半导体工艺开发需要用到的知识

第1章 半导体的基本知识1.1 半导体及PN 结半导体器件是20世纪中期开始发展起来的，具有体积小、重量轻、使用寿命长、可靠性高、输入功率小和功率转换效率高等优点，因而在现代电子技术中得到广泛的应用。

半导体器件是构成电子电路的基础。

半导体器件和电阻、电容、电感等器件连接起来，可以组成各种电子电路。

顾名思义，半导体器件都是由半导体材料制成的，就必须对半导体材料的特点有一定的了解。

1.1.1 半导体的基本特性在自然界中存在着许多不同的物质，根据其导电性能的不同大体可分为导体、绝缘体和半导体三大类。

通常将很容易导电、电阻率小于410-Ω•cm 的物质，称为导体，例如铜、铝、银等金属材料；将很难导电、电阻率大于1010Ω•cm 的物质，称为绝缘体，例如塑料、橡胶、陶瓷等材料；将导电能力介于导体和绝缘体之间、电阻率在410-Ω•cm ～1010Ω•cm 范围内的物质，称为半导体。

常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。

用半导体材料制作电子元器件，不是因为它的导电能力介于导体和绝缘体之间，而是由于其导电能力会随着温度的变化、光照或掺入杂质的多少发生显著的变化，这就是半导体不同于导体的特殊性质。

1、热敏性所谓热敏性就是半导体的导电能力随着温度的升高而迅速增加。

半导体的电阻率对温度的变化十分敏感。

例如纯净的锗从20℃升高到30℃时，它的电阻率几乎减小为原来的1／2。

而一般的金属导体的电阻率则变化较小，比如铜，当温度同样升高10℃时，它的电阻率几乎不变。

2、光敏性半导体的导电能力随光照的变化有显著改变的特性叫做光敏性。

一种硫化铜薄膜在暗处其电阻为几十兆欧姆，受光照后，电阻可以下降到几十千欧姆，只有原来的1%。

自动控制中用的光电二极管和光敏电阻，就是利用光敏特性制成的。

而金属导体在阳光下或在暗处其电阻率一般没有什么变化。

3、杂敏性所谓杂敏性就是半导体的导电能力因掺入适量杂质而发生很大的变化。

在半导体硅中，只要掺入亿分之一的硼，电阻率就会下降到原来的几万分之—。

半导体工艺开发需要用到的知识1.半导体工艺开发涉及材料科学、物理学和化学等领域的知识。

Semiconductor process development involves knowledge in materials science, physics, chemistry, and other fields.2.硅晶圆制备是半导体工艺开发的重要环节。

Silicon wafer preparation is an important part of semiconductor process development.3.薄膜沉积是半导体工艺开发中的关键步骤之一。

Thin film deposition is a key step in semiconductor process development.4.明晶硅的制备对于半导体工艺开发至关重要。

The preparation of monocrystalline silicon is crucial for semiconductor process development.5.化学气相沉积技术在半导体工艺开发中有着重要的应用。

Chemical vapor deposition technology has important applications in semiconductor process development.6.刻蚀技术在半导体工艺开发中起着至关重要的作用。

Etching technology plays a crucial role in semiconductor process development.7.掺杂工艺是半导体器件制备中不可或缺的步骤。

Doping process is an indispensable step in the preparation of semiconductor devices.8.纳米加工技术在半导体工艺开发中占据重要地位。

