IC制造流程简介课件.ppt

1、1基本概念基本概念半导体是指导电能力介于导体和绝缘体之间的材料，其指四价硅中添半导体是指导电能力介于导体和绝缘体之间的材料，其指四价硅中添加三价或五价化学元素而形成的电子元件，它有方向性，可以用来制加三价或五价化学元素而形成的电子元件，它有方向性，可以用来制造逻辑线路使电路具有处理资讯的功能。造逻辑线路使电路具有处理资讯的功能。半导体的传导率可由搀杂物的浓度来控制：搀杂物的浓度越高，半导半导体的传导率可由搀杂物的浓度来控制：搀杂物的浓度越高，半导体的电阻系数就越低。体的电阻系数就越低。P P型半导体中的多数载体是电洞。硼是型半导体中的多数载体是电洞。硼是P P型的掺杂物。型的掺杂物。N N型半

2、导体的多数载体是电子。磷，砷，锑是型半导体的多数载体是电子。磷，砷，锑是N N型的搀杂物。型的搀杂物。集成电路（集成电路（IC)IC)是指把特定电路所需的各种电子元件及线路缩小并制是指把特定电路所需的各种电子元件及线路缩小并制作在大小仅及作在大小仅及2 2平方公分或更小的面积上的一种电子产品。平方公分或更小的面积上的一种电子产品。集成电路主要种类有两种：逻辑集成电路主要种类有两种：逻辑LOGICLOGIC及记忆体及记忆体MEMORYMEMORY。前者主要执前者主要执行逻辑的运算如电脑的微处理器后者则如只读器行逻辑的运算如电脑的微处理器后者则如只读器READ ONLY READ ONLY 及随机

3、处及随机处理器理器RANDOM ACCESS MEMORYRANDOM ACCESS MEMORY等。等。2集成电路集成电路(IC)IC)产业主要分为设计产业主要分为设计 生产生产 测试测试 封装四个阶段封装四个阶段.集成电路的生产主要分三个阶段：集成电路的生产主要分三个阶段：基本概念基本概念纪律纪律创造品质创造品质集成电路集成电路(IC)的制造的制造IC测试与封装测试与封装PACKAGE硅镜片硅镜片WAFER的制造的制造34基本制程基本制程5基本制程基本制程6原理：原理：在晶片表面上覆上一層感光材料，來自光源的平行光透在晶片表面上覆上一層感光材料，來自光源的平行光透過光罩的圖形，使得晶片表面

4、的感光材料進行選擇性的過光罩的圖形，使得晶片表面的感光材料進行選擇性的感光。感光。感光材料：感光材料：正片經過顯影正片經過顯影(Development)Development)，材料所獲得的圖案與材料所獲得的圖案與光罩上相同稱為正片。光罩上相同稱為正片。負片如果彼此成互補的關係稱負片負片如果彼此成互補的關係稱負片7微影微影制程制程 -1-1WaferWafer暴光系统暴光暴光系统暴光Wafer光刻胶光刻胶涂光刻胶涂光刻胶氧化层氧化层光源光源Wafer光刻胶光刻胶投影投影 Lens光罩光罩聚光镜聚光镜Next Page光罩光罩光刻胶光刻胶氧化层氧化层光源光源8接上一页WaferWaferWafe

5、r光刻胶显影光刻胶显影刻蚀氧化层刻蚀氧化层去除光刻胶去除光刻胶显示图形刻蚀出符合显影的图形移除光刻胶微影微影制程制程 -2-29掺杂物掺杂物(Doping)Doping)概念概念:To get the extrinsic semiconductor by adding donors or acceptors,which may cause the impurity energy level.The action that adding particular impurities into the semiconductor is called“doping”and the impurity t

6、hat added is called the“dopant”.DopingDoping介绍介绍Doping Doping 方法方法:1.扩散（Diffusion）2.离子植入（Implantation）10Pre-deposition:将掺杂物置于wafer表面.Generally used dopant resource furnace design:Generally used dopant resource furnace design:Carrier Carrier gasgasHeaterHeater 石英管石英管Solid dopant source Solid dopant s

7、ource furnacefurnaceO O2 2Liquid dopant sourceLiquid dopant sourceCarrier Carrier gasgasGas dopant Gas dopant sourcesourceValveValveO O2 2(a)a)(c)c)(b)b)扩散制程（扩散制程（DIFF)DIFF)-1-1Solid dopant Solid dopant source source 11Drive-in:To implant the dopant into the wafer by the thermal process石英管气体流出Wafer石

8、英舟加热环境 掺杂物和气体流入Profiling Tc(In the tube)横式炉横式炉石英管HeaterWafer气体流出反应室气体流入扩散制程（扩散制程（DIFF)DIFF)-2-2121.The definition:A manufacturing process that can uniformly implants the ions into the wafer in the specified depth and consistence by selecting and accelerating ions.2.The purpose:To change the resistan

9、ce value of the semiconductor by implanting the dopant.3.Energy range(8 years ago)(1)General process：10 KeV-180 KeV(0.35m)(100KeV for 0.18 m now)(2)Advanced process：10 KeV-3 MeV(100 C/s Uniform Temperature Changing Low Thermal Budget(to compare with Furnace)To Avoid MOS Distortion33Halogen-W Heater(vertical)Halogen-W Heater(horizontal)WaferGas outGas inTypical RTP SystemQuartz Shelf34The EndThank you!35