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半导体制造技术复习总结

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半导体制造技术复习总结

第一章 半导体产业介绍

1、集成电路制造的不同阶段：硅片制备、硅片制造、硅片测试/拣选、装配与封装、终测；

2、硅片制造：清洗、成膜、光刻、刻蚀、掺杂；

3、半导体趋势：提高芯片性能、提高芯片可靠性、降低芯片价格；

4、摩尔定律：一个芯片上的晶体管数量大约每18个月翻一倍。

5、半导体趋势：

①提高芯片性能：a关键尺寸（CD）－等比例缩小（Scale down)

b每块芯片上的元件数－更多 c 功耗－更小

②提高芯片可靠性： a无颗粒净化间的使用 b控制化学试剂纯度

c分析制造工艺 d硅片检测和微芯片测试

e芯片制造商成立联盟以提高系统可靠性

③降低芯片价格：a.50年下降1亿倍 b减少特征尺寸＋增加硅片直径

c半导体市场的大幅度增长（规模经济）

第二章 半导体材料特性

6、最常见、最重要半导体材料－硅：a.硅的丰裕度 b.更高的熔化温度允许更宽的工艺容限

c.更宽的工作温度范围 d.氧化硅的自然生成

7、GaAs的优点：a.比硅更高的电子迁移率; b.减少寄生电容和信号损耗; c.集成电路的速度比硅制成的电路更快; d.材料电阻率更大，在GaAs衬底上制造的半导体器件之间很容易实现隔离，不会产生电学性能的损失；e.比硅有更高的抗辐射性能。

GaAs的缺点： a.缺乏天然氧化物；b.材料的脆性； c.由于镓的相对匮乏和提纯工艺中的能量消耗，GaAs的成本相当于硅的10倍； d.砷的剧毒性需要在设备、工艺和废物清除设施中特别控制。

第三章 器件技术

8、等比例缩小:所有尺寸和电压都必须在通过设计模型应用时统一缩小。

第四章 硅和硅片制备

9、用来做芯片的高纯硅称为半导体级硅(semiconductor-grade silicon, SGS)或电子级硅

西门子工艺：1.用碳加热硅石来制备冶金级硅 SiC(s)+SiO2(s)

Si(l)+SIO(g)+CO(g)

2.将冶金级硅提纯以生成三氯硅烷Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g)

3.通过三氯硅烷和氢气反应来生成SGS SiHCl3(g)+H2(g)

Si(s)+3HCl(g)

10、单晶硅生长：把多晶块转变成一个大单晶，并给予正确的定向和适量的N型或P型掺杂，叫做晶体生长。

a.直拉法(Czochralski) 特点：工艺成熟，能较好地拉制低位错、大直径的硅单晶。

缺点：难以避免来自石英坩埚和加热装置的杂质污染。 2

b.区熔法：主要用来生长低氧含量的晶体，但不能生长大直径的单晶，并且晶体有较高的位错密度。这种工艺生长的单晶主要使用在高功率的晶闸管和整流器上

c.液体掩盖直拉法：此方法主要用来生长砷化镓晶体，和标准的直拉法一样，只是做了一些改进。由于熔融物里砷的挥发性通常采用一层氧化硼漂浮在熔融物上来抑制砷的挥发。

直拉法更普遍，更便宜，可加工大晶圆尺寸（如300mm），材料可重复使用。区熔法可制备更纯的单晶硅（因为没坩锅），但成本高，可制备的晶圆尺寸小 （约150mm)。主要用于功率器件。

11、晶体缺陷: a.点缺陷（三种基本点缺陷：空位缺陷；间隙原子缺陷；Frenkel缺陷）

b.位错 c.层错

12、刻蚀：为了消除硅片表面的损伤，进行硅片刻蚀；硅片刻蚀是利用化学刻蚀选择性去除表面物质的过程；腐蚀掉硅片表面约20微米的硅。

13、外延(epitaxial)：与衬底有相同的晶体结构

用作双级晶体管中阻挡层，可减少集电极电阻同时保持高的击穿电压；用在CMOS和DRAM中可改进器件性能，因为外延层具有低的氧、碳含量。

第五章 半导体制造中的化学品

14、表面张力：液滴的表面张力是增加接触表面积所需的能量。

随着表面积的增加，液体分子必须打破分子间的引力，从液体内部运动到液体的表面，因此需要能量。

15、通用气体：控制在7个9以上的纯度(99.99999%)