半导体工艺基本知识半导体工艺啊，就像是一场微观世界里的奇妙魔术。

咱们先从硅片说起吧。

硅片就好比是盖房子的地基，整个半导体世界都建立在它之上。

硅呢，是一种很神奇的材料，在沙子里就能找到它的身影。

你说神不神？把沙子变成能做半导体的硅片，这得经过多少道工序啊。

就像把一块普通的石头打磨成一颗璀璨的宝石一样不容易。

这硅片得做得平平整整、干干净净的，哪怕一点点小杂质或者小凸起，那对后面的工艺来说，就像在一碗好汤里掉进了一粒老鼠屎一样，坏了整锅汤。

掺杂工艺也很有趣。

这就像是给硅片这个大集体里安排不同职责的成员。

往硅片里掺入一些特殊的元素，就像在一群人中安排几个特别的角色一样。

这些被掺进去的元素会改变硅片的电学性质，让它能实现各种各样的功能。

比如说，本来硅片可能比较老实，不太导电，但是一掺杂之后，就像给它注入了活力，变得能很好地导电了。

这感觉就像是给一个内向的人注入了自信，突然就变得活跃起来了。

蚀刻工艺又是什么样的呢？它有点像雕刻家拿着刻刀在作品上精雕细琢。

把不需要的部分去掉，留下我们想要的电路结构。

这个过程得小心翼翼的，要是不小心多刻掉了一点，那就像厨师做菜的时候盐放多了一样，整个味道就不对了。

芯片的性能也就受到影响了。

薄膜沉积工艺呢，就像是给硅片穿上一层一层的衣服。

这些衣服可有讲究了，不同的薄膜有着不同的功能。

有的是为了绝缘，就像冬天穿的棉衣，把寒冷隔开；有的是为了传导电流，就像电线外面的那层皮，起着保护和传导的作用。

每一层薄膜都得均匀地覆盖在硅片上，如果有薄有厚，那就像衣服穿得歪歪扭扭的，既不美观也不实用。

在半导体工艺的世界里，清洁度是至关重要的。

这就好比咱们住的房子，如果到处都是灰尘垃圾，肯定住着不舒服。

在半导体制造车间里，一点点灰尘都可能毁掉一个芯片。

所以那里的环境得保持得超级干净，工作人员都得穿着特殊的工作服，就像一群白色的小精灵在微观世界里忙碌着。

半导体工艺涉及到的设备也很复杂昂贵。

那些设备就像是一个个巨大的怪兽，静静地蹲在那里，等着人们去操作它们。

半导体工艺设备基础知识概况(总30页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March半导体工艺设备半导体工艺设备表一、半导体工艺主要设备大全清洗机超音波清洗机是现代工厂工业零件表面清洗的新技术,目前已广泛应用于半导体硅片的清洗。

超声波清洗机“声音也可以清洗污垢”——超声波清洗机又名超声波清洗器，以其洁净的清洗效果给清洗界带来了一股强劲的清洗风暴。

超声波清洗机（超声波清洗器）利用空化效应，短时间内将传统清洗方式难以洗到的狭缝、空隙、盲孔彻底清洗干净，超声波清洗机对清洗器件的养护，提高寿命起到了重要作用。

CSQ系列超声波清洗机采用内置式加热系统、温控系统，有效提高了清洗效率；设置时间控制装置，清洗方便；具有频率自动跟踪功能，清洗效果稳定；多种机型、结构设计，适应不同清洗要求。

CSQ系列超声波清洗机适用于珠宝首饰、眼镜、钟表零部件、汽车零部件，医疗设备、精密偶件、化纤行业（喷丝板过滤芯）等的清洗；对除油、除锈、除研磨膏、除焊渣、除蜡，涂装前、电镀前的清洗有传统清洗方式难以达到的效果。

恒威公司生产CSQ系列超声波清洗机具有以下特点：不锈钢加强结构，耐酸耐碱；特种胶工艺连接，运行安全；使用IGBT模块，性能稳定；专业电源设计，性价比高。

反渗透纯水机去离子水生产设备之一，通过反渗透原理来实现净水。

纯水机清洗半导体硅片用的去离子水生产设备，去离子水有毒，不可食用。

净化设备主要产品：水处理设备、灌装设备、空气净化设备、净化工程、反渗透、超滤、电渗析设备、EDI装置、离子交换设备、机械过滤器、精密过滤器、UV紫外线杀菌器、臭氧发生器、装配式洁净室、空气吹淋室、传递窗、工作台、高校送风口、空气自净室、亚高、高效过滤器等及各种配件。

