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半导体生产工艺流程
《半导体生产工艺流程》
半导体生产工艺是一项复杂而精密的过程，涉及到许多不同的步骤和技术。
在这个过程中，需要使用多种材料和设备，以及精确的控制和监测系统，以确保最终产品的质量和性能。
首先，半导体生产通常从硅片的制备开始。
硅片是半导体芯片的基础材料，它需要经过多道工艺，包括晶圆切割、表面清洁、去除有害物质等步骤，以确保其表面光洁度和纯度。
接下来是芯片的制作。
在这一阶段，需要使用光刻、蒸镀、刻蚀等技术，将电路图案逐步转移到硅片表面。
其中，光刻技术是一项至关重要的步骤，它使用紫外光和光刻胶来制作微细的芯片电路结构。
随后，芯片需要进行离子注入和扩散等步骤，以控制其电子和电子特性。
这些步骤需要使用高温炉和离子注入器等设备，以确保控制精确的化学成分和电子特性。
最后，芯片需要进行封装和测试。
在封装过程中，芯片会被封装在塑料或陶瓷封装体中，以保护其不受外部环境的影响。
而在测试阶段，需要使用不同的测试设备和系统来检验芯片的性能和可靠性。
总的来说，半导体生产工艺是一个高度复杂和精密的过程，涉
及到多种材料和设备，并需要严格的控制和监测。
只有严格执行每一个步骤，才能最终生产出高质量和高性能的半导体产品。
半导体制造工艺流程
《半导体制造工艺流程》
半导体制造工艺流程是一项复杂而精密的过程，它涉及到众多工艺步骤和高科技设备的运用。
从原料准备到最终产品的制造，整个过程需要严格的控制和监测。
以下是一般的半导体制造工艺流程：
1. 原料准备：半导体材料通常是硅晶圆，因此首先需要准备高纯度的硅原料。
这些原料经过一系列的化学处理，确保其纯度和稳定性。
2. 晶圆生长：通过化学气相沉积或其他方法，在硅片上生长一层极薄的绝缘层或者介质层，作为半导体器件的基质。
3. 掩模制作：使用光刻技术，在晶圆表面涂覆液体光刻胶、曝光和显影，以形成所需的芯片图案。
4. 电子束和离子注入：使用电子束或离子注入技术，将芯片上的电器元件按设计要求添加掺杂剂。
5. 清洗和去除残留物：使用化学溶液或气体等方法，将晶圆表面的零散杂质和残留物清洗干净。
6. 金属沉积：在晶圆上涂覆一层金属，形成导电线路和引脚。
7. 碳化层形成：在晶圆表面生成一层碳化物薄膜，以增加晶圆
的表面硬度和耐高温性能。
8. 封装和测试：将晶圆切割成单个的芯片，然后进行封装和测试，确保半导体器件的性能符合标准要求。
半导体制造工艺流程需要高度的自动化和精密控制，以确保产品质量和生产效率。
同时，对于半导体行业而言，不断的技术创新和设备更新也是不可或缺的。
随着科技的不断进步，半导体制造工艺流程也在不断优化和改进，以满足市场的需求和提高产品性能。
半导体工艺流程1. 引言半导体工艺流程是指将半导体材料制备成芯片的一系列步骤。
这些步骤包括材料准备、清洗、光刻、薄膜沉积、蚀刻、离子注入、金属化和封装等。
本文将详细描述每个步骤的流程和操作。
2. 材料准备半导体工艺流程的第一步是材料准备。
这包括选择适合的半导体材料和衬底。
常用的半导体材料有硅、砷化镓、磷化镓等。
衬底可以是硅片、蓝宝石等。
在准备材料时，需要确保材料的纯度和质量，以保证最终芯片的性能和可靠性。
3. 清洗清洗是半导体工艺流程中的重要步骤之一。
在清洗过程中，需要将材料表面的杂质和污染物去除，以保证后续步骤的顺利进行。
常用的清洗方法包括化学浸泡、超声波清洗和离子束清洗等。
清洗过程中需要使用一系列的溶液和设备，如酸碱溶液、超声波清洗器和离子束清洗机。