气体种类 气体 符号 用途

惰性 氮气 N2 排出残留在气体配送系统和工艺腔中的湿气和残余气体，有时也作为某些淀积工艺的工艺气体

氩气 Ar 在硅片工艺过程中用在工艺腔体中

氦气 He 工艺腔气体，真空室的漏气检查

还原性 氢气 H2 外延层工艺的运载气体，也用在热氧化工艺中与O2反应生成水蒸气

氧化性 氧气 O2 工艺腔气体

16、液态化学品的输送过程是通过批量化学材料配送(BCD)系统完成的；BCD系统由化学品源、化学品输送模块和管道系统组成；对于使用量很少或者在使用前存放的时间有限的化学品不适合由BCD系统来输送，而采用定点输送（POU）。

17、通用气体：控制在7个9以上的纯度(99.99999%)

通用气体存储在大型存储罐里或1000磅的大型管式拖车内，通过批量气体配送(BGD)系统输送。其优点是：可靠且稳定气体供应；减少杂质微粒的沾污源；减少日常气体供应中的人为因素。 3

特种气体：控制在4个9以上的纯度(99.99%)

特种气体通常用100磅金属容器（钢瓶）运送到硅片厂，用局部气体配送系统输送到工艺反应室。

第六章 硅片制造中的沾污控制

18、沾污的类型：沾污是指半导体制造过程中引入半导体硅片的任何危害微芯片成品率及电学性能的不希望有的物质。

a.颗粒(可以接受的颗粒尺寸必须小于最小器件特征尺寸的一半);

b.金属杂质(危害半导体工艺的典型金属杂质是碱金属);

c.有机物沾污(来源包括细菌、润滑剂、蒸气、清洁剂、溶剂和潮气等。微量有机物沾污能降低栅氧化层材料的致密性；导致表面的清洗不彻底);

d.自然氧化层(自然氧化层会妨碍其他工艺步骤；增加接触电阻去除：通过使用含HF酸的混合液的清洗步骤);

e.静电释放（ESD产生于两种不同静电势的材料接触或摩擦。静电荷从一个物体向另一物体未经控制地转移，可能损坏微芯片。虽然ESD静电总量很小，但积累区域也小，可达1A的峰值电流，可以蒸发金属导线和穿透氧化层。放电也可能成为栅氧化层击穿的诱因。另外，一旦硅片表面有了电荷积累，它产生的电场就能吸引带电颗粒或极化并吸引中性颗粒到硅片表面）。

ESD控制方法：防静电的净化间材料；ESD接地；空气电离。

19、沾污的源与控制：空气； 人； 厂房； 水； 工艺用化学品； 工艺气体； 生产设备。

20、典型硅片湿法清洗顺序：（1）piranha去除有机物和金属；（2）SC-1去除颗粒；（3）SC-2去除金属；（每步结束都要进行清洗，即UPW清洗（超纯水），稀HF去除自然氧化层，UPW清洗；最后干燥）。

21、湿法清洗设备：兆声清洗(megasonics)、喷雾清洗、刷洗器、水清洗（溢流清洗器，排空清洗，喷射清洗，加热去离子水清洗）、硅片甩干（旋转式甩干机，异丙醇蒸气干燥）

有氧化物和RCA清洗的硅片表面是亲水性的；刚经过氢氟酸腐蚀的无氧化物表面由于氢终结了表面是疏水性的。

第七章 测量学和缺陷检查

22、测膜厚：四探针法（测方块电阻）；椭偏仪（主要用于测透明薄膜）。

23、掺杂浓度：在线测量方法：四探针法（高掺杂浓度）；热波系统（低掺杂浓度）；

线外测量方法：二次离子质谱仪（SIMS）；电容－电压（C－V）特性测试。

24、套准精度是测量光刻机和光刻胶图形与硅片前面刻蚀图形的套刻的能力。

测量套准精度的主要方法是相干探测显微镜（CPM）。

25、聚焦离子束（FIB, Focused Ion Beam）系统大体上可以分为三个主要部分：离子源、离子束聚焦/扫描系统（包括离子分离部分）和样品台。

聚焦离子束系统的应用：①微区溅射和增强刻蚀； ②薄膜淀积 ； 4

③高分辨率扫描离子显微成像（SIM）； ④半导体器件离子注入；

第八章 工艺腔内的气体控制

26、工艺腔是指一个受控的真空环境：在真空环境中保持预定的压强；去除不需要的水汽、空气和附加反应；创建一个能够使化学反应（例如产生等离子体）发生的环境；控制硅片的加热和冷却；控制气态化学品的流入，并在尽量靠近硅片的地方发生反应；

27、真空的益处：a.创建洁净的环境； b.降低分子密度；c.增大分子碰撞的距离；

d.加速反应过程； e.产生一种动力

真空级别：初级 759~100托 氧化、光刻、抛光;

中级 100~10-3托 刻蚀、淀积、金属化;

高级 10-3~10-6托 离子注入、测量;

超高级 10-6~10-9托 测量.

