集成电路薄膜简介
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半导体芯片膜层结构
半导体芯片(也称为集成电路或芯片)的膜层结构是指芯片表面覆盖的各种薄膜层,这些薄膜层通常由不同材料组成,并在制造过程中逐层堆叠而成。
膜层结构的设计和制造对芯片的性能和功能起着关键作用。
一般来说,半导体芯片的膜层结构包括以下几个主要部分:
1.衬底层(Substrate):衬底层是芯片的基础材料,通常由硅(Silicon)或其他半导体材料制成。
衬底层通常具有特定的晶格结构和导电性能,用于支撑和稳定芯片的其他薄膜层。
2.绝缘层(Insulating Layer):绝缘层通常位于衬底层之上,用于隔离不同电路之间的电性和防止电路之间的干扰。
常见的绝缘材料包括二氧化硅(Silicon Dioxide)等。
3.导体层(Conductive Layer):导体层通常用于制作芯片中的电路元件,如导线、晶体管等。
常见的导体材料包括金属(如铝、铜)等。
4.沟槽和孔洞(Trenches and Vias):沟槽和孔洞是用于连接不同层之间的导线和元件的通道。
它们通常通过刻蚀或沉积等工艺形成,用于实现芯片中电路的连接和互联。
5.保护层(Passivation Layer):保护层用于覆盖芯片表面,保护芯片免受环境因素(如湿气、化学物质等)的侵蚀和损坏。
常见的保护材料包括氮化硅(Silicon Nitride)等。
6.金属层(Metal Layer):金属层通常用于制作芯片中的导线和
连接器。
金属层可以通过金属沉积和光刻工艺形成,用于实现芯片中电路元件之间的连接。
2023年薄膜集成电路行业市场前景分析薄膜集成电路(Thin Film Integrated Circuit, TFIC)是一种新型的微电子组件,因其分子层上进行区域感光曝光、刻蚀和成膜等传统微电子工艺,配合可加工的材料(如有机硅材料)制造的电路板,具有薄、轻、小等优点,成为了未来电子产品的主要组成部分之一。
本文从薄膜集成电路行业的市场现状、市场趋势以及行业发展路径三个方面进行分析。
一、市场现状目前,薄膜集成电路主要应用于手机、智能手表、智能穿戴等智能设备市场,越来越多的通信设备制造商开始关注TFIC技术的应用情况,并纷纷推出基于TFIC技术的中高端智能设备。
此外,随着消费电子市场发展,同时也在一定程度上拉动了TFIC市场的需求。
据MarketsandMarkets调研显示,全球薄膜集成电路市场规模约为60亿美元,2019年到2024年,薄膜集成电路市场将以约8.8%的复合年增长率增长到109亿美元。
其中,亚太地区薄膜集成电路市场规模最大,达到了33亿美元。
参数电路和功能电路是目前市场上使用较广泛的TFIC类型。
二、市场趋势1、5G技术推广带动市场需求增长随着5G技术的全面普及,相关硬件设备市场需求将会大大增长,这也将带动TFIC 市场的增长。
5G技术的发展需要更加快速、高效、低延迟的处理和传输能力,而TFIC技术具有小尺寸、高集成度、低功耗等优点,也更符合5G技术的需求。
2、智能穿戴市场逐渐兴起随着智能化得到人们不断的关注,智能穿戴市场逐渐兴起。
如智能手表、智能眼镜等穿戴设备,都需要采用TFIC技术实现功能的实现。
未来这一市场有望给TFIC带来更为广阔的市场空间。
3、3D打印技术的推广和应用随着3D打印技术的不断发展和应用,相信TFIC技术也会更加高效、精准、自动地形成,从而推动薄膜集成电路市场规模的快速发展。
三、行业发展路径1、加大科技创新力度TFIC技术是复合材料、多层膜、光电集成、射频集成等多领域技术的结合,因此未来TFIC行业应加大科技创新力度,尤其是结合先进技术,提升TFIC的集成度、可靠性及生产效率。
集成电路中的薄膜技术与工艺1引言薄膜技术是集成电路(IC)制造中的一种关键技术。
它是指将层状材料以较薄的方法涂敷于芯片表面,形成各种不同的电路元器件与线路。
薄膜技术的应用范围十分广泛,包括电容器、电阻器、电感器、场效应晶体管等等。
同时,薄膜技术也是IC制造中非常重要的工艺之一,为芯片的高度集成提供了技术保障。