4. 光刻光刻是半导体工艺流程中的关键步骤之一。
在光刻过程中，需要使用光刻胶和掩膜将芯片的图案转移到光刻胶上。
光刻胶是一种敏感的化学物质，可以通过暴露和显影来形成所需的图案。
掩膜是一种具有所需图案的透明薄膜，通过光刻机将图案转移到光刻胶上。
光刻过程中需要控制曝光剂的浓度、曝光时间和显影时间等参数，以确保图案的精确度和清晰度。
5. 薄膜沉积薄膜沉积是半导体工艺流程中的关键步骤之一。
在薄膜沉积过程中，需要将一层薄膜沉积在芯片的表面上。
常用的薄膜沉积方法包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）和溅射沉积等。
薄膜的材料可以是金属、氧化物、氮化物等。
薄膜的厚度和均匀性对芯片的性能和可靠性有重要影响，因此需要严格控制沉积条件和参数。
6. 蚀刻蚀刻是半导体工艺流程中的关键步骤之一。
在蚀刻过程中，需要将不需要的薄膜层或杂质从芯片表面去除，以形成所需的结构和图案。
常用的蚀刻方法包括干法蚀刻和湿法蚀刻。
干法蚀刻使用高能粒子束或化学气体将薄膜层蚀刻掉，湿法蚀刻使用溶液将薄膜层溶解掉。
蚀刻过程中需要控制蚀刻速率、选择性和均匀性等参数，以确保薄膜的质量和图案的精确度。
半导体生产工艺流程半导体生产工艺是一项复杂而精密的过程，它涉及到许多工艺步骤和技术要求。
在半导体生产工艺流程中，主要包括晶圆加工、光刻、薄膜沉积、离子注入、退火、化学机械抛光等环节。
下面将逐一介绍这些工艺步骤及其在半导体生产中的作用。
首先是晶圆加工。
晶圆加工是半导体生产的第一步，它主要包括晶圆切割、清洗、去除氧化层等工艺。
晶圆切割是将单晶硅锭切割成薄片，然后对其进行清洗和去除氧化层处理，以便后续工艺的进行。
接下来是光刻工艺。
光刻工艺是通过光刻胶和掩模板，将图形影像转移到晶圆表面的工艺。
它的主要作用是定义芯片上的电路图形和结构，为后续的薄膜沉积和离子注入提供图形依据。
然后是薄膜沉积。
薄膜沉积是将各种材料的薄膜沉积到晶圆表面，以实现半导体器件的功能。
常见的薄膜沉积工艺包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等，它们可以实现对材料的精确控制和沉积。
离子注入是半导体工艺中的重要步骤。
离子注入是通过加速器将掺杂原子注入到晶体中，改变其导电性能和器件特性。
离子注入工艺可以实现对晶体材料中杂质原子的控制，从而实现对半导体器件性能的调控。
退火是半导体生产中的一个重要环节。
退火工艺是将晶圆在高温条件下进行热处理，以消除材料内部的应力和缺陷，提高晶体的结晶质量和电学性能。
最后是化学机械抛光。
化学机械抛光是将晶圆表面的氧化层和残留杂质去除，使晶圆表面变得光滑平整，以便后续的工艺步骤和器件制作。
总的来说，半导体生产工艺流程是一个复杂而精密的过程，它涉及到多个工艺步骤和技术要求。
每一个工艺步骤都对半导体器件的性能和质量有着重要的影响，需要严格控制和优化。
只有在严格遵循工艺流程和技术要求的前提下，才能生产出高性能、高可靠性的半导体器件。
半导体的工艺流程
《半导体工艺流程》
半导体工艺流程是指将半导体材料如硅晶片等通过一系列工艺步骤加工成用于电子器件制造的半导体元件的过程。
这些元件包括集成电路、太阳能电池、光电器件等。
半导体工艺流程经历了多个步骤和加工工序，每一个步骤都对最终的产品性能和质量产生着重要影响。
首先，在半导体工艺流程中，最重要的步骤之一是晶体生长。
通过将单晶硅棒放入高温熔融的硅溶液中，可以使硅片的结晶方向和材料纯度得到控制，从而获得高质量的硅晶片。
