IC工艺流程简介
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IC 生产工艺IC(集成电路)是一种关键的电子元器件,在现代科技中起着至关重要的作用。
IC的生产工艺是指将电子元件组装在硅片上的过程,它采用复杂的生产工艺流程,具有高精度和高可靠性的特点。
下面将详细介绍IC的生产工艺。
IC的生产工艺主要包括晶圆加工、电极蚀刻、沉积、光刻和封装等多个步骤。
首先是晶圆加工。
晶圆加工是将硅(或其他半导体材料)制成圆盘形状的过程。
晶圆加工通常分为六个步骤:选择硅材料、切割晶片、抛光晶圆、清洗晶圆、烘干晶圆和测量晶片。
接下来是电极蚀刻。
电极蚀刻是指将导电材料通过化学腐蚀的方式去除晶圆上不需要的部分。
电极蚀刻通常分为两个步骤:先用光刻技术将要去除的部分用光刻胶覆盖,然后通过腐蚀剂将光刻胶未覆盖的部分腐蚀掉,从而得到所需的电极形状。
然后是沉积。
沉积是将材料沉积在晶圆上的过程,以形成所需的结构。
沉积通常采用化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)方法进行。
CVD是通过将气体中的原子或分子化合物分解并沉积在晶圆上,而PVD是通过将固态材料蒸发或溅射,并将其沉积在晶圆上。
接着是光刻。
光刻是将图案转移到光刻胶上的过程,以便进一步制造线路和结构。
光刻通常分为两个步骤:先将光刻胶涂在晶圆上,然后通过照射光刻胶的方法,将图案转移到光刻胶上。
然后,通过化学处理去除未照明的光刻胶部分,留下所需的图案。
最后是封装。
封装是将晶圆上的芯片固定在封装底座上,并与外部引脚相连的过程。
封装通常分为两个步骤:先将芯片粘在封装底座上,然后通过焊接或金线连接芯片和封装底座,同时对芯片进行保护,以确保其在使用过程中的可靠性和稳定性。
以上是IC的生产工艺的主要步骤。
随着科技的进步,IC的生产工艺也在不断更新,以实现更小、更高性能和更高可靠性的IC产品。
IC的生产工艺是现代电子产业中非常关键的一环,对于推动科技的发展和提高产品性能有着重要的影响。
ic芯片工艺IC芯片工艺介绍什么是IC芯片工艺IC芯片工艺是指集成电路(Integrated Circuit,简称IC)的制造技术和工艺流程。
IC芯片是现代电子设备中最基础和关键的组件之一,它集成了多个电子器件和元器件,通过高度精密的工艺过程制造而成。
IC芯片工艺的重要性IC芯片工艺的优劣直接影响着IC芯片的性能、功耗和可靠性。
良好的工艺能够提高芯片的工作频率、降低功耗、增加存储容量等,同时也能提供更好的抗干扰性和稳定性。
IC芯片工艺的主要流程1.掩膜制备–通过化学方法制备硅片表面的氧化膜;–利用光刻技术制作掩膜,形成芯片的线路图案。
2.注入与扩散–通过注入掺杂技术,向硅片中引入所需杂质,调节导电性;–利用高温扩散技术,使杂质扩散到硅片内部,形成PN结等器件。
3.电镀与蚀刻–利用蚀刻技术,去除掩膜上多余的金属或硅片表面的材料;–通过电镀技术,涂覆金属层,形成芯片的导线、电极等部分。
4.氧化与退火–利用高温氧化技术,形成氧化层保护芯片;–利用退火技术,消除杂质与缺陷,提高芯片结晶度。
5.陶瓷保护与封装–对IC芯片进行陶瓷保护,提高芯片的电绝缘性和机械强度;–封装芯片,提供外部引脚,以便连接至电路板。
6.测试与出货–经过各项测试,确保芯片的质量和性能稳定;–将合格的芯片打包提供给生产商和终端用户。
IC芯片工艺的发展趋势1.小型化和高度集成:工艺的改进使得芯片尺寸越来越小,集成度越来越高,实现了更高性能和更低功耗的芯片。