本文将就薄膜技术及其工艺进行详细介绍。
2薄膜技术薄膜技术是以各种材料为基础,采用化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)和溶液沉积等方法将膜状材料涂敷于芯片表面的制造技术。
薄膜技术的制造精度高、制造的电路器件稳定性好,被广泛应用于各种电路元器件的制造中。
薄膜材料的种类众多,常用的薄膜材料有SiO2、SiNx、Ti、Al、Mo等。
这些材料经过各种化学或物理方法,形成较薄的均匀层状结构,提供制造各种高精度电路元器件的基础。
薄膜技术的应用范围广泛。
比如,在电容器制造中,利用薄膜技术在芯片表面涂上金属电极,然后将电介质材料(SiO2、SiNx等)涂敷在金属电极上,形成一定厚度的电介质层,最终形成高精度的电容器;在电阻器制造中,利用薄膜技术将SiO2沉积在金属线路上,然后控制SiO2的厚度,调节电阻器的阻值等等。
3薄膜制造方法薄膜技术的制造方法包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)和溶液沉积等方法。
CVD是将制造层状材料所需的原料气体通过化学反应,在芯片表面进行反应,产生需要的薄膜材料的过程。
CVD方法具有高制造精度和高稳定性的特点。
具体操作上,将适量的气体原料(比如SiCl4)引入反应室,然后加热至高温,待原料在高温下分解并反应,使沉积到芯片表面,形成所需的薄膜材料。
PVD是用强流电子束、离子束或溅射法将薄膜材料通过物理方式沉积到芯片表面的方法。
PVD方法具有沉积速度快、晶体结构致密的特点。
这种方法经常被用于金属材料的制造过程中。
具体操作上,通过一定的电场作用,加速金属原子并喷向芯片基板表面,经过一系列物理化学反应,形成所需的金属薄膜。
tft工艺流程TFT(薄膜晶体管)是一种集成电路中常用的薄膜技术,广泛应用于液晶显示器等电子产品中。
下面将介绍一下TFT工艺流程。
TFT工艺流程主要包含以下几个步骤:第一步是基板准备。
TFT的基板通常是玻璃或者塑料材料,首先需要清洗基板,以保证表面的干净度。
接下来,进行镀膜处理,使用ITO(透明导电氧化物)材料涂覆在基板的一侧,形成导电层。
第二步是图案化工艺。
这个步骤是将设计好的电路图案转移到基板上。
在导电层上涂覆一层光敏胶,并使用光罩照射光线,使光敏胶在光照区域发生化学反应。
然后,通过洗涤,去除未光照的光敏胶,形成所需的电路图案。
第三步是薄膜沉积。
电路图案已经形成后,需要在基板上沉积一层薄膜。
这一层薄膜通常是氧化硅(SiO2)或者氧化硅氮(SiON),用于保护电路和改善TFT性能。
薄膜沉积可以通过物理气相沉积(PVD)或者化学气相沉积(CVD)等技术实现。
第四步是有源区域制备。
有源区域是TFT电路中的主要部分,用于控制电流流过液晶元素。
在沉积的薄膜上,通过光刻和蚀刻等技术,制备出有源区域的通道、源极和栅极等。
第五步是封装和封装测试。
TFT电路完成后,需要进行封装,将其与液晶屏幕等组件组合在一起,形成完整的显示器件。
封装过程中还需要进行相关测试,以确保产品的质量和性能。
最后一步是测试和质量控制。
对于TFT电路来说,测试非常重要,只有通过严格的测试才能保证产品的质量和可靠性。
测试主要包括开路测试、短路测试、漏电流测试等。
总结起来,TFT工艺流程是一个综合工艺流程,通过不同的步骤实现电路的制备、封装和测试。
这些步骤对于确保TFT产品的质量和性能至关重要,同时也需要在整个流程中严格控制工艺参数,以提高产品的可靠性和一致性。
薄膜集成电路的应用领域薄膜集成电路(Thin Film Integrated Circuit,TFIC)是一种基于薄膜材料制造的集成电路,具有体积小、功耗低、成本低等优点。
薄膜集成电路的应用领域非常广泛,主要包括以下几个方面:一、通信领域随着移动通信的迅速发展,薄膜集成电路在通信领域的应用越来越广泛。
在手机、平板电脑等移动设备中,薄膜集成电路作为其核心部件,承担信号调制解调、放大、滤波等职能,保证了通信质量的稳定和可靠。