接下来是光刻工艺，即将光刻胶涂覆在硅片表面，然后利用光刻机将图案投射到硅片上。
随后，对光刻胶进行显影处理，将未曝光的部分去除，留下所需的图案。
接着是离子注入或扩散工艺，通过在硅片上注入或扩散特定的杂质，可以改变硅片的电学性质，例如控制电阻率和电子传导性能。
在半导体工艺流程的后续步骤中，需要进行蚀刻、金属沉积、退火处理等工序，以形成金属导线、金属化层和局部结构。
最后，通过切割和封装工艺，将硅片切割成多个芯片，然后封装成最终的半导体器件。
需要注意的是，随着半导体技术的不断发展，半导体工艺流程
也在不断创新和改进，以满足新型器件的制造需求。
例如，晶片尺寸的不断缩小、新材料的应用、三维集成等都对工艺流程提出了更高的要求。
总的来说，半导体工艺流程是一个复杂的系统工程，需要多种工艺和技术的协同作用，才能保证最终产品的质量和性能。
随着科学技术的不断进步，相信半导体工艺流程将会不断优化和完善，为半导体产业的发展贡献更多的力量。
半导体制造工艺流程一、引言随着现代科技的飞速发展，半导体技术成为了各个领域中不可或缺的重要基础。
而半导体制造工艺流程则是半导体晶圆生产的关键环节之一、本文将详细介绍半导体制造工艺流程的基本步骤和各个环节所涉及的具体工艺。
二、半导体制造工艺流程1.半导体晶圆清洁：首先需要将半导体晶圆进行清洁处理，以去除表面的杂质和污染物。
这一步骤通常通过使用化学溶液进行清洗，如硝酸、氢氟酸等。
2.晶圆扩散：在晶圆表面进行扩散处理，将一些所需的杂质元素或金属离子引入到晶圆表面，以调整半导体材料的电学性能。
这一步骤通常使用扩散炉进行，通过加热晶圆并与所需气体反应，使其在晶圆表面沉积。
3.光罩制备：通过利用光刻技术，制备用于掩膜的光罩。
光罩是由光刻胶覆盖的晶片，通过在特定区域曝光和显影，形成所需的图案。
4.光刻：将光罩与晶圆进行对位，通过紫外线照射和显影，将光刻胶所曝光区域中的图案转移到晶圆表面。
这一步骤可以定义出晶圆上的电路结构。
5.蚀刻：通过使用化学腐蚀物溶液，将未被光刻胶保护的区域进行蚀刻，以便去除不需要的物质。
这一步骤通常使用干法或湿法蚀刻。
6.沉积：在晶圆表面沉积所需的物质层，如金属、氧化物等。
通过化学气相沉积或物理气相沉积的方法进行。
这一步骤用于制备导线、电容器等元件的电介质层或金属电极。
7.退火：通过加热晶圆并使用气体或纯净的其中一种环境，使其在特定温度和时间下进行退火处理。
这一步骤旨在消除应力，提高晶圆的导电性和结构完整性。
8.电镀：在晶圆表面涂覆金属层，通常使用电化学方法进行。
这一步骤主要用于形成连接器或其他需要导电层的电路结构。
9.封装测试：将晶圆进行切割和封装，形成单个芯片。
然后通过进行功能测试和可靠性测试，以确保芯片的质量和性能。
10.出厂测试：对封装好的芯片进行全面的测试和筛选，以确保只有符合规格要求的芯片进入市场。
三、结论以上是半导体制造工艺流程的基本步骤和环节。
每个步骤都是半导体制造中不可或缺的重要环节，一环扣一环，相互依赖。
半导体的生产工艺流程引言半导体是现代电子技术中不可或缺的关键元件，其广泛应用于计算机、通信、汽车等领域。
半导体的生产工艺流程决定了最终产品的质量和性能。
本文将介绍半导体的生产工艺流程，包括晶圆加工、化学蚀刻、光刻、扩散等过程。
1. 晶圆加工半导体生产的第一步是进行晶圆加工。
晶圆是由高纯度的硅材料制成的圆片，通常直径为200mm或300mm。
晶圆加工主要包括以下几个步骤：1.1 清洗晶圆清洗晶圆是为了去除表面的污染物，以确保后续工艺的顺利进行。