2.三维封装技术:通过垂直堆叠芯片,提高芯片的集成度和性能,并减少尺寸占用。
3.先进的材料和制程:应用新材料和制程,如高介电常数材料、超导材料等,提高芯片的性能指标。
4.绿色工艺和可持续发展:注重环境友好型工艺,减少对环境的影响,并致力于可持续发展。
总结IC芯片工艺是现代电子工业中不可或缺的一部分。
随着技术的不断进步,IC芯片工艺也在不断演进,为我们带来更加先进、高性能的芯片产品。
未来,IC芯片工艺将继续发展,为新一代电子产品的创新提供坚实的基础。
IC基础知识及制造工艺流程IC(集成电路)是由多个电子元件和电子器件组成的电路,采用一种特定的制造技术将它们整合在一起,形成一个封装紧密的芯片。
IC基础知识涉及到IC的分类、原理、封装等方面,而IC的制造工艺流程则包括晶圆制备、光刻、扩散、制备、封装等多个步骤。
一、IC的基础知识1. IC的分类:IC按用途可分为模拟集成电路和数字集成电路;按制造工艺可分为Bipolar IC和MOS IC;按封装方式可分为单片封装和双片封装等。
2.IC的原理:IC基本元件包括电阻、电容、电感、二极管、晶体管等,通过它们的组合和连接形成各种电路,实现不同的功能。
3.IC的封装:IC芯片制造完成后,需要进行封装,即将芯片连接到载体上,并保护和封闭,以便与外界连接。
常见的封装方式有DIP、QFP、BGA等。
1.晶圆制备:IC的制造过程始于晶圆制备,即将硅单晶材料通过切割和抛光等工艺,制成规定尺寸和厚度的圆片。
晶圆表面还需要进行特殊的处理,如清洗和去除杂质。
2.光刻:光刻是通过光源和掩膜对晶圆表面进行曝光,形成所需图形模式的一种工艺。
光刻是将光照射到光刻胶上,使其发生化学反应,然后通过相应的蚀刻工艺将光刻胶及下方的膜层去除。
3.扩散:扩散是将所需的杂质原子(如硼、磷等)掺入晶圆内部,形成p区和n区,以便实现PN结的形成。
扩散过程需要在高温条件下进行,使杂质原子能够在晶格中扩散。
4.制备:制备过程是将晶圆表面的绝缘层开孔,形成连接电路,然后通过金属线或导线连接各个元件。
制备步骤包括物理蚀刻、金属蒸镀、光刻等。
5.封装:IC芯片制造完成后,需要进行封装,将芯片连接到载体上,并保护和封闭。
封装工艺包括焊接引脚、防尘、封胶等步骤。
6.测试:IC制造完成后,需要进行各种电性能和可靠性测试,以确保芯片的质量和功能。
测试内容包括电流、电压、频率等方面的测试。
在IC制造的过程中,上述步骤是不断重复的,每一次重复都会在前一步骤的基础上进行,逐渐形成多层结构,最终形成完整的IC芯片。
ic载板工艺IC载板工艺IC载板工艺是指将集成电路芯片(IC)焊接到载板上的一种工艺过程。
IC载板工艺对于电子产品的制造和性能有着重要的影响。
本文将介绍IC载板工艺的流程和一些常见的工艺要点。
一、IC载板工艺流程1. 设计原理图和布局:在进行IC载板工艺之前,首先需要根据电路设计的原理图和布局要求进行设计。
原理图是电路的逻辑图,布局是指将电路元件在载板上的位置进行规划。
设计原理图和布局需要考虑电路的功能要求、电磁兼容性和散热等因素。
2. 制作印刷电路板(PCB):根据设计的原理图和布局要求,制作PCB板。
PCB板是IC载板的主体,上面布有电路线路和焊盘。
制作PCB板的过程包括制作印刷膜、光刻、腐蚀等步骤。
3. 安装元件:将IC芯片和其他电子元件安装到PCB板上。
安装元件的过程包括焊接、贴装等操作。
焊接是将IC芯片焊接到PCB板上的关键步骤,需要保证焊接的质量和可靠性。
4. 进行测试和调试:安装完元件后,需要对IC载板进行测试和调试。
