低浸泡复合液中 Cu2+和 Zn2+浓度，增加 Sb2+浓度，则表面粗糙度及抗剥离强度降低，蚀刻因子增加；复合液中 Sb2+浓度增加也能使表面粗糙度增加，蚀刻因子增加，但是，抗剥离强度基本没有变化。添加 CuSO4后，阴极钛辊腐蚀速度下降，当 CuSO4质量浓度达到 20 g/L后，钛的耐腐蚀速度在 0.050 mm/a以下；当钛辊表面粗糙度 Rz降低时，电解铜箔表面相对平整，晶粒大小较均匀，排列较规则。 关键词：电解铜箔；化学处理；表面粗糙度；腐蚀 Abstract:Effects of surface roughness and erosion of titanium cathode drum on performance of electrolytic copper foils and surface images were studied by chemical treatments. The results show that surface roughness and contradict debonding intensity increases and etch factorial (Ef) decreases with the increase of copper concentration and electric current density. When the concentration of copper and zinc of leached compound solution decreases, surface roughness and contradict debonding intensity decreases but etch factorial (Ef) increases. When the concentration of Sb2+ of leached
第四章晶圆制造 1．CZ法提单晶的工艺流程。说明CZ法和FZ法。比较单晶硅锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点。 答：1、溶硅2、引晶3、收颈4、放肩5、等径生长6、收晶。CZ法：使用射频或电阻加热线圈，置于慢速转动的石英坩埚内的高纯度电子级硅在1415度融化（需要注意的是熔硅的时间不宜过长）。将一个慢速转动的夹具的单晶硅籽晶棒逐渐降低到熔融的硅中，籽晶表面得就浸在熔融的硅中并开始融化，籽晶的温度略低于硅的熔点。当系统稳定后，将籽晶缓慢拉出，同时熔融的硅也被拉出。使其沿着籽晶晶体的方向凝固。籽晶晶体的旋转和熔化可以改善整个硅锭掺杂物的均匀性。 FZ法：即悬浮区融法。将一条长度50-100cm 的多晶硅棒垂直放在高温炉反应室。加热将多晶硅棒的低端熔化，然后把籽晶溶入已经熔化的区域。熔体将通过熔融硅的表面张力悬浮在籽晶和多晶硅棒之间，然后加热线圈缓慢升高温度将熔融硅的上方部分多晶硅棒开始熔化。此时靠近籽晶晶体一端的熔融的硅开始凝固，形成与籽晶相同的晶体结构。当加热线圈扫描整个多晶硅棒后，便将整个多晶硅棒转变成单晶硅棒。 CZ法优点：①所生长的单晶的直径较大，成本相对较低；②通过热场调整及晶转，坩埚等工艺参数的优化，可以较好的控制电阻率径向均匀性。缺点：石英坩埚内壁被熔融的硅侵蚀及石墨保温加热元件的影响，易引入氧、碳杂质，不易生长高电阻率单晶。 FZ法优点：①可重复生长，提纯单晶，单晶纯度较CZ法高。②无需坩埚、石墨托，污染少③高纯度、高电阻率、低氧、低碳④悬浮区熔法主要用于制造分离式功率元器件所需要的晶圆。缺点：直径不如CZ法，熔体与晶体界面复杂，很难得到无位错晶体，需要高纯度多晶硅棒作为原料，成本高。 MCZ：改进直拉法优点：较少温度波动，减轻溶硅与坩埚作用，降低了缺陷密度，氧含量，提高了电阻分布的均匀性 2．晶圆的制造步骤【填空】 答：1、整形处理：去掉两端，检查电阻确定单晶硅达到合适的掺杂均匀度。 2、切片 3、磨片和倒角 4、刻蚀 5、化学机械抛光 3. 列出单晶硅最常使用的两种晶向。【填空】 答：111和100. 4. 说明外延工艺的目的。说明外延硅淀积的工艺流程。 答：在单晶硅的衬底上生长一层薄的单晶层。 5. 氢离子注入键合SOI晶圆的方法 答：1、对晶圆A清洗并生成一定厚度的SO2层。2、注入一定的H形成富含H的薄膜。3、晶圆A翻转并和晶圆B键合，在热反应中晶圆A的H脱离A和B键合。4、经过CMP和晶圆清洗就形成键合SOI晶圆 6. 列出三种外延硅的原材料，三种外延硅掺杂物【填空】 7、名词解释：CZ法提拉工艺、FZ法工艺、SOI、HOT(混合晶向)、应变硅 答：CZ法：直拉单晶制造法。FZ法：悬浮区融法。SOI：在绝缘层衬底上异质外延硅获得的外延材料。HOT：使用选择性外延技术，可以在晶圆上实现110和100混合晶向材料。应变硅：通过向单晶硅施加应力，硅的晶格原子将会被拉长或者压缩不同与其通常原子的距离。 第五章热处理工艺 1. 列举IC芯片制造过程中热氧化SiO2的用途？