清洗晶圆通常使用化学溶液浸泡、超声波清洗或喷洗等方法。
1.2 氧化处理氧化处理是将晶圆表面形成一层氧化硅薄膜，以保护晶圆表面不被污染。
氧化处理可以使用干法或湿法进行。
1.3 溅射镀膜溅射镀膜是将金属或其他材料溅射到晶圆表面，形成一层薄膜。
溅射镀膜可以用于制作金属导线、保护层、隔离层等。
1.4 蚀刻蚀刻是将晶圆表面的材料部分去除，以形成所需的结构。
蚀刻可以使用干法或湿法进行。
2. 化学蚀刻化学蚀刻是半导体生产过程中的重要步骤之一，用于精确控制半导体材料的形状和尺寸。
化学蚀刻包括以下几个步骤：2.1 掩膜制备掩膜是用于保护半导体材料不被蚀刻的薄膜。
掩膜制备通常采用光刻技术，即在掩膜上通过曝光和显影得到所需的图案。
2.2 蚀刻液制备蚀刻液是用于将未被掩膜保护的半导体材料腐蚀的溶液。
常用的蚀刻液包括酸性溶液、碱性溶液和氧化物溶液等。
2.3 蚀刻过程蚀刻过程是将晶圆浸泡在蚀刻液中，使未被掩膜保护的半导体材料被腐蚀掉。
蚀刻过程需要控制时间、温度和浓度等参数，以保证蚀刻的精确性和一致性。
3. 光刻光刻是半导体生产流程中的重要环节，用于在晶圆上制作微小的图案。
光刻主要包括以下几个步骤：3.1 光刻胶涂覆光刻胶是一种高精度的感光材料，用于记录图案。
光刻胶通过旋涂在晶圆表面形成一层薄膜。
3.2 曝光曝光是将光刻胶暴露于紫外光下，通过光刻机上的掩膜将所需的图案投射到光刻胶上。
3.3 显影显影是将显像剂涂敷在已暴露过的光刻胶上，通过化学反应将未暴露的部分溶解掉，从而形成所需的图案。
半导体制造工艺流程1. 引言半导体是现代电子技术的基石，广泛应用于计算机、通信、消费电子等领域。
半导体制造工艺流程是将纯度高的硅片转化为集成电路的过程，涵盖了多个步骤和层次，对产品质量的影响至关重要。
2. 半导体制造工艺流程概述半导体制造工艺流程主要包括晶圆制备、沉积、光刻、离子注入、薄膜沉积、清洗、封装等步骤。
每一步骤都有其特定的材料和工艺要求。
2.1 晶圆制备晶圆制备是半导体制造的第一步，它的纯度和平整度直接影响后续工艺的成功与否。
晶圆制备包括硅片选钢、切割、修整、清洗等步骤。
2.2 沉积沉积步骤是在晶圆上加工薄膜材料，常见的沉积方法包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等。
薄膜材料可以是金属、氧化物或者多层膜结构。
2.3 光刻光刻是将模板上的图案转移到晶圆上的关键步骤。
首先，需要制备光刻胶，然后将光刻胶涂覆在晶圆上，接着使用光刻机进行曝光、显影等步骤，最终形成光刻图案。
2.4 离子注入离子注入是通过将掺杂物注入晶圆表面来改变半导体材料的电学性质。
它可以实现区域选择性掺杂，对半导体器件的电学特性进行精确控制。
2.5 薄膜沉积薄膜沉积是在特定的区域上制备一层薄膜，以实现特定的功能或保护底层材料。
薄膜沉积常用方法包括化学气相沉积和物理气相沉积。
2.6 清洗清洗步骤的主要目的是去除残留的杂质、污染物和光刻胶等。
清洗过程采用一系列的化学液体和超声波等技术。
2.7 封装封装是将晶圆上的器件与外部电路连接并封装起来的过程。
常见的封装方式包括芯片级封装和模块级封装。
3. 工艺控制与质量管理为保证半导体制造过程的稳定性和质量，需要进行严格的工艺控制和质量管理。
3.1 工艺控制工艺控制包括参数设定、过程监控、设备校准等。
需要通过统计分析、实时反馈等手段，控制关键工艺参数在合理范围内。
3.2 质量管理质量管理通过各个制程步骤的检测和评估，确保产品符合设计要求。