28、等离子体（Plasma）：是一种中性、高能量、离子化的气体，包括中性原子或分子、带电离子和自由电子。是除去固、液、气外，物质存在的第四态。

在一个有限的工艺腔内，利用强直流或交流电磁场或是用某些电子源轰击气体原子都会导致气体原子的离子化。等离子体可以提供发生在硅片表面的气体反应所需的大部分能量，因此被广泛应用。

29、辉光放电：当施加电能时，混合气体中的自由电子被加速，穿过混合气体，然后与原子或分子相撞，在碰撞过程中释放出附加的电子。高能电子与中性原子或离子相撞并激发它们。这些受激发的原子或离子存在的时间很短，当它们返回其最低能级时，能量以发射声子（或光）的形式释放。通过在混合气体中施加直流电压或者射频（RF）范围内使用交流电都可以产生辉光放电。

30、在带有真空的工艺腔内，痕量水是最显著的沾污源。为了降低工艺腔内吸附的水产生的沾污，需要减少以清洗为目的的开启或拆开的工艺反应室。通过在线清洁技术可以实现这一点。

第九章 集成电路制造工艺概况

31、CMOS工艺流程：薄膜制作（layer） 刻印(pattern) 刻蚀 掺杂。

32、硅片制造厂的分区：

1）扩散区（包括氧化、膜淀积和掺杂）：

目的：扩散区是进行高温工艺及薄膜淀积的区域

方法：高温扩散炉和湿法清洗设备

功能：高温扩散炉 1200℃，可完成氧化、扩散、淀积、退火以及合金

2）光刻区： 黄光区 涂胶/光刻/显影设备

目的：将电路图形转移到覆盖硅片表面的光刻胶上

3）刻蚀区：

目的：刻蚀是在硅片上没有光刻胶保护的地方留下永久的图形。

方法：湿法刻蚀和干法刻蚀

4）离子注入区：

离子注入机是亚微米工艺中最常见的掺杂工具

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半导体制造工艺期末考试重点复习资料

半导体制造工艺期末考试重点复习资料

1、三种重要的微波器件：转移型电子晶体管、碰撞电离雪崩渡越时间二极管、MESFET.

2、晶锭获得均匀的掺杂分布：较高拉晶速率和较低旋转速率、不断向熔融液中加高纯度多晶硅，维持熔融液初始掺杂浓度不变。

3、砷化镓单晶：p型半导体掺杂材料镉和锌，n型是硒、硅和锑

硅：p型掺杂材料是硼，n型是磷。

4、切割决定晶片参数：晶面结晶方向、晶片厚度（晶片直径决定）、晶面倾斜度（从晶片一端到另一端厚度差异）、晶片弯曲度(晶片中心到晶片边缘的弯曲程度）。

5、晶体缺陷：点缺陷（替位杂质、填隙杂质、空位、Frenkel，研究杂质扩散和氧化工艺）、线缺陷或位错(刃型位错和螺位错,金属易在线缺陷处析出）、面缺陷（孪晶、晶粒间界和堆垛层错，晶格大面积不连续，出现在晶体生长时）、体缺陷(杂质和掺杂原子淀积形成，由于晶体固有杂质溶解度造成）.

6、最大面为主磨面，与<110>晶向垂直，其次为次磨面，指示晶向和导电类型。

7、半导体氧化方法：热氧化法、电化学阳极氧化法、等离子化学汽相淀积法。

8、晶体区别于非晶体结构：晶体结构是周期性结构，在许多分子间延展,非晶体结构完全不是周期性结构.