金属加工工艺 第一篇变形加工第二篇切削加工第三篇磨削加工第四篇焊接第五篇热处理第六篇表面处理 第一篇变形加工 一、塑性成型 二、固体成型 三、压力加工 四、粉末冶金 一、塑性成型加工 塑性(成型) 塑性(成型)加工是指高温加热下利用模具使金属在应力下塑性变形。 分类： 锻造： 锻造：在冷加工或者高温作业的条件下用捶打和挤压的方式给金属造型，是最简单最古老的金属造型工方式给金属造型，艺之一。艺之一。 扎制： 扎制：高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子，高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子，辊子将金属扎入型模中以获得预设的造型。 挤压：用于连续加工的，具有相同横截面形状的实心或者空心金属造型的工艺，状的实心或者空心金属造型的工艺，既可以高温作业又可
以进行冷加工。 冲击挤压：用于加工没有烟囱锥度要求的小型到中型规格的零件的工艺。生产快捷，可以加工各种壁厚的零件，加工成本低。 拉制钢丝： 拉制钢丝：利用一系列规格逐渐变小的拉丝模将金属条拉制成细丝状的工艺。 二、固体成型加工 固体成型加工：是指所使用的原料是一些在常温条件下可以进行造型的金属条、片以及其他固体形态。加工成本投入可以相对低廉一些。 固体成型加工分类：旋压：一种非常常见的用于生产圆形对称部件的加工方法。加工时，将高速旋转的金属板推近同样高速旋转的，固定的车床上的模型，以获得预先设定好的造型。该工艺适合各种批量形式的生产。弯曲：一种用于加工任何形式的片状，杆状以及管状材料的经济型生产工艺。 冲压成型： 金属片置于阳模与阴模之间经过压制成型，用于加工中空造型，深度可深可浅。 冲孔： 利用特殊工具在金属片上冲剪出一定造型的工艺，小批量生产都可以适用。冲切：与冲孔工艺基本类似，不同之处在于前者利用冲下部分，而后者利用冲切之后金属片剩余部分。 切屑成型：当对金属进行切割的时候有切屑生产的切割方式统称为切屑
你该知道的微电子技术知识 二大爷公司笨笨收集 微电子技术是十九世纪末,二十世纪初开始发展起来的以半导体集成电路为核心的高新电子技术,它在二十世纪迅速发展,成为近代科技的一门重要学科。微电子技术作为电子信息产业的基础和心脏,对航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术及家用电器产业的发展产生直接而深远的影响。尤其是微电子技术是军用高技术的核心和基础。军用高技术的迅猛发展，武器装备的巨大变革，在某种意义来说就是微电子技术迅猛发展和广泛应用的结果。微电子技术的渗透性最强，对国民经济和现代科学技术发展起着巨大的推动作用，其发展水平和发展规模已成为衡量一个国家军事、经济实力和技术进步的重要标志。正因为如此、世界各国都把微电子技术作为最要害的技术列在高技术的首位，使其成为争夺技术优势的最重要的领域。 一、基本概念 简介：微电子技术是随着集成电路,尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术。它包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,是微电子学中的各项工艺技术的总和。微电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的,其核心是集成电路,即通过一定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互联,采用微细加工工艺,集成在一块半导体单晶片(如硅和砷化镓)上,并封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能。与传统电子技术相比,其主要特征是器件和电路的微小型化。它把电路系统设计和制造工艺精密结合起来,适合进行大规模的批量生产,因而成本低,可靠性高。
图1 微电子技术中元器件发展演变 特点：微电子技术当前发展的一个鲜明特点就是：系统级芯片（System On Chip，简称SOC）概念的出现。在集成电路（IC）发展初期，电路都从器件的物理版图设计入手，后来出现了IC单元库，使用IC设计从器件级进入到逻辑级，这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与IC设计，极大的推动了IC产业的发展。由于IC设计与工艺技术水平不断提高，集成电路规模越来越大，复杂程度越来越高，已经可以将整个系统集成为一个芯片。正是在需求牵引和技术推动的双重作用下，出现了将整个系统集成在一个IC芯片上的系统级芯片的概念。其进一步发展，可以将各种物理的、化学的和生物的敏感器（执行信息获取功能）和执行器与信息处理系统集成在一起，从而完成从信息获取、处理、存储、传输到执行的系统功能，这是一个更广义上的系统集成芯片。