二、医疗设备领域薄膜集成电路在医疗设备领域的应用非常广泛,涉及到体外诊断、体内检测、医疗监测等多个领域。
如血糖仪、心电图、血氧仪、手持采血器等,都采用了薄膜集成电路技术,从而实现了便携、高精度、实时监测。
三、消费电子领域薄膜集成电路在消费电子领域的应用非常广泛,如智能手表、智能家居、智能穿戴等。
在这些电子产品中,薄膜集成电路作为其核心部件,实现了信息处理、数据传输、能源控制等功能,满足了人们对于智能化、随身化和高效化的需求。
四、工业自动化领域薄膜集成电路在工业自动化领域的应用也很广泛。
例如,在机床控制、航空航天、汽车电子、工业机器人等领域,薄膜集成电路技术被广泛应用,实现了高精度、高性能、高可靠性的机电一体化控制。
五、军事领域薄膜集成电路在军事领域的应用也非常广泛,主要用于军事卫星、军用雷达、导弹控制等领域。
这些设备的关键部件,采用了薄膜集成电路技术,实现了高度的敏感度、高精度的测量和控制,从而提高了军事装备的作战效能和可靠性。
综上所述,薄膜集成电路在巨大的应用市场中,正发挥着越来越重要的作用,在数字化、智能化、高可靠的生产与生活中,越来越成为重要的核心技术。
集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。
采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。
它在电路中用字母IC表示。
集成电路发明者为杰克▪基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特▪诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。
当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。
集成电路,英文为Integrated Circuit,缩写为IC;顾名思义,就是把一定数量的常用电子元件,如电阻、电容、晶体管等,以及这些元件之间的连线,通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。
是20世纪50年代后期一60年代发展起来的一种新型半导体器件。
它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺,把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上,然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。
其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。
集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术,主要体现在加工设备,加工工艺,封装测试,批量生产及设计创新的能力上。
为什么会产生集成电路?我们知道任何发明创造背后都是有驱动力的,而驱动力往往来源于问题。
那么集成电路产生之前的问题是什么呢?我们看一下1942年在美国诞生的世界上第一台电子计算机,它是一个占地150平方米、重达30吨的庞然大物,里面的电路使用了17468只电子管、7200只电阻、10000只电容、50万条线,耗电量150千瓦。
显然,占用面积大、无法移动是它最直观和突出的问题;如果能把这些电子元件和连线集成在一小块载体上该有多好!我们相信,有很多人思考过这个问题,也提出过各种想法。
典型的如英国雷达研究所的科学家达默,他在1952年的一次会议上提出:可以把电子线路中的分立元器件,集中制作在一块半导体晶片上,一小块晶片就是一个完整电路,这样一来,电子线路的体积就可大大缩小,可靠性大幅提高。
薄膜混合集成电路
薄膜混合集成电路(以下简称FMC)是一种在薄膜基底上制造的集成电路。
FMC具有体积小、重量轻、功耗低、成本较低等优势,适用于各种应用场景。
FMC的制作过程包括以下几个步骤:
1. 基底准备:选择合适的薄膜基底,如聚酰亚胺(PI)薄膜,进行清洗和预处理,确保基底表面光洁平整。