风淋室：运用国外先进技术和进口电器控制系统,组装成的一种使用新型的自动吹淋室.它广泛用于微电子医院\制药\生化制品\食品卫生\精细化工\精密机械和航空航天等生产和科研单位,用于吹除进入洁净室的人体和携带物品的表面附着的尘埃,同时风淋室也起气的作用,防止未净化的空气进入洁净区域,是进行人体净化和防止室外空气污染洁净的有效设备.抛光机整个系统是由一个旋转的硅片夹持器、承载抛光垫的工作台和抛光浆料供给装置三大部分组成。

半导体行业专业知识 - Wafer 知识在半导体行业中，晶圆（Wafer）是一种重要的概念。

晶圆是半导体工厂生产芯片的基础，它通过光刻技术在上面刻出芯片上的电路和电子元器件。

本文将介绍一些关于晶圆的基础知识，以及与晶圆相关的工艺流程。

晶圆的基础知识晶圆又被称为衬底，它是由单晶硅材料制成，并且表面非常平整。

在制造晶圆时，首先需要采用化学气相沉积等技术将硅石及硅片中的多晶硅转化为单晶硅，然后通过超细磨片技术将硅块加工成薄而平整的圆盘，这就是晶圆。

晶圆的尺寸通常是指直径，主要有6英寸、8英寸、12英寸等几种规格，现在逐渐向更大的尺寸发展，如14英寸、18英寸等。

硅晶圆的制造工艺中还要注意晶圆表面的净化、去除有机污染物、消除缺陷等问题，以保证芯片的质量。

晶圆与半导体工艺晶圆在半导体工艺中起着至关重要的作用，通过晶圆衬底上的光阻和掩膜，施加光照、刻蚀等工艺，形成电路和元器件。

晶圆工艺的步骤如下：前处理前处理是指在晶圆上形成光阻和其他掩膜准备工作。

这个过程主要分为清洗、干燥、回流、涂敷、曝光等步骤，这些过程保证了晶圆表面的平整和光阻的黏附性，以及涂敷的厚度和误差。

离子注入离子注入通常是指将外界材料掺入晶圆内部，以改变晶圆中的电子元器件的性质。

这个过程中要注意注入能量、保证注入的均匀性等问题。

薄膜沉积薄膜沉积是指在晶圆表面上沉积一层新的材料，如金属、氧化物，以增加芯片的实用性。

这个过程包括物理气相沉积、化学气相沉积等技术。

集成电路制造集成电路的制造是指将电子器件和电路的制造过程，与晶圆上的光阻和掩膜相结合，对晶圆表面进行刻蚀、沉积等工艺，最终制成电子元器件。

本文简单介绍了晶圆在半导体工艺中的重要作用，以及晶圆的基础知识和工艺流程。

虽然前沿技术的发展迅速，但是晶圆作为半导体工厂的基础，仍然是半导体行业中至关重要的一环。

第一章工艺和器件发展概述1947年第一只具有放大作用的点接触晶体管问世，与电子管相比具有很多优点，引起人们广泛注意，在随后的十几年时间相继发明了各式各样晶体管(合金管、合金扩散管、台面管等)。

1960年硅平面工艺和外延技术的出现，使半导器件的制造工艺获得重大突破。

它为集成电路的制造开拓了广阔的途径，促进了半导体器件进一步向微型化、低功耗和高可靠性方向发展。

集成度由SSI、MSI、LSI、VLSI步入了ULSI时代。

1957年第一只SCR问世以来功率器件也取得了长足的进步，相继推出了GTO(可关断晶闸管)TRIAC(双向晶闸管)和GTR(达林顿功率晶体管)这些都是双极型器件，它们共同优点是功率容量大，导通电阻小，缺点是存在少子贮存效应，开关速度低，电流驱动，驱动功率大，不易控制，七十年末由IR和GE公司发明了单极型功率器件功率MOSFET，立即受到制造厂和用户的重视。