测试和调试的目的是检测电路的功能是否正常,是否符合设计要求。
测试和调试过程中需要使用测试仪器和工具进行测量和分析。
5. 封装和封装测试:测试和调试完成后,将IC载板进行封装。
封装是将IC芯片和其他元件封装在一个外壳中,以保护芯片和便于安装。
封装测试是对封装后的IC芯片进行测试,检测封装的质量和可靠性。
二、IC载板工艺要点1. PCB设计:PCB的设计要考虑电路的功耗、信号完整性、热管理等因素。
合理的布局和布线可以提高电路的性能和可靠性。
2. 焊接工艺:焊接是IC载板工艺中的关键环节。
焊接质量的好坏直接影响到整个电路的可靠性。
常用的焊接工艺有手工焊接、波峰焊接和回流焊接等。
3. 元件安装:元件的安装要求准确、稳固。
安装位置和方向要正确,焊盘要充分涂上焊锡,避免焊接不良。
4. 测试和调试:测试和调试是确保电路性能的重要环节。
要使用合适的测试仪器和工具,并按照测试方案进行测试和分析。
集成电路制造工艺流程概述集成电路(Integrated Circuit, IC)是由几千个甚至是数十亿个离散电子元件,如晶体管、电容、电阻等构成的电路,在特定的芯片上进行集成制造。
IC制造工艺流程主要包括晶圆制备、晶圆加工、芯片制造、封装测试等几个环节,是一个非常严谨、复杂的过程。
晶圆制备晶圆制备是IC制造的第一步。
晶圆是用硅单晶或其他半导体材料制成的薄片,作为IC芯片的基础材料。
以下是晶圆制备的流程:1.单晶生长:使用气态物质的沉积和结晶方法,使单晶硅的原料在加热、冷却的过程中逐渐成为一整块的单晶硅材料。
2.切片:将生长好的单晶硅棒利用切割机械进行切片,制成形状规整的圆片,称为晶圆。
3.抛光:将晶圆表面进行机械研磨和高温氧化处理,使表面达到极高的光滑度。
4.清洗:用去离子水等高纯度溶剂进行清洗,清除晶圆表面的污染物,确保晶圆的纯度和光洁度。
晶圆加工晶圆加工是IC制造的关键环节之一,也是最为复杂的过程。
在晶圆加工过程中,需要通过一系列的步骤将原始的晶圆加工为完成的IC芯片。
以下为晶圆加工的流程:1.光刻:通过光刻机将芯片图案转移到光刻胶上,然后使用酸洗、去除光刻胶,暴露出芯片的表面。
2.蚀刻:利用化学蚀刻技术,在IC芯片表面形成电路图案。
3.离子注入:向芯片进行掺杂,改变材料的电学性质。
4.热处理:对芯片进行高温、低温处理,使其达到设计要求的电学性能。
5.金属沉积:在芯片表面沉积一层金属,用于连接芯片各个元件。
芯片制造芯片制造是最为核心的IC制造环节,主要将晶圆加工后的芯片进行裁剪、测试、绑定等操作,使其具备实际的电学性能。
以下是IC芯片制造的流程:1.芯片测试:对芯片的性能进行测试,找出不合格的芯片并予以淘汰。
2.芯片切割:将晶圆上的芯片根据需求进行切割。
3.接线:在芯片表面安装金线,用于连接各个器件。
4.包装:将芯片放入封装盒中,并与引线焊接,形成成品IC芯片。
封装测试封装测试是IC制造的最后一步。
ic封装工艺流程
《IC封装工艺流程》
IC(集成电路)封装是将芯片连接到外部引脚,并用封装材料封装芯片,以保护芯片不受外部环境影响并方便与外部系统连接的过程。
IC封装工艺流程是整个封装过程的一个重要组成
部分,它涉及到多个工序和设备,需要经过精密的操作才能完成。
下面是一个常见的IC封装工艺流程:
1. 衬底制备:首先,要准备好用于封装的衬底材料,通常是硅片或陶瓷基板。
这些衬底要经过清洗、平整化和涂覆胶水等处理。
2. 光刻:在衬底上使用光刻技术,将芯片中的元件图形和结构图案化到衬底表面。
