半导体制造工艺流程
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半导体制造工艺流程
半导体元件制造过程可分为
•前段(Front End)制程
晶圆处理制程(Wafer Fabrication;简称Wafer Fab)、
晶圆针测制程(Wafer Probe);
•後段(Back End)
构装(Packaging)、
测试制程(Initial Test and Final Test)
一、晶圆处理制程
•晶圆处理制程之主要工作为在矽晶圆上制作电路与电子元件(如电晶体、电容体、逻辑闸等),为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程,以微处理器(Microprocessor)为例,其所需处理步骤可达数百道,而其所需加工机台先进且昂贵,动辄数千万一台,其所需制造环境为为一温度、湿度与含尘(Particle)均需控制的无尘室(Clean-Room),虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关;不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗(Cleaning)之後,接著进行氧化(Oxidation)及沈积,最後进行微影、蚀刻及离子植入等反覆步骤,以完成晶圆上电路的加工与制作。
二、晶圆针测制程
•经过Wafer Fab之制程後,晶圆上即形成一格格的小格,我们称之为晶方或是晶粒(Die),在一般情形下,同一片晶圆上皆制作相同的晶片,但是也有可能在同一片晶圆上制作不同规格的产品;这些晶圆必须通过晶片允收测试,晶粒将会一一经过针测(Probe)仪器以测试其电气特性,而不合格的的晶粒将会被标上记号(Ink Dot),此程序即称之为晶圆针测制程(Wafer Probe)。然後晶圆将依晶粒为单位分割成一粒粒独立的晶粒
三、IC构装制程
•IC構裝製程(Packaging):利用塑膠或陶瓷包裝晶粒與配線以成積體電路•目的:是為了製造出所生產的電路的保護層,避免電路受到機械性刮傷或是高溫破壞。
半导体制造工艺分类
•一双极型IC的基本制造工艺:
•A在元器件间要做电隔离区(PN结隔离、全介质隔离及PN结介质混合隔离)ECL(不掺金)(非饱和型)、TTL/DTL (饱和型)、STTL (饱和型)B 在元器件间自然隔离
I2L(饱和型)
半导体制造工艺分类
•二MOSIC的基本制造工艺:
根据栅工艺分类
•A铝栅工艺
•B硅栅工艺
•其他分类
1 、(根据沟道)PMOS、NMOS、CMOS
2 、(根据负载元件)E/R、E/E、E/D
半导体制造工艺分类
•三Bi-CMOS工艺:
A 以CMOS工艺为基础
P阱N阱
B 以双极型工艺为基础
双极型集成电路和MOS集成电
路优缺点
双极型集成电路
中等速度、驱动能力强、模拟精度高、功耗比较大
CMOS集成电路
低的静态功耗、宽的电源电压范围、宽的输出电压幅度(无阈值损失),具有高速度、高密度潜力;可与TTL电路兼容。电流驱动能力低
半导体元件制造过程
前段(Front End)制程---前工序晶圆处理制程(Wafer Fabrication;简称Wafer Fab)
1.衬底选择
P型Siρ±10Ω.cm 111晶向,偏离2O~5O 晶圆(晶片)
晶圆(晶片)的生产由砂即(二氧化硅)开始,经由电弧炉的提炼还原成冶炼级的硅,再经由盐酸氯化,产生三氯化硅,经蒸馏纯化后,透过慢速分解过程,制成棒状或粒状的「多晶硅」。一般晶圆制造厂,将多晶硅融解后,再利用硅晶种慢慢拉出单晶硅晶棒。一支85公分长,重76.6公斤的8寸硅晶棒,约需2天半时间长成。经研磨、抛光、切片后,即
成半导体之原料晶圆片
CMOS工艺集成电路
主要制程介绍
矽晶圓材料(Wafer)
圓晶是制作矽半導體IC所用之矽晶片,狀似圓形,故稱晶圓。材料是「矽」,IC (Integrated Circuit)厂用的矽晶片即為矽晶體,因為整片的矽晶片是單一完整的晶體,故又稱為單晶體。但在整體固態晶體內,眾多小晶體的方向不相,則為复晶體(或多晶體)。生成單晶體或多晶體与晶體生長時的溫度,速率与雜質都有關系。
光学显影
光学显影是在感光胶上经过曝光和显影的程序,把光罩上的图形转换到感光胶下面的薄膜层或硅晶上。光学显影主要包含了感光胶涂布、烘烤、光罩对准、曝光和显影等程序。
关键技术参数:最小可分辨图形尺寸Lmin(nm)
聚焦深度DOF
曝光方式:紫外线、X射线、电子束、极紫外