半导体制造工艺流程简介.pptx

半导体制造技术点砂成金的梦想实现在很久很久以前，大河边上，我们的祖先有一个梦想，他们希望把石头变成值钱的黄金。但是他们一直没有实现他们的梦想大河滚滚东流，岁月的车轮终于驶入20世纪。三个美国科学家，巴恩，肖特莱，也为这个梦想而苦苦追寻，最终他们找到了让一堆泥砂变成比黄金还贵重的东西的方法。下面我们将谈谈点石成金的半导体技术。什么是半导体？根据材料的导电性能的强弱，我们把材料分成三类：导体，半导体，绝缘体导体：电导率大于10（u-3）oum/cm的材料，如铜，铝，银等绝缘体：电导率小于10(u-9)oum/cm的材料，如玻璃，塑料等半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，如硅，锗，硼、碲、锑等 半导体材料的分类.元素半导体元素半导体 ：如锗、硅、硒、硼、碲、锑等：如锗、硅、硒、硼、碲、锑等 ，现在说的半导体主要指硅，硅就是我们常见的泥现在说的半导体主要指硅，硅就是我们常见的泥沙。在地壳中，硅的含量仅次于氧，高于铝。沙。在地壳中，硅的含量仅次于氧，高于铝。化合物半导体化合物半导体 ：由两种或两种以上的元素化合而：由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料成的半导体材料 ，如砷化镓、磷化锢、锑化锢、，如砷化镓、磷化锢、锑化锢、碳化硅、硫化镉及镓砷硅碳化硅、硫化镉及镓砷硅 等等。无定形半导体材料：用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种 半导体材料的使用在几百万年前，我们的祖先是用鹅卵石。十万年前，他们开始使用自制工具。五千年前，他们开始使用金属工具。五百年前，他们开始使用会爆炸的工具。如今，我们使用半导体工具，比如我们常用的电脑，电视，手机，甚至汽车都跟半导体有关。我们使用半导体的历史有人统计，一公斤“芯片”的价值远远大于一公斤“黄金”，甚至“白金”。半导体已经深深地改变了我们的生活，那我们是从何时开始使用半导体的呢？半导体的使用历史。我们使用的半导体实际上是超大规模集成电路所谓的集成电路集成电路简介所谓集成电路,是指把某一单元电路用集成工艺制作在同一基片上,使之具有和单个分开的元器件所制作的电子线路同等或更好的功能。现有的集成电路现有的集成电路,主要是将主要是将电阻、电容、二电阻、电容、二极管、三极管极管、三极管等元器件及其互连线集成制等元器件及其互连线集成制作在单个半导体硅片上的作在单个半导体硅片上的半导体集成电路半导体集成电路,又称为又称为芯片芯片 技术上质的变化技术上质的变化-集成电路技术集成电路技术 它不仅是对使用分立元件的电子产品进行它不仅是对使用分立元件的电子产品进行微型化的技术微型化的技术,而且是使整个电子系统的设而且是使整个电子系统的设计、加工工艺、封装等发生质的进步的新计、加工工艺、封装等发生质的进步的新技术。它着眼于系统集成技术。它着眼于系统集成,大大提高了生产大大提高了生产效率效率,降低了成本降低了成本,保证了可靠性保证了可靠性 最小加工尺寸从最小加工尺寸从60年代年代的的10微米微米(1微米微米=10-6米米降到降到1990年的年的1微米微米;集成度集成度(即一定尺寸芯片上的晶体管数即一定尺寸芯片上的晶体管数)不断提高不断提高,近些年来一直保持每近些年来一直保持每34年翻两番的趋势。年翻两番的趋势。1995年年,在实验室里已能做到在在实验室里已能做到在350mm2的硅片上集成的硅片上集成5亿个元件亿个元件,元件最小尺寸元件最小尺寸0.25微米微米;生产上己能在生产上己能在150mm2成成3000万个元件万个元件,元件最小尺寸达到元件最小尺寸达到0.5微米微米 集成电路技术的分类集成电路技术总的可以分为集成电路技术总的可以分为“设计设计”和和“制造制造”两大部分两大部分 设计是指半导体芯片的设计技术设计是指半导体芯片的设计技术,以开发新以开发新的功能或使最终产品获得优良的性能价格的功能或使最终产品获得优良的性能价格比比,现在一般采用计算机辅助设计现在一般采用计算机辅助设计 制造：这是我们要重点介绍的这是我们要重点介绍的）半导体工艺-“三超”技术：（一）超净技术（一）超净技术 即要求严格控制工作环境中的尘埃即要求严格控制工作环境中的尘埃即要求严格控制工作环境中的尘埃即要求严格控制工作环境中的尘埃,做到无污染生做到无污染生做到无污染生做到无污染生产。目前的尘埃颗粒直径已能控制在产。目前的尘埃颗粒直径已能控制在产。目前的尘埃颗粒直径已能控制在产。目前的尘埃颗粒直径已能控制在0.10.1微米微米微米微米 也就是常说的超净厂房，进入厂房要穿超净服，经过三个吸尘门。厂房内：0.25工艺下，在0.1微米的尘埃不能超过100级，就是在1立方米空气中，直径大于0.1微米的尘埃不能超过100个。现在的要求是1级二是超高纯度技术二是超高纯度技术 要求制造过程中所用的材料、气体和试剂要求制造过程中所用的材料、气体和试剂等必须是超纯的。目前已能控制的有害杂等必须是超纯的。目前已能控制的有害杂质含量可达到质含量可达到ppb十亿分之一十亿分之一)以下以下 芯片内部之间的线很细，芯片很薄，很容易被损坏。芯片不能“REWORK”三是超微细加工技术三是超微细加工技术 通常把最小线宽为微米级或亚微米级的加通常把最小线宽为微米级或亚微米级的加工技术统称为微细加工技术工技术统称为微细加工技术,主要包括晶体主要包括晶体生长和薄层生成技术、微细图形加工技术、生长和薄层生成技术、微细图形加工技术、精密控制掺杂技术等。决定集成电路集成精密控制掺杂技术等。决定集成电路集成度的主要因素是这些技术水平所决定的基度的主要因素是这些技术水平所决定的基片材料拉制的直径大小和每个元件具有的片材料拉制的直径大小和每个元件具有的微小尺寸。微小尺寸。被郁闷了这么久，也该看看是怎样加工的了被郁闷了这么久，也该看看是怎样加工的了半导体的制造工艺 -芯片的加工流程总结:1.半导体材料及分类。2.集成电路技术。3.半导体的使用历史4.半导体的加工工艺。