3. 沉积:在光刻完成后,需要进行金属沉积和薄膜沉积等工艺,用以形成芯片中的导线和连接器。
4. 清洗和蚀刻:清洗和蚀刻是用来去除未用到的材料和残留物,以确保芯片的纯净度和连接的可靠性。
5. 封装:经过以上步骤,芯片的导线和连接器已经形成,接下来就是将芯片封装在保护壳中,并连接引脚,以保护芯片和方便与外部系统连接。
6. 测试:最后,需要对封装好的芯片进行测试,以确保其性能
和连接的可靠性。
IC封装工艺流程是一个复杂和精密的过程,需要经验丰富的工程师和精密的设备来完成。
随着科技的不断发展,IC封装工艺流程也在不断改进和优化,以适应不同类型的芯片和不同的应用场景。
ic工艺流程及对应半导体设备?
答:IC(集成电路)工艺流程主要包括制造单晶硅片、设计IC、制作光罩、制造IC、测试IC和封装IC。
具体步骤如下:
1.制造单晶硅片:这是制造IC的第一步,单晶硅片的制造流程主要有拉晶、切割、研磨、抛光和清洗等五个步骤。
2. 设计IC:即设计ic电路,把设计好的电路转化为版图,ic设计决定了ic产品的性能和稳定性。
3.制作光罩:把设计好的ic电路版图等比例缩小转化到一块玻璃板上。
4.制造ic:在单晶硅片上制作集成电路芯片,整个过程主要有蚀刻、氧化、扩散和化学气相沉积薄膜以及金属溅镀等。
5.测试ic:为了确保ic的质量,还需要进行测试,包括功能测试和质量测试。
6.封装ic:封装ic是ic制造的最后一步流程,是指晶圆点测后对IC进行封装,主要的流程有晶圆切割,固晶、打线、塑封、切筋成形等。
而在这个工艺流程中,需要使用到的半导体设备包括但不限于光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入机、化学机械抛光机、热处理设备以及测试与封装设备等。
这些设备在IC制造过程中扮演着重要的角色,它们的功能和性能直接影响到IC产品的质量和生产效率。
ic基板制造工艺流程
IC(Integrated Circuit)基板制造是指将电子元器件封装到电
路板上,形成一个完整的电路系统。
IC基板制造工艺流程主
要包括以下几个步骤:设计、打样、印制、钻孔、镀金、焊接、测试和包装。
首先是设计阶段,根据电路设计要求进行原理图设计和布局设计,确定电路板的尺寸和层数,并进行工艺分析,确定基板制造工艺流程。
然后进行打样,将设计好的电路板样品生成文件,通过光刻机将文件上的图形转移到电路板上,形成铜极等。
接下来是印制,将经过光刻机转移的图形上电路板上的区域进行蚀刻处理,去除不需要的铜露出玻璃纤维类表面。
然后进行钻孔,使用钻孔机在电路板上制作出需要的孔洞,用于焊接元器件。
接下来是镀金,通过电镀工艺在电路板的表面覆盖一层金属,一方面可以提高产品的导电性能,另一方面可以防止氧化。
然后是焊接,将IC芯片和其他组件焊接到电路板的相应位置上,使用热板和支架进行焊接。
接下来是测试,对焊接好的电路板进行测试,验证电路板的电性能、信号通路和稳定性等是否达到设计要求。
最后是包装,将测试合格的电路板进行标签贴附、清洁和包装,使其适合运输和存储。
总结起来,IC基板制造工艺流程是一个复杂而精细的过程,
需要进行设计、打样、印制、钻孔、镀金、焊接、测试和包装等一系列步骤。
只有严格按照工艺流程进行,才能保证最终产品的质量和性能。
IC工艺流程简介IC工艺流程简介 (1)工艺流程................................................................................................... 错误!未定义书签。
