集成电路工艺第九章:化学机械抛光
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第一章衬底材料1、三种单晶制备方法的特点和用途比较直拉法(引晶,缩颈,放肩,等径生长,收晶)基本原理:将多晶硅在真空或惰性气体保护下加热,使多晶硅熔化,然后利用籽晶来拉制单-固相界面附近存在温度梯度(dT/dz)。
区熔法(悬浮区熔法:多晶硅棒和籽晶粘在一起后竖直固定在区溶炉上、下轴之间;水平区熔法:多晶硅棒和籽晶粘在一起后水平固定在区溶炉左、右轴之间)基本原理:将籽晶与多晶硅棒紧粘在一起,利用分段熔融多晶棒,在溶区由籽晶移向多晶硅棒另一端的过程中,使多晶硅转变成单晶硅。
中子嬗变掺杂法:利用热中子(即低能中子)对高阻单晶进行辐照,从而使其电阻率发生改变的方法。
主要用来对高阻区熔单晶电阻率的均匀性进行调整。
三种单晶制备方法的比较方法C、O含量直径电阻率大小电阻率均匀性用途直拉法较高大低径向、轴向均匀性很差制作VLSI区熔法较低较小高径向、轴向均匀性较差制作PowerDevice中子嬗变法不变不变可调较好调整电阻率2、硅中有害杂质的分类、存在形式及其影响非金属主要有C、O、H原子。
重金属主要有Au、Cu、Fe、Ni原子。
金属主要有Na 、K、Ca、Al、Li、Mg、Ba 原子等。
分类种类存在形式主要影响影响器件的特性参数(UT,β,Usat,fT);影响硅单晶的力O 间隙位置学性质(降低其机械强度);有源区外的氧有利于吸收附非金属近的重金属杂质,增强硅器件抗α粒子辐射的能力。
C 替位位置影响硅器件的电学性质(IR↑,UB↓);会减小硅的晶格常数,引起晶格畸变;间隙90% 有多个能级和双重电活性(受主或施主)或复合重金属Au 替位10% 中心, 影响硅的电阻率(ρ)和寿命(τ);有效的复合中心影响较严重,除影响τ, ρ外,易在缺陷处形成杂Cu Fe 深能级质线和沉积微粒,使器件产生等离子击穿、PN结漏电“管道”等现象金属Na,K 间隙位置参与导电、影响器件的电学特性;Al Al会对N型材料的掺杂起补偿作用,使ρ↑3、硅中杂质吸除技术的分类,四种非本征杂质吸除方法的原理。
集成电路制造工艺集成电路制造工艺是一项高度复杂和精细的技术过程,它涉及到多个步骤和环节。
下面将介绍一般的集成电路制造工艺流程。
首先是晶圆制备。
晶圆是集成电路的基础材料,通常由硅材料制成。
制备晶圆需要精确的工艺和设备,包括材料分析、芯片设计、晶圆选择和切割等步骤。
在制备过程中,要保证晶圆的纯度和质量,确保芯片的正常运行。
接下来是晶圆上的图案制作。
这一步主要是通过光刻技术将芯片设计上的图案转移到晶圆上。
光刻是一种利用紫外线照射光刻胶,然后通过化学处理来形成芯片图案的技术。
在这一步中,制造工程师需要控制光刻机的参数和条件,以确保图案的精确度和清晰度。
接着是雕刻。
雕刻是将光刻后形成的图案转移到晶圆上的过程。
这里使用的是化学气相沉积或离子束雕刻等技术。
制造工程师需要精确控制雕刻机的参数,使得雕刻过程能够准确地复制芯片设计上的图案。
接下来是金属沉积。
这一步是为芯片的导线和电极等部分进行金属沉积,以连接芯片上的不同元件。
金属沉积通常使用物理气相沉积或化学气相沉积技术。
制造工程师需要控制沉积的厚度和均匀性,以确保导线和电极的电性能和连接质量。
然后是化学机械抛光。
抛光是为了平整化晶圆表面,以便进行下一步的工艺步骤。
抛光是利用机械研磨和化学反应溶解的技术,在控制条件下去除晶圆表面的不平坦部分。
最后是芯片封装和测试。
在封装过程中,芯片被放置在封装材料中,并进行焊接和封装工艺。
然后芯片需要经过严格的测试,以确保其功能和品质。
测试包括功能测试、可靠性测试和环境适应性测试等。
总的来说,集成电路制造工艺是一个复杂而精细的过程,需要多个步骤和环节的精确控制。
通过不断的技术创新和工艺改进,集成电路制造工艺不断提高,为我们提供了更加先进和高效的电子产品。
集成电路制造工艺是现代电子工业的重要基础,它的高度复杂和精细使得集成电路成为了现代科技的核心。
随着科技的飞速发展,集成电路的制造工艺也在不断地进步和创新。
本文将具体介绍集成电路制造工艺的一些关键步骤和技术。
cmp设备工艺技术CMP设备工艺技术CMP(Chemical Mechanical Polishing,化学机械抛光)是一种高精度平坦化工艺,广泛应用于集成电路、光电子器件和MEMS等领域。
CMP设备工艺技术是CMP工艺实施的核心,下面将介绍一些CMP设备工艺技术的关键点。
首先是CMP设备的基本构成。
CMP设备主要由抛光头、液体供给系统、研磨盘和控制系统等部分组成。
抛光头是CMP的核心部件,负责在研磨盘上进行材料的抛光和平坦化。
液体供给系统通过喷射喷雾器将研磨液喷洒到研磨盘上,起到冷却、清洗和润滑的作用。
研磨盘是将材料固定在上面进行抛光的平台,通常由金属材料制成,表面覆盖有聚氨酯或聚合物薄膜。
控制系统负责控制CMP过程中的压力、速度、温度和材料移除率等参数。
其次是CMP设备工艺的关键技术。
首先是研磨液的选择和配方。
研磨液是CMP过程中起到化学反应和材料移除的关键因素。
研磨液的选择应根据待抛光材料的特性和需求进行,常见的研磨液有氧化铝、铝羟基磷酸盐和二氧化硅等。
研磨液的配方需根据具体工艺要求进行优化,包括溶液的pH值、离子浓度和表面活性剂的添加等。
其次是抛光头的设计和优化。
抛光头的设计应考虑到待抛光材料的特性以及所需抛光质量的要求。
抛光头通常由金属或聚合物制成,具有多个孔洞用于喷洒研磨液。
抛光头的结构和孔径大小会影响到研磨液的喷射和分布情况,进而影响到抛光质量。
优化抛光头的设计可以改善CMP的均匀性、速度和材料移除率等性能。
最后是工艺参数的控制和优化。
CMP过程中的工艺参数包括压力、速度、温度和时间等。
这些参数的选择和控制对于抛光质量和效率都有着重要的影响。
压力的选择应根据待抛光材料的硬度和脆性进行,过高或过低的压力都会导致抛光质量的下降。
速度的选择应适应待抛光材料的特性和要求,过高的速度可能导致材料的损伤,而过低的速度可能导致抛光效率的下降。
温度的控制可以影响到研磨液的化学反应和材料的软化,进而影响到抛光质量的提高。