很多研究表明，与由IC组成的系统相比，由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况，可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。微电子技术从IC 向SOC转变不仅是一种概念上的突破，同时也是信息技术发展的必然结果。目前，SOC技术已经崭露头角，21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。 微电子技术的另一个显着特点就是其强大的生命力，它源于可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其他学科相结合，便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点。作为与微电子技术成功结合的典型例子便是MEMS（微电子机械系统或称微机电系统）技术和生物芯片等。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的，后者则是与生物工程技术结合的产物。 应用领域：
微电子科学与工程专业 一、培养目标 本专业培养德、智、体等方面全面发展，具备微电子科学与工程专业扎实的自然科学基础、系统的专业知识和较强的实验技能与工程实践能力，能在微电子科学技术领域从事研究、开发、制造和管理等方面工作的专门人才。 二、专业特色 微电子科学与工程是在物理学、电子学、材料科学、计算机科学、集成电路设计制造学等多个学科和超净、超纯、超精细加工技术基础上发展起来的一门新兴学科。微电子技术是近半个世纪以来得到迅猛发展的一门高科技应用性学科，是21世纪电子科学技术与信息科学技术的先导和基础，是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础，被誉为现代信息产业的心脏和高科技的原动力。本专业主要学习半导体器件物理、功能电子材料、固体电子器件，集成电路设计与制造技术、微机械电子系统以及计算机辅助设计制造技术等方面的基础知识和实践技能，培养出来的学生在微电子技术领域初步具有研究和开发的能力。 三、培养标准 本专业学生要求在物理学、电子技术、计算机技术和微电子学等方面掌握扎实的基础理论，掌握微电子器件及集成电路的原理、设计、制造、封装与应用技术，接受相关实验技术的良好训练，掌握文献资料检索基本方法，具有较强的实验技能与工程实践能力，在微电子科学与工程领域初步具有研究和开发的能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1. 具有较好的人文科学素养、创新精神和开阔的科学视野； 2. 树立终身学习理念，具有较强的在未来生活和工作中继续学习的能力； 3. 具有较扎实的自然科学基本理论基础； 4. 具备微电子材料、微电子器件、集成电路、集成系统、计算机辅助设计、封装技术和测试技术等方面的理论基础和实验技能； 5. 了解本专业领域的科技发展动态及产业发展状况，熟悉国家电子信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规； 6.掌握文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法； 7.具有归纳、整理和分析实验结果以及撰写论文、报告和参与学术交流的能力。 77
1、分立器件和集成电路的区别 分立元件：每个芯片只含有一个器件；集成电路：每个芯片含有多个元件。 2、平面工艺的特点 平面工艺是由Hoerni于1960年提出的。在这项技术中，整个半导体表面先形成一层氧化层，再借助平板印刷技术，通过刻蚀去除部分氧化层，从而形成一个窗口。 P-N结形成的方法： ①合金结方法 A、接触加热：将一个p型小球放在一个n型半导体上，加热到小球熔融。 B、冷却：p型小球以合金的形式掺入半导体底片，冷却后，小球下面形成一个再分布结晶区，这样就得到了一个 pn结。 合金结的缺点：不能准确控制pn结的位置。 ②生长结方法 半导体单晶是由掺有某种杂质（例如P型）的半导体熔液中生长出来的。 生长结的缺点：不适宜大批量生产。 扩散结的形成方式 与合金结相似点： 表面表露在高浓度相反类型的杂质源之中 与合金结区别点： 不发生相变，杂质靠固态扩散进入半导体晶体内部 扩散结的优点 扩散结结深能够精确控制。 平面工艺制作二极管的基本流程： 衬底制备——氧化——一次光刻（刻扩散窗口）——硼预沉积——硼再沉积——二次光刻（刻引线孔）——蒸铝——三次光刻（反刻铝电极）——P-N结特性测试 3、微电子工艺的特点