1) 表面清洗 (1)2) 初次氧化 (1)3) CVD(Chemical Vapor deposition)法沉积一层Si3N4(Hot CVD或LPCVD)。
(2)4) 涂敷光刻胶 (4)5) 此处用干法氧化法将氮化硅去除 (7)6) 离子布植将硼离子(B+3) 透过SiO2膜注入衬底,形成P型阱 (8)7) 去除光刻胶,放高温炉中进行退火处理 (8)8)用热磷酸去除氮化硅层,掺杂磷(P+5) 离子,形成N型阱 (9)9) 退火处理,然后用HF去除SiO2层 (9)10) 干法氧化法生成一层SiO2层,然后LPCVD沉积一层氮化硅 (9)11) 利用光刻技术和离子刻蚀技术,保留下栅隔离层上面的氮化硅层 (10)12) 湿法氧化,生长未有氮化硅保护的SiO2层,形成PN之间的隔离区 (10)13) 热磷酸去除氮化硅,然后用HF溶液去除栅隔离层位置的SiO2,并重新生成品质更好的SiO2薄膜, 作为栅极氧化层。
(10)14) LPCVD 沉积多晶硅层,然后涂敷光阻进行光刻,以及等离子蚀刻技术,栅极结构,并氧化生成SiO2保护层。
(10)15) 表面涂敷光阻,去除P阱区的光阻,注入砷(As) 离子,形成NMOS的源漏极。
用同样的方法,在N阱区,注入B离子形成PMOS的源漏极。
(10)16) 利用PECVD 沉积一层无掺杂氧化层,保护元件,并进行退火处理。
(10)17) 沉积掺杂硼磷的氧化层 (10)18) 濺镀第一层金属 (10)19) 光刻技术定出VIA孔洞,沉积第二层金属,并刻蚀出连线结构。
然后,用PECVD法氧化层和氮化硅保护层。
ic封装工艺流程IC封装工艺流程是指将集成电路芯片封装成完整的电子元件的一系列工艺流程。
封装工艺流程的主要目的是为了保护芯片、提高器件的可靠性和稳定性,并方便其与外部电路连接。
下面将介绍一个常见的IC封装工艺流程。
首先,IC封装工艺流程的第一步是对芯片进行划片。
原始的硅圆片(wafer)经过切割机械或者其他手段,切割成一个个小尺寸的芯片。
划片时需要注意芯片之间的间距,避免切割过程中对芯片造成损坏。
划片完成后,第二步是将芯片背面进行抛光处理。
抛光可以使芯片的背面变得平整光滑。
通过抛光可以更好地与封装基板接触,提高封装质量。
第三步是将芯片进行金属化处理。
金属化是在芯片表面通过蒸镀或者其他方法,覆盖一层金属(通常是铜和铝)。
金属化的目的是为了提供电信号的传输路径,同时也可以提高器件的散热能力。
接下来是芯片封装的关键步骤,第四步是将芯片粘贴在封装基板上。
通常使用一种叫做胶带(die attach tape)的材料将芯片粘贴在基板上。
粘贴时要确保芯片位置准确,避免粘贴不良引起封装质量问题。
第五步是对芯片进行焊接。
在焊接过程中,使用融化的金属让芯片与封装基板之间的引脚连接起来。
常见的焊接方式有焊膏、焊球、焊线等。
焊接过程需要控制温度和时间,避免过高的温度对芯片造成损害。
完成焊接后,第六步是进行封装的外壳封装。
外壳封装是为了保护芯片,并保证芯片与外部环境的隔离。
外壳封装通常采用塑封(plastic molding)或者金属封装(metal can)。
塑封通常使用环氧树脂封装芯片,金属封装则使用金属壳体进行封装。
最后一步是对封装的芯片进行测试和排序。
测试可以检查芯片的性能和可靠性,如果有不合格的芯片,则需要进行剔除或者再次修复。
测试完成后,还需要根据性能和功能对芯片进行排序,分为不同的等级,以满足不同客户的需求。
综上所述,IC封装工艺流程经过划片、抛光、金属化、粘贴、焊接、外壳封装和测试等一系列步骤。