质量管理包括原材料检查、工艺检验、器件测试等环节。
半导体工艺流程
半导体工艺流程是指将半导体材料加工成电子器件的过程。
在半导体工业中，工艺流程是非常重要的，它直接影响着半导体器件的性能和质量。
本文将介绍半导体工艺流程的基本步骤和相关工艺技术。
首先，半导体工艺流程的第一步是晶圆加工。
晶圆是半导体器件的基础材料，它通常由硅材料制成。
晶圆加工包括晶圆清洗、化学机械抛光和光刻等步骤。
其中，光刻技术是一种将图形投影到晶圆表面并形成图案的关键步骤，它直接影响着器件的尺寸和形状。
接下来是沉积工艺。
沉积工艺是将各种材料沉积到晶圆表面形成薄膜的过程，包括化学气相沉积、物理气相沉积和溅射等技术。
这些薄膜通常用于制作导体、绝缘体和半导体层，是制备器件的重要步骤。
然后是蚀刻工艺。
蚀刻工艺是利用化学溶液或等离子体将多余的材料从晶圆表面去除的过程，用于定义器件的结构和形状。
蚀刻工艺包括干法蚀刻和湿法蚀刻两种类型，其选择取决于材料的特性和工艺的要求。
最后是离子注入工艺。
离子注入是将掺杂剂离子注入晶圆表面形成导电区域的过程，用于调节半导体材料的电性能。
离子注入工艺可以有效地改变材料的导电性能，是制备各种器件的重要工艺步骤。
综上所述，半导体工艺流程包括晶圆加工、沉积工艺、蚀刻工艺和离子注入工艺等基本步骤。
这些工艺步骤相互关联，共同影响着半导体器件的性能和质量。
随着半导体技术的不断发展，工艺流程也在不断创新和完善，以满足日益复杂的电子器件制备需求。
希望本文能够帮助读者更好地了解半导体工艺流程，促进半导体工艺技术的进步和发展。
半导体工艺流程半导体工艺流程是指半导体器件制造过程中的各个步骤和技术。
半导体器件是一种用于集成电路、传感器、光电器件等领域的重要材料。
下面将介绍半导体工艺流程的主要步骤。
首先是晶圆的制备。
晶圆是半导体芯片制造的基础材料，通常由单晶硅材料制成。
其制备过程包括：清洗晶圆表面，去除杂质和氧化层；将晶圆放入高温炉中，在特定的温度和气氛下生长单晶硅层；然后再清洗并切割晶圆，使其成为适合加工的小片。
接下来是沉积层的制备。
沉积层是指在晶圆表面沉积一层薄膜，用于制造半导体器件的特定结构。
常用的沉积技术包括化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）等。
在这一步骤中，可以选择沉积多种材料，如硅氧化物、金属等。
然后是光刻。
光刻是指通过掩膜和光源将特定图案投射到硅片上，从而在沉积层上形成特定的结构。
光刻技术的核心是光刻胶，光刻胶可以在光照下发生化学反应，并形成可固化的模板，然后通过显影将未固化的光刻胶去除。
通过多次叠加光刻步骤，可以逐渐形成复杂的电路结构。
接下来是蚀刻。
蚀刻是指将不需要的材料从晶圆表面去除，只保留所需结构的过程。
蚀刻可以分为湿蚀刻和干蚀刻两种方式，其中湿蚀刻通常使用化学试剂进行腐蚀，而干蚀刻则利用高能粒子或化学气体对材料表面进行蚀刻。
然后是离子注入。
离子注入是将特定离子注入晶圆表面，改变晶圆的导电性能或其他特性。
离子注入通常是通过离子加速器将离子束引入晶圆，目标是将离子深入到晶体表面以下，形成特定的材料或者结构。
最后是封装和测试。
封装是指将制造好的芯片封装成具有引脚和外封装的半导体器件，以保护芯片并方便连接外部电路。
测试是对封装好的器件进行功能和性能测试，以确保其符合设计要求。
综上所述，半导体工艺流程是一个复杂的制造过程，涉及多个步骤和技术。
精确控制每个步骤的参数和质量，可确保制造出高质量的半导体器件。
随着半导体技术的不断进步，新的材料和工艺也在不断出现，推动着半导体工艺的发展。