三年后西方15家大公司均掌握了功率MOSFET生产技术(VDMOS)，1983年诞生了IGBT双极型器件。

半导体器件种类繁多，工艺有别，本次培训主要以外延平面工艺为主，介绍以下内容：单晶硅拉制及衬底制备、外延工艺、氧化工艺、扩散与离子注入工艺、光刻工艺、蒸发工艺、芯片组装工艺。

一、锗合金扩散晶体管制造工艺流程简介合金扩散晶体管是五十年代中期发展起来的一种高频管。

工艺流程：切片→研磨、抛光、腐蚀→扩散(Sb扩)→装发射极(In合金)→真空烧结(500～550℃)→装基极及支架→烧结(H2)→点焊管座→拉丝→涂保护油→台面腐蚀→去油清洗→管芯腐蚀→烘干→涂胶→封管二、硅外延平面晶体管制造工艺流程(NPN型)三、集成电路制造工艺流程原始硅片 P型(衬底) ρ：8－13Ω·cm 晶面(111)比平面晶体管多出工艺隐埋(埋层)扩散，隔离扩散。

四、肖特基二极管芯工艺工艺势垒金属结温 VF IRVR标准工艺 Mo-Si化合物 150℃低适中≤60V830工艺 Pd-Si化合物+Mo 175℃高低≤200VCr Cr-Si化合物+Mo 125℃很低高≤45VV V-Si化合物 100℃极低很高≤45V 管芯工艺流程见附图五、IGBT工艺流程 IGBT、MOSFET芯片结构详见附图第二章单晶拉制与衬底制备半导体单晶是制造半导体器件的基础材料，它的质量好坏直接影响到半导体器件的性能。