2. 薄膜沉积:通过物理蒸镀或化学气相沉积(CVD)等技术,在基底表面沉积薄膜层。
薄膜可以是金属、半导体或绝缘体材料,根据电路设计的需要选择适当的薄膜材料。
3. 光刻图案定义:使用光刻技术,在薄膜上覆盖光刻胶,并将设计好的电路图案投射到光刻胶上。
然后进行显影和备用薄膜剥离,将图案转移到薄膜层上。
4. 电路制备:根据图案,采用化学腐蚀、物理蚀刻或激光加工等技术,蚀刻或切割薄膜层,形成电路和器件结构。
5. 金属化:在电路表面进行金属化处理,以提供电路的导电性。
常用的金属化方法包括蒸镀、电镀和化学气相沉积。
6. 完工处理:将电路进行清洗、除胶、退火和防氧化等处理,以提高电路的性能和稳定性。
7. 封装封装:将FMC放在合适的封装材料中,进行封装和封密,以保护电路,并提供良好的机械强度和防潮性能。
薄膜混合集成电路的制作过程包括基底准备、薄膜沉积、光刻图案定义、电路制备、金属化、完工处理和封装封装等步骤。
通过这些步骤,可以制造出小型、低功耗、成本较低的FMC,满足各种应用的需求。
薄膜混合电路的制造工艺吴亚军(陕西国防工业职业技术学院电子信息学院微电3101班西安市户县 710300) 摘要:薄膜混合电路(HIC)是微电子技术的一个方面,微电子技术主要是微小型电子元件器件组成的电子系统。
主要依靠特定的工艺在单独的基片之上(或之内)形成无源网络并互连有源器件,从而构成的微型电子电路。
薄膜电路以其元件参数范围宽、精度高、稳定性能好、温度频率特性好,并且集成度较高、尺寸较小,但工艺设备昂,生产成本高。
它与半导体集成电路相互补充、相互渗透,已成为集成电路的一个重要组成部分,广泛应用于低频微波电路等众多领域,对电子设备的微型化起到了重要的推动作用。
Thin film hybrid circuit ( HIC ) is an aspect of microelectronic technology, microelectronics technology is mainly small electronic components devices composed of electronic system. Mainly depends on the specific process on a separate substrate ( or within ) the passive network interconnection formed and active devices, thus constituting the miniature electronic circuit. Thin film circuit element parameters to its wide range, high precision, good stability, temperature good frequency characteristic, and high integration level, small size, but the process equipment expensive, high production cost. It and semiconductor integrated circuit mutual complement, mutual penetration, has become integrated circuit is an important component, is widely applied in many fields such as low frequency microwave circuit, the electronic equipment miniaturization played an important role in promoting关键词:薄膜混合电路(HIC)、微电子技术(microelectronic technology)、微型电子电路(miniature electronic circui t)引言:集成电路电路分为薄厚膜集成电路、半导体集成电路和混合集成电路。