半导体工艺流程总文档110第一章概述从20世纪后半叶开始电子技术的发展速度是令人膛目结舌的，许多传统由机械技术支持的产品逐步改由电子技术来支持，例如数字CD播放机取代了磁带播放机，汽车发动机也由电子点火系统控制，电子计算机已深入到社会的各方面。
所有这些电子产品都离不开半导体器件，目前微电子技术已进入甚大规模集成电路和系统集成时代，微电子技术已经成了整个信息时代的标志和基础。
1.1半导体产业的发展半导体制造技术很复杂,要求许多特殊工艺步骤、材料、设备以及供应产业。
半导体产业发展的基础是真空管电子学、无线电通信、固体物理等理论。
放大电子信号的三极真空管是由Lee De Forest于1906年发明的，三极管由三个部件构成，在一个抽空气体的玻璃容器中分别封入两个电极和一个栅极。
为了使部件不被烧毁，同时还要保证电子能够在电极间传输，必须采用真空。
真空管被用于开发第一台电子计算机(ENIAC)，ENIAC重达50吨、占地3000平方英尺、需要19000只真空管，并且使用相当于160个灯塔的电量.ENIAC除了体积大之外，它的主要缺点是伴随着真空管出现的问题。
真空管体积大、不可靠以及耗电量大。
由于会烧毁，真空管寿命有限。
为了迎合迅速发展的电子市场的需求来生产体积小、可靠的电子产品，真空管显然不是优选技术。
1947年贝尔实验室的威廉·肖克利(William Shockley)\约翰·巴丁(John Bardeen)\和沃尔特·布拉顿(Walter Brattain)发明了固态晶体管。
晶体管的名字取自“跨导”和“变阻器”两词，提供了与真空管同样的电功能，但具有固态的显著优点：尺寸小、无真空、可靠、重量轻、最小的发热及低功耗。
这一发现发动了以固体材料和技术为基础的现代半导体产业。
1.2集成电路制造由半导体材料生产的半导体器件我们叫做芯片，仅具有单一功能的半导体器件称为分离元件。
在半导体产业向前迈进的重要一步是将多个电子元件集成在一个半导体材料衬底上，就是集成电路。
我们可大致以集成在一块芯片上的元件数划分集成时代(见表1.1)。
电路集成的一个重要挑战是半导体制造工艺的能力，在可接受的成本条件下改善加工技术，以生产高集成度的甚大规模集成电路芯片。
可以在一片半导体材料圆片上同时制作几十甚至几百个特定的芯片，以硅片为例，硅片的直径多年来一直在增大，从最初的1英寸到现在常用的8英寸，正在进行向12英寸的转变。
如果在一片硅片上有更多的芯片，制造集成电路的成本会大幅度降低。
半导体器件的制作仅发生在接近硅片表面的几微米，在工艺加工过程中，硅片厚度提供硅片足够的强度。
一旦器件在硅片上制作完毕，硅片上的金属线路层将作为器件和芯片外边的各种电信号之间的连接。
集成电路的制造步骤涉及五个制造阶段:●硅片制备: 在第一阶段，将硅从沙中提炼并纯化，经过特殊工艺产生适当直径的硅锭，然后将硅锭切割成用于制造芯片的薄硅片。
●芯片制造: 裸露的硅片经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂步骤，加工完的硅片具有永久刻蚀在硅片上的一整套集成电路。
●硅片测试/拣选: 每个芯片要进行探测和电学测试，拣选出可接受和不可接受的芯片，并为有缺陷的芯片做标记。
●装配与封装: 将制作好集成电路的硅片分割成单个芯片，好的芯片被压焊后密封在塑料或陶瓷壳内。
●终测: 为确保芯片的功能，要对每一个被封装的集成电路进行测试，以满足制造商的电学和环境的特性参数要求。
芯片技术的发展有三个主要趋势:1．提高芯片性能判断芯片性能的一种通用方法是速度。
