半导体制造工艺流程
N型硅:掺入V族元素--磷P、砷As、锑Sb
P型硅:掺入III族元素—镓Ga、硼B
PN结:
半导体元件制造过程可分为
前段(FrontEnd)制程
晶圆处理制程(WaferFabrication;简称WaferFab)、
晶圆针测制程(WaferProbe);
後段(BackEnd)
构装(Packaging)、
测试制程(InitialTestandFinalTest)
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WaferFab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(InkDot),此程序即称之为晶圆针测制程(WaferProbe)。然後晶圆将依晶粒为单位分割成一粒粒独立的晶
粒
tale
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ingredients
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
半导体制造环境要求
主要污染源:微尘颗粒、中金属离子、有机物残留物和钠离子等轻金属例子。
超净间:洁净等级主要由微尘颗粒数/m3
半导体元件制造过程
前段(FrontEnd)制程---前工序
晶圆处理制程(WaferFabrication;简称WaferFab)
免费在线 典型的PN结隔离的掺金TTL电路工艺流程
横向晶体管刨面图
纵向晶体管刨面图
NPN晶体管刨面图
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10Ω.cm111晶向,偏离2O~5O P型Siρ
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
第一次光刻—N+埋层扩散孔
1。减小集电极串联电阻
2。减小寄生PNP管的影响
外延层淀积
1。VPE(Vaporousphaepitaxy)气相外延生长硅
SiCl4+H2→Si+HCl
2。氧化
Tepi>Xjc+Xmc+TBL-up+tepi-ox
第二次光刻—P+隔离扩散孔
在衬底上形成孤立的外延层岛,实现元件的隔离.
第三次光刻—P型基区扩散孔
决定NPN管的基区扩散位置范围
第四次光刻—N+发射区扩散孔
集电极和N型电阻的接触孔,以及外延层的反偏孔。
Al—N-Si欧姆接触:ND≥1019cm-3,英语b级真题
第五次光刻—引线接触孔
第六次光刻—金属化内连线:反刻铝
CMOS工艺集成电路
CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例
1。光刻I---阱区光刻,刻出阱区注入孔
CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例
2。阱区注入及推进,形成阱区
CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例
3。去除SiO2,长薄氧,长Si3N4
CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例
4。光II---有源区光刻
CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例
5。光III---N管场区光刻,N管场区注入,以提高场开启,减少闩锁效应及改善阱的接触。
footfetishtube CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例
6。光III---N管场区光刻,刻出N管场区注入孔;N管场区注入。
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7。光Ⅳ---p管场区光刻,p管场区注入,调节PMOS管的开启电压,生长多晶硅。
CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例
8。光Ⅴ---多晶硅光刻,形成多晶硅栅及多晶硅电阻
CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例
9。光ⅤI---P+区光刻,P+区注入。形成PMOS管的源、漏区及P+保护环。
CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例
10。光Ⅶ---N管场区光刻,N管场区注入,形成NMOS的源、漏区及N+保护环。
CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例