半导体行业必备知识一、半导体行业的概述半导体作为一种重要的电子材料，在现代科技领域中发挥着不可或缺的作用。

半导体行业是一个高度复杂和竞争激烈的行业，其技术和市场发展速度极快，涉及到电子、通信、计算机、光电、新能源等多个领域。

了解半导体行业的基本知识，对于从事相关行业的人士来说至关重要。

二、半导体的基本概念1. 什么是半导体？半导体是一种电导率介于导体和绝缘体之间的物质，其电子在晶体中可以被激发至导带或者价带，并能在两者之间自由移动。

常见的半导体材料有硅（Si）和锗（Ge）等。

2. PN结和二极管PN结是由P型半导体和N型半导体结合形成的结构。

PN结具有单向导电性，其中P型区域富含空穴（正电荷），N型区域富含电子（负电荷）。

当施加电压时，PN结可以实现电子流或空穴流的控制，形成了二极管的特性。

3. 晶体管和集成电路晶体管是一种基于半导体材料的电子器件，具有放大电信号和控制电流的功能。

晶体管的发明是现代电子技术发展的重大里程碑。

集成电路（IC）是将多个晶体管、电容器和电阻器等元件印制在一个芯片上，用来实现逻辑功能、存储功能和信号处理功能等。

集成电路的产生极大地推动了计算机和通信技术的发展。

三、半导体材料和工艺1. 半导体材料主流的半导体材料主要有硅和化合物半导体。

硅是最常用的半导体材料，具有良好的物理和化学性质，而化合物半导体（如氮化镓）具有优异的电子特性。

2. 半导体工艺制造半导体工艺制造是指将原始的半导体材料加工成可用于电子器件的半导体芯片。

这个过程涉及到沉积、退火、蚀刻、光罩制作等一系列工序。

四、半导体产业链和市场1. 半导体产业链半导体产业链包括晶圆制造、封装测试和整机组装等环节。

晶圆制造是将半导体材料生长成晶圆并进行切割加工。

封装测试是将制造好的芯片进行封装，以便安装到最终的电子产品中。

2. 半导体市场半导体市场是一个庞大的全球市场，其需求主要来自于消费电子、计算机、通信设备、汽车电子等领域。

半导体行业必备知识标题: 半导体行业必备知识：从基础概念到未来发展引言:半导体行业是现代科技和电子行业的核心，对我们的生活产生了深远的影响。

为了更好地理解和掌握半导体行业，本文将从基础概念开始，逐步深入探讨相关主题。

我们将介绍半导体的定义、材料和工艺，以及半导体芯片的制造和应用。

此外，我们还将讨论半导体行业的未来发展趋势和挑战，以及对环境和社会的影响。

第一部分：半导体基础知识1. 半导体的定义和特性- 解释什么是半导体，以及半导体材料的特性。

- 讨论半导体材料的能带结构和导电性质。

2. 半导体材料- 介绍常见的半导体材料，如硅(Si)和砷化镓(GaAs)。

- 分析不同材料的特点、优缺点和在半导体行业中的应用。

3. 半导体器件和工艺- 介绍半导体器件的基础结构，如二极管和晶体管。

- 解释常用的半导体工艺，如光刻和离子注入，以及它们对半导体器件性能的影响。

第二部分：半导体芯片制造和应用1. 半导体芯片制造工艺- 详细描述半导体芯片的制造过程，包括晶圆加工、沉积、刻蚀和清洗等步骤。

- 分析不同制造工艺对芯片性能和产量的影响。

2. 半导体芯片应用领域- 探讨半导体芯片在各个领域的应用，如通信、计算机、医疗和能源。

- 强调半导体芯片在现代科技和电子领域的关键作用。

第三部分：半导体行业的未来发展1. 新兴半导体技术- 介绍新兴的半导体技术，如碳纳米管和量子点。

- 分析这些技术在提高芯片性能和创新应用方面的潜力。

2. 挑战和趋势- 讨论半导体行业面临的挑战，如技术复杂性和成本压力。

- 分析行业的发展趋势，如人工智能和物联网对半导体需求的增长。

第四部分：半导体行业的环境和社会影响1. 可持续发展- 探讨半导体行业在可持续发展方面的挑战和努力。

- 分析行业在能耗、废弃物管理和碳减排方面的可持续性措施。

2. 社会责任- 强调半导体行业在社会责任方面的作用，如创造就业机会和支持教育项目。

- 讨论行业在社会和经济发展中的贡献和责任。

半导体工艺作业涉及到半导体器件的制备和加工过程，是半导体工程领域中非常重要的一部分。

以下是一些可能包含在半导体工艺作业中的主题和任务：
1. 半导体材料
-了解不同类型的半导体材料，如硅、砷化镓等，以及它们的特性和应用。

-研究半导体材料的基本结构、晶体生长方法等。

2. 半导体器件制备流程
-学习半导体器件的制备流程，如光刻、腐蚀、离子注入等。

-熟悉各个工艺步骤的原理和操作方法。

3. 工艺参数和设备
-理解工艺参数对器件性能的影响，如掺杂浓度、温度等。

-学习半导体加工设备的原理和使用方法。

4. 工艺优化和控制
-探讨如何优化半导体工艺，提高器件性能和制备效率。

-学习工艺控制的方法，确保生产过程稳定和可靠。

5. 实验设计和数据分析
-设计并进行半导体工艺实验，收集数据并进行分析。

-分析实验结果，评估工艺的有效性和可行性。

6. 半导体工艺的应用
-探讨半导体工艺在集成电路、太阳能电池、传感器等领域的应用。

-研究当前半导体工艺领域的前沿技术和发展趋势。

以上是一些可能涉及到的主题和任务，您可以根据具体的课程要求和学习目标来展开相关的半导体工艺作业。