每个步骤都是为了提供优质的封装产品,保证芯片的可靠性和稳定性。
晶体的生长晶体切片成wafer晶圆制作功能设计à模块设计à电路设计à版图设计à制作光罩工艺流程1) 表面清洗晶圆表面附着一层大约2um的Al2O3和甘油混合液保护之,在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。
2) 初次氧化有热氧化法生成SiO2 缓冲层,用来减小后续中Si3N4对晶圆的应力氧化技术干法氧化Si(固) + O2 àSiO2(固)湿法氧化Si(固) +2H2O àSiO2(固) + 2H2干法氧化通常用来形成,栅极二氧化硅膜,要求薄,界面能级和固定电荷密度低的薄膜。
干法氧化成膜速度慢于湿法。
湿法氧化通常用来形成作为器件隔离用的比较厚的二氧化硅膜。
当SiO2膜较薄时,膜厚与时间成正比。
SiO2膜变厚时,膜厚与时间的平方根成正比。
因而,要形成较厚的SiO2膜,需要较长的氧化时间。
SiO2膜形成的速度取决于经扩散穿过SiO2膜到达硅表面的O2及OH基等氧化剂的数量的多少。
湿法氧化时,因在于OH基在SiO2膜中的扩散系数比O2的大。
氧化反应,Si 表面向深层移动,距离为SiO2膜厚的0.44倍。
因此,不同厚度的SiO2膜,去除后的Si表面的深度也不同。
SiO2膜为透明,通过光干涉来估计膜的厚度。
这种干涉色的周期约为200nm,如果预告知道是几次干涉,就能正确估计。
对其他的透明薄膜,如知道其折射率,也可用公式计算出(d SiO2) / (d ox) = (n ox) / (n SiO2)。
SiO2膜很薄时,看不到干涉色,但可利用Si的疏水性和SiO2的亲水性来判断SiO2膜是否存在。
也可用干涉膜计或椭圆仪等测出。
SiO2和Si界面能级密度和固定电荷密度可由MOS二极管的电容特性求得。
(100)面的Si的界面能级密度最低,约为10E+10 -- 10E+11/cm –2 .e V -1 数量级。
(100)面时,氧化膜中固定电荷较多,固定电荷密度的大小成为左右阈值的主要因素。
3) CVD(Chemical Vapor deposition)法沉积一层Si3N4(Hot CVD或LPCVD)。
1 常压CVD (Normal Pressure CVD)NPCVD为最简单的CVD法,使用于各种领域中。
其一般装置是由(1)输送反应气体至反应炉的载气体精密装置;(2)使反应气体原料气化的反应气体气化室;(3)反应炉;(4)反应后的气体回收装置等所构成。
其中中心部分为反应炉,炉的形式可分为四个种类,这些装置中重点为如何将反应气体均匀送入,故需在反应气体的流动与基板位置上用心改进。
当为水平时,则基板倾斜;当为纵型时,着反应气体由中心吹出,且使基板夹具回转。
而汽缸型亦可同时收容多数基板且使夹具旋转。
为扩散炉型时,在基板的上游加有混和气体使成乱流的装置。
2 低压CVD (Low Pressure CVD)此方法是以常压CVD 为基本,欲改善膜厚与相对阻抗值及生产所创出的方法。
主要特征:(1)由于反应室内压力减少至10-1000Pa而反应气体,载气体的平均自由行程及扩散常数变大,因此,基板上的膜厚及相对阻抗分布可大为改善。
反应气体的消耗亦可减少;(2)反应室成扩散炉型,温度控制最为简便,且装置亦被简化,结果可大幅度改善其可靠性与处理能力(因低气压下,基板容易均匀加热),因基可大量装荷而改善其生产性。
3 热CVD (Hot CVD)/(thermal CVD)此方法生产性高,梯状敷层性佳(不管多凹凸不平,深孔中的表面亦产生反应,及气体可到达表面而附着薄膜)等,故用途极广。