器件做的越小，在芯片上放置得越紧密，芯片的速度就会提高。
还有使用材料，通过芯片表面的电路和器件来提高电信号的传输。
芯片性能的另一重要方面是在器件工作过程中的功耗。
摩尔定律 1964年,戈登·摩尔,半导体产业先驱者和英特尔公司的创始人,预言在一块芯片上的晶体管数大约每隔一年翻一翻,后来在1975年被修正为预计每18个月翻一翻。
(图1.1)2．提高芯片可靠性主要提高芯片寿命3. 降低芯片成本减小特征尺寸\增加硅片直径1.3可选择的半导体材料根据流经材料电流的不同可分为三类材料: 导体；绝缘体；半导体。
导体是电子容易以电流方式流过的材料,绝缘体是对电流通过具有很高阻值的材料,半导体这种材料很特殊,因为它既能充当导体也能充当绝缘体。
半导体材料具有较小的禁带宽度,其值介于绝缘体和导体之间。
这个禁带宽度允许电子在获得能量时从价带跃迁到导带。
这种行为在半导体被加热时发生,因而其导电性随温度增加而提高(对导体而言则正相反)。
广泛用于半导体产业的各族元素特性概括于表1.2。
1.4 在半导体制造业中的职业半导体制造业中的职业途径分成三个主要方面:技师、工程师和管理人员。
硅片制造技师: 负责操作硅片制造设备,从事一些设备维护以其工艺和设备的基本故障查询。
设备技师: 负责查询故障并维护先进设备系统,以保证在硅片制造过程中设备能正确运行。
设备工程师: 专门从事确定设备设计参数和优化硅片生产的设备性能。
工艺技师: 通过查询与工艺相关的问题支持生产设备和工艺工程组。
工艺工程师: 负责分析制造工艺和设备的性能以确定优化参数设置。
现场服务代表: 安装制造设备,进行设备维护、诊断及修理以确保设备有效的生产。
实验室技师: 从事工艺开发的工作,建立新工艺并进行试验。
成品率/失效分析技师: 从事与缺陷分析相关的工作,例如准备待分析的材料并操作分析设备以确定在硅片制造过程中引起问题的根源。
成品率提高工程师: 负责收集并分析成品率及测试数据以提高硅片制造性能。
设施技师: 负责支持设施设备以及硅片制造厂要求的设施,包括化学材料管理和净化间设施。
设施工程师: 负责为硅片制造厂的化学材料、净化空气及常用设备的基础设施提供工程设计支持。
主管/经理: 负责将技术技能和人事管理技能结合在一起以达到公司的组织目标。
第二章硅和硅片制备硅是用来制造芯片的主要半导体材料，也是半导体产业中最重要的材料。
锗是第一个用做半导体的材料，它很快被硅取代了，这主要有四个原因：1）硅的丰裕度：硅是地球上第二丰富的元素，占到地壳成分的25%，经合理加工，硅能够提纯到半导体制造所需的足够高的纯度而消耗更低的成本。
2）更高的熔化温度允许更宽的工艺容限：硅1412℃的熔点远高于锗937℃的熔点，使得硅可以承受高温工艺。
3）更宽的工作温度范围：用硅制造的半导体元件可以用于比锗更宽的温度范围。
4）氧化硅的自然生成：硅表面有自然生长氧化硅(SiO2)的能力。
SiO2是一种高质量、稳定的电绝缘材料，而且能充当优质的化学阻挡层以保护硅不受外部沾污。
现在，全世界芯片的85%以上都是由硅来制造的。
2.1半导体级硅用来做芯片的高纯硅被称为半导体级硅（semiconductor-grade silicon）, 或者SGS，有时也被称做电子级硅。
从天然硅中获得生产半导体器件所需纯度的SGS要分几步。
现介绍一种得到SGS的主要方法：第一步，在还原气体环境中，通过加热含碳的硅石（SiO2），一种纯沙，来生产冶金级硅。
SiC（固体）+SiO2（固体）→ Si（液体）+SiO（气体）+CO（气体）在反应式右边所得到的冶金级硅的纯度有98%。