9、平衡浓度与在氧化物表面附近的氧化剂分压值成正比。在1000℃和1个大气压下,干氧的浓度C0是5。2x10^16分子数/cm^3，湿氧的C0是3x10^19分子数/cm^3。

10、 当表面反应时限制生长速率的主要因素时,氧化层厚度随时间呈线性变化X=B（t+）/A线性区（干氧氧化与湿氧氧化激活能为2eV,）；氧化层变厚时,氧化剂必须通过氧化层扩散，在二氧化硅界面与硅发生反应，并受扩散过程影响，氧化层厚度与氧化时间的平方根成正比，生长速率为抛物线X^2=B(t+）抛物线区（干氧氧化激活能是1。24Ev,湿氧氧化是0.71eV).

11、 线性速率常数与晶体取向有关，因为速率常数与氧原子进入硅中的结合速率和硅原子表面化学键有关；抛物线速率常数与晶体取向无关,因为它量度的是氧化剂穿过一层无序的非晶二氧化硅的过程。

半导体员工个人工作总结

半导体员工个人工作总结

半导体员工个人工作总结

作为一名半导体员工，我在过去一年的工作中取得了一些成绩和经验，现在我来总结一下我的工作情况：

首先，在工作中我认真负责地完成了我的岗位职责，按照公司要求完成了各项工作任务。在生产过程中，我严格遵守操作规程和安全操作规范，保证产品质量和生产效率。在维护设备方面，我坚持定期保养和检修设备，确保设备正常运行，减少了生产故障和生产停机时间。

其次，在团队合作方面，我与同事们相互协作，互相帮助，共同完成了一些重要项目。在团队合作中，我学到了很多新的知识和技能，也提高了自己的沟通和协作能力。

另外，在工作中我也不断学习新知识和技能，提升了自己的专业水平。我参加了公司组织的培训和学习，了解了最新的半导体制造技术和设备。在工作中，我也积极向老师傅请教，学习了很多实用技巧和经验。

总的来说，我在过去一年的工作中取得了一些成绩，积累了一些经验，也提升了自己的能力。在未来的工作中，我将继续努力学习和提高自己的技能，为公司的发展做出更大的贡献。作为一名半导体员工，我在过去一年的工作中有幸参与了公司的一些重要项目，这些项目为我个人的职业发展带来了很大的启发。在项目中，我学到了很多新的知识和技能，比如在面对特定问题时如何灵活应对，如何与不同背景的团队成员和利益相关者进行沟通，以及如何保持积极的心态和高效的工作态度。这些技能的提升不仅让我在项目中表现出色，同时也为我未来的职业发展打下了坚实的基础。

除了工作中的项目，我也积极参加公司或行业组织组织的培训和学习活动。这些培训和学习让我了解到了最新的半导体制造技术和设备，同时也让我结识了一些业内的专家和同行，这对我的职业发展也起到了很大的助推作用。在学习过程中，我也不断反思和总结自己的工作方法和经验，不断提升自己的专业技能和综合素质。这些努力也得到了一些上级领导和同事的肯定，我非常感谢他们的关心和帮助。

在过去一年的工作中，我也发现了自己的一些不足之处，比如自身的技术能力还有待提升，个人的时间管理和沟通能力有待加强。为了弥补这些不足，我已经列出了自己的职业发展规划，并制定了一些可以提升自身能力和技术水平的计划。我计划通过学习一些新的技术知识来提高自己的技术水平，通过参加一些沟通和管理方面的培训来提高自己的沟通和管理能力。同时，我也计划积极参与更多的项目，通过实践来锻炼自己的技术和能力。

半导体工艺知识点总结

半导体工艺知识点总结

半导体工艺知识点总结

半导体工艺这事儿啊，就像一场超级精细的魔术表演。

咱先说说半导体材料这一块吧。硅，那可是半导体世界里的大明星，就像一场演唱会里的主唱一样重要。它的特性特别适合用来做半导体器件。不过你可别以为硅就是唯一的主角啦，还有像锗啊之类的材料也在这个大舞台上有自己的戏份呢。这半导体材料啊，就像是盖房子的砖头，没有好砖头，房子肯定盖不结实，同理，没有合适的半导体材料，后面那些神奇的半导体器件就无从谈起啦。

光刻技术呢，这可是半导体工艺里的一把神奇画笔。光刻就像是在微观世界里搞艺术创作。光刻机能把设计好的电路图案精确地印到硅片上，这个精度啊，那是超级高的。你要是把硅片想象成一块超级小的画布，光刻技术就是那个能在上面画出超级精细图案的神来之笔。这就好比刺绣，普通的刺绣可能针法粗糙一点没关系，可这半导体光刻啊，就像是苏绣里最精细的那种，一针一线都不能差，稍微有点偏差，整个电路可能就废了。