膜生成原理,例如由挥发性金属卤化物(MX)及金属有机化合物(MR)等在高温中气相化学反应(热分解,氢还原、氧化、替换反应等)在基板上形成氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、高熔点金属、金属、半导体等薄膜方法。
因只在高温下反应故用途被限制,但由于其可用领域中,则可得致密高纯度物质膜,且附着强度极强,若用心控制,则可得安定薄膜即可轻易制得触须(短纤维)等,故其应用范围极广。
热CVD法也可分成常压和低压。
低压CVD适用于同时进行多片基片的处理,压力一般控制在0.25-2.0Torr之间。
作为栅电极的多晶硅通常利用HCVD法将SiH4或Si2H。
气体热分解(约650 oC)淀积而成。
采用选择氧化进行器件隔离时所使用的氮化硅薄膜也是用低压CVD法,利用氨和SiH4 或Si2H6反应面生成的,作为层间绝缘的SiO2薄膜是用SiH4和O2在400 --4500 oC的温度下形成SiH4 + O2 –-SiO2 + 2H2或是用Si(OC2H5)4 (TEOS: tetra –ethoxy –silanc )和O2在750 oC左右的高温下反应生成的,后者即采用TEOS形成的SiO2膜具有台阶侧面部被覆性能好的优点。
前者,在淀积的同时导入PH3 气体,就形成磷硅玻璃(PSG:phosphor –silicate –glass)再导入B2H6气体就形成BPSG(borro –phosphor –silicate –glass)膜。
这两种薄膜材料,高温下的流动性好,广泛用来作为表面平坦性好的层间绝缘膜。
4 电浆增强CVD (Plasma Enhanced CVD)NPCVD 法及LPCVD 法等皆是被加热或高温的表面上产生化学反应而形成薄膜。
PECVD是在常压CVD 或LPCVD的反应空间中导入电浆(等离子体),而使存在于空间中的气体被活化而可以在更低的温度下制成薄膜。
激发活性物及由电浆中低速电子与气体撞击而产生。
光CVD (Photo CVD)PECVD 使薄膜低温化,且又产生如A-Si般的半导体元件。
但由于薄膜制作中需考虑:(1)在除去高温(HCVD)及PECVD时掺入元件中的各种缺陷(如PECVD中带电粒子撞击而造成的损伤);(2)不易制作的元件(不纯物剖面),不希望在后面受到工程高温处理被破坏,因此希望可于低温中被覆薄膜。
PCVD是解决这此问题的方法之一。
遇热分解时,因加热使一般分子的并进运动与内部自由度被激发(激发了分解时不需要的自由度),相对的,在PCVD 中,只直接激发分解必须的内部自由度,并提供活化物促使分解反应。
故可望在低温下制成几无损伤的薄膜且因光的聚焦及扫描可直接描绘细线或蚀刻。
5 MOCVD (Metal Organic CVD) &分子磊晶成长(Molecular Beam Epitaxy)CVD 技术另一重要的应用为MOCVD,此技术与MBE(Molecular Beam Epitaxy) 同为:(1)成长极薄的结晶;(2)做多层构造;(3)多元混晶的组成控制;(4)目标为化合物半导体的量产。
此有装置有下列特征:(1)只需有一处加热,装置构造简单,量产装置容易设计;(2)膜成长速度因气体流量而定,容易控制;(3)成长结晶特性可由阀的开头与流量控制而定;(4)氧化铝等绝缘物上可有磊晶成长;(5)磊晶成长可有选择,不会被刻蚀。
相反地亦有:(1)残留不纯物虽已改善,但其残留程度极高;(2)更希望再进一步改良对结晶厚度的控制;(3)所用反应气体中具有引火性、发水性,且毒性强的气体极多;(4)原料价格昂贵等缺点。