由于冶金级硅的沾污程度相当高，所以它对半导体制造没有任何用处。
第二步，将冶金级硅压碎并通过化学反应生成含硅的三氯硅烷气体。
Si（固体）+3HCl（气体）→ SiHCl3（气体）+H2（气体）+加热第三步，含硅的三氯硅烷气体经过再一次化学过程并用氢气还原制备出纯度为99.9999999%的半导体级硅。
2SiHCl3（气体）+2H2（气体）→ 2Si（固体）+6HCl（气体）这种生产纯SGS的工艺称为西门子工艺。
（图2.1）半导体级硅具有半导体制造要求的超高纯度，它包含少于百万分之（ppm）二的碳元素和少于十亿分之（ppb）一的Ⅲ、Ⅴ族元素（主要的掺杂元素）。
然而用西门子工艺生产的硅没有按照希望的晶体顺序排列原子，所以也不能用在半导体制造中。
2.2晶体结构不仅半导体级硅的超高纯度对制造半导体器件非常关键，而且它也要有近乎完美的晶体结构。
只有这样才能避免对器件特性非常有害的电学和机械缺陷。
单晶就是一种固体材料，在许多的原子长程范围内原子都在三维空间中保持有序且重复的结构。
非晶材料是指非晶固体材料，它们没有重复的结构，并且在原子级结构上体现的是杂乱的结构。
非晶硅对半导体器件所需的硅片来讲是没有任何用处的，这是因为器件的许多电学和机械性质都与它的原子级结构有关，这就要求重复性的结构使得芯片与芯片之间的性能有重复性。
在晶体材料中，对于长程有序的原子模式最基本的实体就是晶胞。
晶胞在三维结构中是最简单的由原子组成的重复单元，它给出了晶体结构。
图2.2表示了由晶胞组成的三维结构。
因为晶体结构在三维方向上是等同的，晶胞有一个框架结构，像一个立方体。
在自然界有7种可能存在的晶体结构。
对于硅晶体来说，它的晶胞是面心立方结构，如图2.3。
如果晶胞不是有规律地排列，那么这种材料就叫做多晶材料。
如果从提纯工艺中得到的半导体级硅是多晶结构，就叫做多晶硅。
如果晶胞在三维方向上整齐地重复排列，那这样的结构就叫单晶。
半导体芯片加工需要纯净的单晶硅结构，这是因为晶胞重复的单晶结构能够提供制作工艺和器件特性所要求的电学和机械性质。
晶胞在晶体中的方向称为晶向。
晶向非常重要，因为它决定了在硅片中晶体结构的物理排列是怎样的。
不同晶向的硅片的化学、电学和机械性质都不一样，这会影响工艺条件和最终的器件性能。
半导体制造中硅片常用的晶向是<100>、<111>、<110>。
2.3单晶硅生长晶体生长是把半导体级硅的多晶硅块转换成一块大的单晶硅。
生长后的单晶硅称为硅锭。
在生产用于硅片制备的单晶硅锭最普遍的技术是Czochralski 法，也称CZ法。
另外还有区熔法。
2.3.1 CZ法CZ法生长单晶硅把熔化了的半导体级硅液体变为有正确晶向并且被掺杂成n型或p型的固体硅锭。
85%以上的单晶硅是采用CZ法生长出来的。
CZ拉单晶炉见图2.4。
坩锅里的硅被拉单晶炉加热，使用电阻加热或射频（RF）加热线圈。
电阻加热用于制备大直径的硅锭。
当硅被加热时，它变成液体，叫做熔体。
一个完美的具有所需要晶向的籽晶硅接触到直拉装置并开始生长新的晶体结构。
籽晶放在熔体表面并在旋转过程中缓慢地拉起，它的旋转方向与坩锅的旋转方向相反。
随着籽晶在直拉过程中离开熔体，熔体上的液体会因为表面张力而提高。
籽晶上的界面散发热量并向下朝着熔体的方向凝固。
随着籽晶旋转着从熔体里拉出，与籽晶有同样晶向的单晶就生长出来了。
不同的硅锭生长结果依赖于籽晶和坩锅各自的旋转方向及速度。
2.3.2 区熔法区熔法生长单晶硅锭是把掺杂好的多晶硅棒铸在一个模型里。