蚀刻工艺也很关键呢。蚀刻就像是一个超级精准的雕刻师，把不需要的部分一点一点地去除掉，只留下我们想要的电路结构。这就像做木雕一样，木雕师傅拿着刻刀，一点点地把多余的木头削掉，最后呈现出精美的木雕作品。半导体蚀刻也是这个道理，只不过它是在微观层面上进行的，那难度可比木雕大多了。

再说说掺杂工艺吧。掺杂就像是给半导体材料注入灵魂。往纯净的半导体材料里加入一些杂质原子，就好像给一杯白开水加点糖或者盐一样，一下子就改变了它的性质。这一改变可不得了，能让半导体具备我们想要的电学特性，像是导电性之类的。这就好比一个人原本很内向，突然给他注入了一些开朗的元素，整个人的性格就变得不一样了，在半导体这里，就是电学性能发生了变化。

封装工艺呢，这就是给做好的半导体芯片穿上保护的外衣。芯片就像一个娇弱的小宝宝，需要好好保护起来。封装就像是给小宝宝做一个坚固又舒适的小房子。这个小房子不仅要保护芯片不受外界环境的影响，像温度、湿度之类的，还要能方便芯片和外界进行连接，就像房子要有门和窗户一样，芯片封装也要有引脚之类的东西来实现电气连接。

苏州大学半导体工艺复习期末复习

苏州大学半导体工艺复习期末复习

苏州⼤学半导体⼯艺复习期末复习

半导体⼯艺期末复习针对性总结

第⼀部分：论述题1、集成电路的⼯艺集成：晶体⽣长（外延）、薄膜氧化、⽓相沉积、光刻、扩散、离⼦注⼊、刻蚀以及⾦属化等。

☆2、⼯艺⽬的：

①形成薄膜：化学反应，PVD，CVD，旋涂，电镀；

②光刻：实现图形的过渡转移；

③刻蚀：最后的图形转移；

④改变薄膜：注⼊，扩散，退⽕；

3、单晶硅制备的⽅法：直拉法、磁控直拉技术、悬浮区熔法（FZ）。

☆4、直拉法的关键步骤以及优缺点

（1）关键步骤：熔硅、引晶、收颈、放肩、等径⽣长、收晶。

熔硅：将坩埚内多晶料全部熔化；

引晶：先预热籽晶达到结晶温度后引出结晶；

收颈：排除接触不良引起的多晶和尽量消除籽晶内原有位错的延伸；

放肩：略降低温度（15-42℃），让晶体逐渐长到所需的直接为⽌；

等径⽣长：提⾼拉速收肩，收肩后保持晶体直径不变，就是等径⽣长；

收晶：拉速不变、升⾼熔体温度或熔体温度不变、加速拉速，使晶体脱离熔体液⾯。

（2）优点：①所⽣长单晶的直径较⼤，成本相对较低；②通过热场调整及晶体转速、坩埚转速等⼯艺参数的优化，可较好控制电阻率径

向均匀性。

（3）缺点：⽯英坩埚内壁被熔硅侵蚀及⽯墨保温加热元件的影响，易引⼊氧、碳等杂质，不易⽣长⾼电阻率的单晶。5、磁控直拉技术的优点：①减少温度波动；

②减轻熔硅与坩埚作⽤；

③降低了缺陷密度，氧的含量；

④使扩散层厚度增⼤；

⑤提⾼了电阻分布的均匀性。

6、悬浮区熔法制备单晶体：

特点：①不需要坩埚，污染少；②制备的单晶硅杂质浓度⽐直拉法更低；

③主要⽤于需要⾼电阻率材料的器件。

缺点：单晶直径不及CZ法☆7、晶体⽣长产⽣的缺陷种类及影响

种类：点缺陷、线缺陷、⾯缺陷、体缺陷；

影响：点缺陷…… 影响杂质的扩散运动；线缺陷…… ⾦属杂质容易在线缺陷处析出，劣化器件性能；

⾯缺陷…… 不能⽤于制作集成电路；

体缺陷…… 不能⽤于制作集成电路。8、外延⽣长

①常⽤的外延技术：化学⽓相淀积（CVD）、分⼦束外延（MBE）。