多层布线间的层间绝缘膜的沉积,以及最后一道工序的芯片保护膜的沉积必须在低温下(450 C 以下)下进行,以免损伤铝布线。
等离子CVD 法就是为此而发明的一种方法。
6 外延生长法(LPE)外延生长法(epitaxial growth)能生长出和单晶衬底的原子排列同样的单晶薄膜。
在双极型集成电路中,为了将衬底和器件区域隔离(电绝缘),在P型衬底上外延生长N型单晶硅层。
在MOS集成电路中也广泛使用外延生长法,以便容易地控制器件的尺寸,达到器件的精细化。
此时,用外延生长法外延一层杂质浓度低(约10 15 cm-3)的供形成的单晶层、衬底则为高浓度的基片,以降低电阻,达到基极电位稳定的目的。
LPE可以在平面或非平面衬底生长、能获得十分完善的结构。
LPE可以进行掺杂,形成n-和p-型层,设备为通用外延生长设备,生长温度为300 oC-900 oC,生长速率为0.2um-2um/min,厚度0.5um-100um,外延层的外貌决定于结晶条件,并直接获得具有绒面结构表面外延层。
4) 涂敷光刻胶光刻制造过程中,往往需采用20-30道光刻工序,现在技术主要采有紫外线(包括远紫外线)为光源的光刻技术。
光刻工序包括翻版图形掩膜制造,硅基片表面光刻胶的涂敷、预烘、曝光、显影、后烘、腐蚀、以及光刻胶去除等工序。
(1)光刻胶的涂敷在涂敷光刻胶之前,将洗净的基片表面涂上附着性增强剂或将基片放在惰性气体中进行热处理。
这样处理是为了增加光刻胶与基片间的粘附能力,防止显影时光刻胶图形的脱落以及防止湿法腐蚀时产生侧面腐蚀(side etching)。
光刻胶的涂敷是用转速和旋转时间可自由设定的甩胶机来进行的。
首先、用真空吸引法将基片吸在甩胶机的吸盘上,将具有一定粘度的光刻胶滴在基片的表面,然后以设定的转速和时间甩胶。
由于离心力的作用,光刻胶在基片表面均匀地展开,多余的光刻胶被甩掉,获得一定厚度的光刻胶膜,光刻胶的膜厚是由光刻胶的粘度和甩胶的转速来控制。
所谓光刻胶,是对光、电子束或X线等敏感,具有在显影液中溶解性的性质,同时具有耐腐蚀性的材料。
一般说来,正型胶的分辩率高,而负型胶具有高感光度以及和下层的粘接性能好等特点。
光刻工艺精细图形(分辩率,清晰度),以及与其他层的图形有多高的位置吻合精度(套刻精度)来决定,因此有良好的光刻胶,还要有好的曝光系统。
(2)预烘(pre bake)因为涂敷好的光刻胶中含有溶剂,所以要在80C左右的烘箱中在惰性气体环境下预烘15-30分钟,去除光刻胶中的溶剂。
(3)曝光将高压水银灯的g线(l=436 nm), i线(l=365nm)通过掩模照射在光刻胶上,使光刻胶获得与掩模图形同样的感光图形。
根据曝光时掩模的光刻胶的位置关系,可分为接触式曝光、接近式曝光和投影曝光三种。
而投影曝光又可分为等倍曝光和缩小曝光。
缩小曝光的分辩率最高,适宜用作加工,而且对掩模无损伤,是较常用的技术。
缩小曝光将掩模图形缩小为原图形的1/5-1/10,这种场合的掩模被称为掩模原版(reticle)。
使用透镜的曝光装置,其投影光学系统的清晰度R和焦深D 分别用下式表示:R=k1 λ/NAD=k2 λ/(NA) 2λ曝光波长NA 透镜的数值孔径k1、k2 为与工艺相关的参数,k1(0.6-0.8), k2(0.5)由此可知:要提高清晰度(R变小),必须缩短波长,加大透镜数值孔径。
随着曝光波长的缩短,清晰度得到改善,但是焦深却变短,对光刻胶表面平坦度提出了更严格的要求,这是一个很大的缺点。