高技术含量设备先进、技术先进。 高精度光刻图形的最小线条尺寸在亚微米量级，制备的介质薄膜厚度也在纳米量级，而精度更在上述尺度之上。超纯指工艺材料方面，如衬底材料Si、Ge单晶纯度达11个9。 超净环境、操作者、工艺三个方面的超净，如 VLSI在100级超净室10级超净台中制作。 大批量、低成本图形转移技术使之得以实现。 高温多数关键工艺是在高温下实现，如：热氧化、扩散、退火。 4、芯片制造的四个阶段 固态器件的制造分为4个大的阶段（粗线条）： ①材料制备 ②晶体生长/晶圆准备 ③晶圆制造、芯片生成 ④封装 晶圆制备： （1）获取多晶 （2）晶体生长----制备出单晶，包含可以掺杂（元素掺杂和母金掺杂） （3）硅片制备----制备出空白硅片 硅片制备工艺流程（从晶棒到空白硅片）： 晶体准备（直径滚磨、晶体定向、导电类型检查和电阻率检查）→ 切片→研磨→化学机械抛光（CMP）→背处理→双面抛光→边缘倒角→抛光→检验→氧化或外延工艺→打包封装 芯片制造的基础工艺 增层——光刻——掺杂——热处理 5、high-k技术
微电子行业前景与就业形势 当前，我们正在经历新的技术革命时期，虽然它包含了新材料、新能源、生物工程、海洋工程、航空航天技术和电子信息技术等等，但是影响最大，渗透性最强，最具有新技术革命代表性的乃是以微电子技术为核心的电子信息技术。 自然界和人类社会的一切活动都在产生信息，信息是客观事物状态和运动特征的一种普通形式，它是为了维持人类的社会、经济活动所需的第三种资源（材料、能源和信息）。社会信息化的基础结构，是使社会的各个部分通过计算机网络系统，连结成为一个整体。在这个信息系统中由通讯卫星和高速大容量光纤通讯将各个信息交换站联结，快速、多路地传输各种信息。在各信息交换站中，有多个信息处理中心，例如图形图像处理中心、文字处理中心等等；有若干信息系统，例如企事业单位信息系统，工厂和办公室自动化系统，军队连队信息系统等等；在处理中心或信息系统中还包含有许多终端，这些终端直接与办公室、车间、连队的班排、家庭和个人相连系。像人的神经系统运行于人体一样，信息网络系统把社会各个部分连结在信息网中，从而使社会信息化。海湾战争中，以美国为首的多国部队的通讯和指挥系统基本上也是这样一个网络结构，它的终端是直接武装到班的膝上（legtop）计算机，今后将发展到个人携带的PDA（Person-al Date Assistant）。 实现社会信息化的关键部件是各种计算机和通讯机，但是它的基础都是微电子。当1946年2月在美国莫尔学院研制成功第一台名为电子数值积分器和计算器（Electronic Numlerical Inte-grator and Computer）即ENIAC问世的时候，是一个庞然大物，由18000个电子管组成，占地150平方米，重30吨，耗电140KW，足以发动一辆机车，然而不仅运行速度只有每秒5000次，存储容量只有千位，而且平均稳定运行时间才7分钟。试设想一下，这样的计算机能够进入办公室、企业车间和连队吗所以当时曾有人认为，全世界只要有4台ENIAC就够了。可是现在全世界计算机不包括微机在内就有几百万台。造成这个巨大变革的技术基础是微电子技术，只有在1948年Bell实验室的科学家们发明了晶体管（这可以认为是微电子技术发展史上的第一个里程碑），特别是1959年硅平面工艺的发展和集成电路的发明（这可以认为是微电子技术第二个里程碑），才出现了今天这样的以集成电路技术为基础的电子信息技术和产业。而1971年微机的问世（这可以认为是微电子技术第三个里程碑），使全世界微机现在的拥有率达到％，在美国每年由计算机完成的工作量超过4000亿人年的手工工作量。美国欧特泰克公司总裁认为：微处理器、宽频道连接和智能软件将是下世纪改变人类社会和经济的三大技术创新。 当前，微电子技术发展已进入“System on Chip”的时代，不仅可以将一个电子子系统或整个电子系统“集成”在一个硅芯片上，完成信息加工与处理的功能，而且随着微电子技术的成熟与延拓，可以将各种物理的、化学的敏感器（执行信息获取的功能）和执行器与信息处理系统“集成”在一起，从而完成信息获取、处理与执行的系统功能，一般称这种系统为微机电系统（MEMS：Micro Electronics Machinery System），可以认为这是微电子技术又一次革命性变革。集成化芯片不仅具有“系统”功能，并且可以以低成本、高效率的大批量生产，可靠性好，耗能少，从而使电子信息技术广泛地应用于国民经济、国防建设乃至家庭生活的各个方面。在日本每个家庭平均约有100个芯片，它已如同细胞组成人体一样，成为现代工农业、国防装备和家庭耐用消费品的细胞。集成电路产业产值以年增长率≥13％，在技术上，集成度年增长率46％的速率持续发展，世界上还没有一个产业能以这样高的速度持续地增长。1990年日本以微电子为基础的电子工业产值已超过号称为第一产业的汽车工业而成为第一大产业。2000年电子信息产业，将成为世界第一产业。集成电路的原料主