集成电路薄膜工艺是微电子领域中的一项关键技术,它涉及到材料科学、物理和化学等多个学科。
下面将简要介绍集成电路薄膜工艺的基本原理、步骤和注意事项。
一、基本原理集成电路薄膜工艺是通过物理或化学方法,将半导体材料、金属或绝缘材料等沉积在基板上,形成所需的薄膜。
这些薄膜可以是半导体材料、金属或绝缘材料,用于制造集成电路中的元件和电路。
二、工艺步骤1. 清洗基板:清洗基板表面,去除表面的杂质和污染物,为沉积薄膜做好准备。
2. 溅射沉积:使用物理方法,如高速粒子轰击,将所需的材料沉积在基板上。
3. 热处理:通过加热基板,改变材料的物理化学性质,如蒸发、分解或凝聚,形成所需的薄膜。
4. 薄膜表征:对薄膜的厚度、成分、结构和性能进行测量和分析,以确保薄膜符合设计要求。
三、注意事项1. 严格控制工艺参数:不同的薄膜工艺需要不同的工艺参数,如温度、压力、气体流量等。
需要严格控制这些参数,以确保薄膜的质量和性能。
2. 保证基板质量:基板的质量直接影响薄膜的质量和性能。
需要选择质量良好的基板,并确保基板的清洁度。
3. 防止污染:在薄膜工艺过程中,需要防止杂质和污染物进入基板表面,否则会影响薄膜的性能。
4. 监测薄膜性能:在薄膜制备完成后,需要监测薄膜的厚度、成分、结构和性能等指标,以确保薄膜符合设计要求。
四、总结集成电路薄膜工艺是微电子领域中的一项关键技术,涉及到材料科学、物理和化学等多个学科。
该工艺包括清洗基板、溅射沉积、热处理和薄膜表征等多个步骤。
在操作过程中,需要注意严格控制工艺参数、保证基板质量、防止污染和监测薄膜性能等事项。
只有通过不断优化和改进薄膜工艺,才能制造出更高质量、更小尺寸和更高性能的集成电路产品。
请注意,以上内容是对集成电路薄膜工艺的简要介绍,实际操作中可能涉及更多细节和复杂的技术问题。
如有需要,建议咨询专业人士。
集成电路薄膜沉积一、引言集成电路是现代电子技术的核心,而薄膜沉积则是制造集成电路的重要工艺之一。
本文将围绕集成电路薄膜沉积展开,从基本概念、工艺流程、设备原理等方面进行详细阐述。
二、基本概念1. 集成电路集成电路是指在一个芯片上集成了多个功能模块,如逻辑门、存储器、模拟电路等。
它具有体积小、功耗低、可靠性高等优点,广泛应用于计算机、通信、汽车等领域。
2. 薄膜沉积薄膜沉积是指在基片表面沉积一层非常薄的材料,常用的材料包括金属、半导体和绝缘体等。
它是制造集成电路中最重要的工艺之一。
三、工艺流程1. 清洗基片在进行薄膜沉积之前,需要对基片进行清洗处理,以去除表面的污染物和氧化物。
清洗过程包括机械清洗、化学清洗和离子束清洗等。
2. 沉积薄膜在清洗完基片后,需要将薄膜沉积到基片表面。
常用的沉积方法包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和溅射沉积等。
其中,PVD是通过将材料加热至高温,使其升华成气体,然后让气体在基片表面凝结成薄膜;CVD是通过让一种或多种气体在基片表面反应生成所需的材料,然后形成薄膜;溅射沉积是通过将材料置于真空室中,在加上高能离子束或电子束的作用下,使其从靶材表面剥离出原子或分子,并在基片表面凝结成薄膜。
3. 后处理在完成沉积之后,还需要进行后处理。
常见的后处理方法包括退火、离子注入和电镀等。
其中,退火是指将已经沉积好的薄膜加热至一定温度,以改善其结晶度和电学性能;离子注入是指通过向已经沉积好的薄膜中注入离子来改变其性能;电镀是指在薄膜表面电化学沉积一层金属,以提高其导电性能。
四、设备原理1. 物理气相沉积设备物理气相沉积设备主要包括真空室、加热系统、靶材和基片架等。
其中,真空室是用于将材料置于真空环境中,以避免与空气中的杂质反应;加热系统是用于将靶材加热至高温,使其升华成气体;靶材是用于产生所需的材料;基片架则是用于支撑基片并控制其位置。
2. 化学气相沉积设备化学气相沉积设备主要包括反应室、进样系统和排放系统等。
薄膜集成电路的应用领域
随着微电子技术的不断发展,薄膜集成电路逐渐成为电子领域中重要的一种微型电子元件。
