芯片制造工艺.pptx
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1、IC产业链的分工产业链的分工设计设计制造制造封装封装目前微电子产业已逐渐演变为设计设计,制造制造和封装封装三个相对独立的产业。IC 制作http:/.tw0 IC制造技术制造技术1、晶片制备、晶片制备2、掩模板制备、掩模板制备3、晶片加工、晶片加工Initial oxSi substrateInitial oxSi substratePRDiff modulePHOTO moduleETCH moduleIni oxSi subPRThin film moduleIni oxSi subDiff,PHOTO,ETCH,T/FIC cross sectionWATWafer SortingChi
2、p Cutting初始晶片(primary wafer)BondingPackagingFinal TestIC 制造过制造过程程ICIC內部內部结构结构导电电路绝缘层硅底材元件结构內连导线架构FieldOxideFieldOxideSource/DrainRegionsGateOxideNPN双极型晶体管(三极管)双极型晶体管(三极管)第一块第一块ICMOS结构结构0.1 晶片制备晶片制备1、材料提纯(硅棒提纯)、材料提纯(硅棒提纯)2、晶体生长(晶棒制备)、晶体生长(晶棒制备)3、切割(切成晶片)、切割(切成晶片)4、研磨(机械磨片、化学机械抛光、研磨(机械磨片、化学机械抛光CMP)5、晶
3、片评估(检查)、晶片评估(检查)0.1.1 材料提纯(硅棒提纯)材料提纯(硅棒提纯)提纯原理:盐水结冰后,冰中盐的含量较提纯原理:盐水结冰后,冰中盐的含量较低低=在在液态硅液态硅(熔区熔区)中中,杂质浓度杂质浓度大大些些提纯方法:区域精炼法提纯方法:区域精炼法液态液态物质降温到凝固点以下,有些原子物质降温到凝固点以下,有些原子/分子会趋于分子会趋于固体结构的排固体结构的排列,形成较小的核心(晶粒),列,形成较小的核心(晶粒),控制晶粒取向,可得到控制晶粒取向,可得到单晶单晶结构结构的半导体。的半导体。例如:例如:8晶片的晶棒重达晶片的晶棒重达200kg,需要,需要3天时间来生长天时间来生长0.
4、1.2 晶棒生长晶棒生长直拉法直拉法0.1.3 切割(切成晶片)切割(切成晶片)锯切头尾锯切头尾检查定向性和电阻率等检查定向性和电阻率等切切割晶片割晶片晶片厚约晶片厚约50m0.2 掩模板制备掩模板制备特殊的石英玻璃上,涂敷一层能吸收紫外线的鉻层特殊的石英玻璃上,涂敷一层能吸收紫外线的鉻层(氧化鉻或氧化铁(氧化鉻或氧化铁),再用),再用光刻法光刻法制造制造光刻主要步骤光刻主要步骤1.涂胶涂胶2.曝光曝光3.显影显影4.显影蚀刻显影蚀刻光刻工艺光刻工艺 掩模板应用举例:光掩模板应用举例:光刻开窗刻开窗0.3 晶片加工晶片加工主要步骤:主要步骤:1.氧化氧化2.开窗开窗3.掺杂掺杂4.金属膜形成金
5、属膜形成5.掺杂沉积掺杂沉积6.钝化钝化0.3.1 氧化氧化氧化膜(氧化膜(SiO2、SiNH)的作用:)的作用:1.保护保护:如,钝化层(密度高、非常硬)如,钝化层(密度高、非常硬)2.掺杂阻挡掺杂阻挡:阻挡扩散,实现选择性掺杂:阻挡扩散,实现选择性掺杂3.绝缘绝缘:如,隔离氧化层:如,隔离氧化层4.介质介质:电容介质、:电容介质、MOS的绝缘栅的绝缘栅5.晶片不变形晶片不变形:与:与Si晶片的热膨胀系数很晶片的热膨胀系数很接近,在高温氧化、掺杂、扩散等公益接近,在高温氧化、掺杂、扩散等公益中,晶片不会因热胀冷缩而产生弯曲中,晶片不会因热胀冷缩而产生弯曲氧化氧化氧化方法:氧化方法:溅射法、真
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