电解铜箔制造过程及其生产原理 (一)电解铜箔制造工艺过程 电解铜箔自20 世纪30 年末开始生产后，被用于电子工业，随着电子工业的发展，电解铜箔的品质在不断提高，其制造技术也在快速发展，各铜箔生产企业及相关研究单位对电解铜箔制造技术的研究也取得了相当大的进步，形成多家多种电解铜箔制造技术，各企业生产电解铜箔的关键技术千差万别，但无论关键技术及其具体工艺区别有多大，作为电解铜箔制造的工艺过程都大致包括电解液制备、原箔制造、表面处理、分切加工以及相关的检测控制、附属配备等工序。基本工艺流程如图5-1-1 。 (二)电解液制备 电解液制备是电解铜箔生产的第一道工序，主要就是将铜料溶解成硫酸溶液，并经一系列过滤净化，制备出成分合格、纯净度很高的电解液。电解液质量的好坏，直接影响着铜箔产品品质的好坏，不但影响铜箔的内在质量，还影响铜箔外观质量。因此，必须严格控制溶铜造液过程所用的原料辅料，还要严格控制电解液制备的生产设备和操作过程。 作为制备电解液过程，所用的原料有电解铜、裸铜线、铜元杆、铜米等。要求原料含铜纯度必须达到99.95% 以上，铜料中各种杂质如Pb 、Fe、Ni 、As 、Sb 、AI 、S 及有机杂质等必须符合GB 4667-1997《电解阴极铜》国家标准中一号铜要求。硫酸作为一种重要的材料，生产过程中必不可少，其质量也要达到国家标准化学纯级技术要求。 1.几种常见的电解液制备工艺流程 (1)第一种流程(图5-1-2)
(4) 第四种流程(图5-1-5 ) 2. 电解液制备过程 上面仅列举了4 种有代表性的电解液制备工艺流程，除此之外，由于各铜箔生产企业技术水平、设备条件、配套能力等区别，以及生产铜箔档次要求的不同，在电解液制备循环方式上都有一定的区别。虽然电解液循环方式不同，但其机理都是一样的，都包含有铜料溶解、有机物去除、固体颗粒过滤、温度调整、电解液成分调整等作用和目的。
Accumulating contact 积累接触Accumulation region 积累区 Accumulation layer 积累层Active region 有源区 Active component 有源元Active device 有源器件 Activation 激活Activation energy 激活能 Active region 有源（放大） 区 Admittance 导纳 Allowed band 允带 Alloy-junction device合金结器件 Aluminum(Aluminium) 铝 Aluminum – oxide 铝氧化物 Aluminum passivation 铝钝 化 Ambipolar 双极的 Ambient temperature 环境温度Amorphous 无定形的，非晶体的 Amplifier 功放扩音器 放大器 Analogue(Analog) comparator 模拟比较器 Angstrom 埃Anneal 退火 Anisotropic 各向异性的 Anode 阳极 Arsenic (AS) 砷 Auger 俄歇 Auger process 俄歇过程 Avalanche 雪崩 Avalanche breakdown 雪崩击穿 Avalanche excitation雪崩激发 Background carrier 本底载流子 Background doping 本底掺杂Backward 反向 Backward bias 反向偏置
Ballasting resistor 整流电阻 Ball bond 球形键合 Band 能带 Band gap 能带间隙 Barrier 势垒 Barrier layer 势垒层 Barrier width 势垒宽度 Base 基极 Base contact 基区接触 Base stretching 基区扩展效应 Base transit time 基区渡越时间 Base transport efficiency基区输运系数 Base-width modulation基区宽度调制 Basis vector 基矢 Bias 偏置 Bilateral switch 双向开关 Binary code 二进制代码Binary compound semiconductor 二元化合物半导体 Bipolar 双极性的 Bipolar Junction Transistor (BJT)双极晶体管Bloch 布洛赫 Blocking band 阻挡能带 Blocking contact 阻挡接触 Body - centered 体心立方 Body-centred cubic structure 体立心结构 Boltzmann 波尔兹曼 Bond 键、键合 Bonding electron 价电子 Bonding pad 键合点 Bootstrap circuit 自举电路 Bootstrapped emitter follower 自举射极跟随器Boron 硼Borosilicate glass 硼硅玻璃 Boundary condition 边界条件 Bound electron 束缚电子 Breadboard 模拟板、实验板 Break down 击穿 Break over 转折 Brillouin 布里渊 Brillouin zone 布里渊区