薄膜集成电路是指将电路所需要的所有器件和电路线路集成在一个薄膜上,然后将其连接到外部电路系统的一种集成电路。
其应用领域主要有以下几个方面:
1.电子产品:薄膜集成电路广泛应用于各种电子产品中,如手机、电脑、摄像机等。
在这些产品中,薄膜集成电路可以使电路板更加紧凑,节省空间,提高产品的性能和可靠性。
2.医疗设备:薄膜集成电路在医疗设备中也有广泛的应用,如心电图、血糖仪、血氧仪等。
这些设备需要高度集成的电路,以实现高精度的测量和控制。
3.汽车电子:薄膜集成电路在汽车电子领域也有着广泛的应用,如引擎控制系统、车载音响、GPS导航等。
薄膜集成电路可以使汽车电子产品更加紧凑、高效和可靠。
4.军事应用:薄膜集成电路在军事领域中也有重要的应用,如导弹控制系统、雷达控制系统、通信设备等。
薄膜集成电路的高可靠性和高性能可以满足军事领域对电子系统的严格要求。
总之,薄膜集成电路已经成为电子领域中不可或缺的一种微型电子元件,其应用领域非常广泛,未来将继续发挥重要作用。
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2024年薄膜集成电路市场规模分析引言薄膜集成电路(Film Integrated Circuit,简称FIC)是一种采用薄膜技术制造的一种集成电路。
薄膜集成电路市场规模的分析对于了解该行业的发展趋势和市场前景至关重要。
本文将对薄膜集成电路市场规模进行详细分析。
市场概述薄膜集成电路市场是全球电子设备制造业中一个重要的细分市场。
随着科技的不断进步和应用领域的扩大,薄膜集成电路在电子产品中扮演着越来越重要的角色。
薄膜集成电路市场包括无源薄膜电路和有源薄膜电路两个主要部分。
市场规模分析薄膜集成电路市场规模的分析需要考虑多个方面的因素。
1. 产品类型薄膜集成电路市场的规模与产品类型密切相关。
目前市场上主要的薄膜集成电路产品包括碳基薄膜电路、非晶硅薄膜电路、有机薄膜电路等。
随着新型材料和技术的不断涌现,市场上的产品类型将不断增多。
2. 应用领域薄膜集成电路在各个领域都具有广泛的应用。
其中,电子消费品、医疗设备、军事装备等领域对薄膜集成电路的需求较大。
未来随着物联网的快速发展,薄膜集成电路在物联网应用中的需求将进一步增加。
3. 地理区域薄膜集成电路市场的规模在不同地理区域也存在差异。
目前,亚太地区是全球薄膜集成电路市场的最大消费地区,并且预计在未来几年仍将保持领先地位。
而北美和欧洲地区也是重要的市场。
4. 市场竞争格局薄膜集成电路市场具有较高的竞争度。
市场上存在着众多的薄膜集成电路制造商和供应商。
此外,新技术和新产品的不断涌现也增加了市场的竞争压力。
因此,市场规模的分析还需考虑竞争格局对市场规模的影响。
市场趋势展望随着科技的不断进步和应用领域的扩大,薄膜集成电路市场具有良好的发展前景。
1. 技术创新在薄膜集成电路市场规模的增长过程中,技术创新是关键。
薄膜材料、制造工艺和设计技术的不断创新将推动市场规模的扩大。
2. 物联网的发展薄膜集成电路在物联网应用中具有广阔的市场。
随着物联网的快速发展,薄膜集成电路市场规模有望进一步扩大。
集成电路中的钛薄膜厚度通常指的是光刻工艺中用于制作金属线路和连接器的钛(Ti)薄膜的厚度。
这些钛薄膜用于形成导线、电极和连接器等元件,以实现集成电路内部的电信号传输和连接。
钛薄膜的厚度可以根据具体的制程需求来确定,一般在几十纳米到几百纳米之间。
具体的厚度取决于集成电路设计中的布局要求、信号传输性能以及制造工艺的限制等因素。
在光刻工艺中,首先将光刻胶涂覆在硅片表面,然后使用掩模板(mask)进行曝光,通过光刻胶的选择性显影,形成需要的图案。
接下来,在暴露出来的区域上蒸镀或溅射一层钛薄膜,作为金属线路或连接器的材料。
最后,通过化学腐蚀或机械研磨等方法去除多余的钛薄膜,得到所需的金属线路和连接器。
集成电路薄膜简介薄膜集成电路是指整个电路的器件、导线都是用厚度小于100nm的薄膜制成的。
通过热氧化法、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、外延生长等几种常用的薄膜工艺,制备台阶覆盖能力好,黏附性好,大深宽比良好填充,结构完整、厚度均匀,应力小的薄膜。
在薄膜集成电路中有三种薄膜,包括绝缘层、半导体、导体层。
绝缘层:作为掺杂的阻挡层,金属间绝缘介质、金属层间介质、钝化层等。
二氧化硅层,虽然硅(Si)单质可以在室温下氧化,但是想要在合理的时间内生成高质量的氧化层,需要在900~1200℃下进行热氧化工艺。
通过计算确定合理时间,产生需求厚度的无定形二氧化硅层。
连续的、无孔洞的二氧化硅膜用作金属导线间隔离。
同时,利用掺杂物在二氧化硅较硅低的扩散速度,可以作为掺杂阻挡层。
氮化硅层,利用化学气相沉积,将气态的SiH2Cl2和NH3在反应室中混合反应,把氮化硅(Si3N4)淀积在晶圆上,经过成核,晶体长大最终成膜。
铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)等杂质的迁移和扩散不能用二氧化硅层,只能用氮化硅层做掩蔽,对硼(B)、磷(P)、砷(As)杂质氮化镓层阻挡效果更好。
半导体:作为外延层、高阻、栅等。
单晶硅层,通过四氯化硅氢还原法外延生长,在单晶衬底上延原来晶向长出单晶层。
用作外延层,实现浓度突变,优化衬底材料,提高设计灵活性。
多晶硅层,通过化学气相沉积,用作栅极材料,高值电阻。
导体层:连接作用,接触作用,阻挡作用,抗反射作用。
铝(Al),可以用蒸发、溅射工艺。
常用来将集成电路(IC)各个元件的连接。
在基极和发射极、栅极及有源区形成欧姆接触。
钨,通过CVD,将钨做第一层金属与源漏极和栅极的插塞。
这里用了钨对大深宽比接触孔良好的填充能力。
同时,防止铝与硅接触造成铝硅互扩散使节点短路的问题。
铜,用铜填充图形化工艺处理好的沟道,并通过电镀方法沉积铜。
再用化学机械抛光(CMP)清理表面溢出的金属铜,这种方法也成为双大马士革工艺。
集成电路薄膜简介
薄膜集成电路是指整个电路的器件、导线都是用厚度小于100nm的薄膜制成的。
通过热氧化法、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、外延生长等几种常用的薄膜工艺,制备台阶覆盖能力好,黏附性好,大深宽比良好填充,结构完整、厚度均匀,应力小的薄膜。
在薄膜集成电路中有三种薄膜,包括绝缘层、半导体、导体层。
绝缘层:作为掺杂的阻挡层,金属间绝缘介质、金属层间介质、钝化层等。
二氧化硅层,虽然硅(Si)单质可以在室温下氧化,但是想要在合理的时间内生成高质量的氧化层,需要在900~1200℃下进行热氧化工艺。
通过计算确定合理时间,产生需求厚度的无定形二氧化硅层。
连续的、无孔洞的二氧化硅膜用作金属导线间隔离。
同时,利用掺杂物在二氧化硅较硅低的扩散速度,可以作为掺杂阻挡层。
氮化硅层,利用化学气相沉积,将气态的SiH2Cl2和NH3在反应室中混合反应,把氮化硅(Si3N4)淀积在晶圆上,经过成核,晶体长大最终成膜。
铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)等杂质的迁移和扩散不能用二氧化硅层,只能用氮化硅层做
掩蔽,对硼(B)、磷(P)、砷(As)杂质氮化镓层阻挡效果更好。
半导体:作为外延层、高阻、栅等。
单晶硅层,通过四氯化硅氢还原法外延生长,在单晶衬底上延原来晶向长出单晶层。
用作外延层,实现浓度突变,优化衬底材料,提高设计灵活性。
多晶硅层,通过化学气相沉积,用作栅极材料,高值电阻。
导体层:连接作用,接触作用,阻挡作用,抗反射作用。
铝(Al),可以用蒸发、溅射工艺。
常用来将集成电路(IC)各个元件的连接。
在基极和发射极、栅极及有源区形成欧姆接触。
钨,通过CVD,将钨做第一层金属与源漏极和栅极的插塞。
这里用了钨对大深宽比接触孔良好的填充能力。
同时,防止铝与硅接触造成铝硅互扩散使节点短路的问题。
铜,用铜填充图形化工艺处理好的沟道,并通过电镀方法沉积铜。
再用化学机械抛光(CMP)清理表面溢出的金属铜,这种方法也成为双大马士革工艺。
利用铜连接的电阻比铝连线小,功耗低,良好的电迁移能力。
可制造更高的集成度的薄膜电路。