半导体制程简介.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《半导体制程简介.ppt》由用户(淡淡的紫竹语嫣)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 半导体 简介
- 资源描述:
-
1、半导体制程简介半导体制程简介 芯片是如何制作出来的芯片是如何制作出来的 基本过程基本过程 晶园制作 Wafer Creation 芯片制作 Chip Creation 后封装 Chip Packaging 第1部分 晶园制作 1.1 多晶生成 Poly Silicon Creation 1 目前半导体制程所使用的主要原料就是晶园 (Wafer),它的主要成分为硅(Si)。 富含硅的物质非常普遍,就是沙子(Sand),它 的主要成分为二氧化硅(SiO2)。 沙子经过初步的提炼,获得具有一定纯度的硅, 再经过一些步骤提高硅的纯度,半导体制程所 使用的硅需要非常高的纯度。 接着就是生成多晶硅(Pol
2、y Silicon)。 Poly Silicon Creation 2 采用一种叫做Trichlorosilane的物质(SiHCl3) 作为溶剂,氢气作为反应环境,在钽(tantalum) 电热探针指引下,经过初步提炼的硅形成晶体。 这种过程需要多次,中途还会用到氢氟酸(HF) 这样剧毒的化学药品,硅的纯度也随着这个过 程而进一步被提高。 最后生成多晶硅的硅锭。 Poly Silicon Creation 3 1.2 单晶制作 Crystal Pulling 1 多晶硅硅锭中晶体的晶向是杂乱无章的,如果 使用它来制作半导体器件,其电学特性将非常 糟糕,所以必须把多晶硅制作成单晶硅,这个 过程
3、可以形象地称作拉单晶(Crystal Pulling)。 将高纯度的多晶硅碾碎,放入石英坩埚,加高 温到1400C,注意反应的环境是高纯度的惰 性气体氩(Ar)。 精确的控制温度,单晶硅就随着晶种被拉出来 了。 Crystal Pulling 2 Crystal Pulling 3 制作完毕的单晶 硅按照半径的大 小来区分,目前 正在使用的有: 150mm(6) 200mm(8) 300mm(12) 正在发展的有: 400mm(16) 1.3 晶园切片 Wafer Slicing 单晶硅具有统一的晶向, 在把单晶硅切割成单个晶 园(Wafer)的时候,首先 要在单晶硅锭上做个记号 来标识这个晶
4、向。 通常标识该晶向的记号就 是所谓Flat或者Notch (平 边、凹槽)。 6 Wafer 6的晶园通常采用所谓“平边”的方法来标识 晶向。 8 Wafer 8的晶园采用Notch。 12, 16, Wafer 采用Notch,为什么呢?猜想。 1.4 晶园抛光 Lapping & Polishing 切片结束之后,真正成型的晶园诞生。 此时需要对晶园的表面进行一些处理抛光。 主要的步骤有以下几步: 机械研磨(使用氧化铝颗粒) 蚀刻清洗(使用硝酸、醋酸、氢氧化钠) Wafer抛光(化学机械研磨,使用硅土粉) 表面清洗(氨水、过氧化氢、去离子水) 1.5 晶园外延生长 Wafer Epita
5、xial Processing 经过抛光,晶园表面变得非常平整,但是这个 时候还不能交付使用。 半导体工业使用的晶园并不是纯粹的硅晶园, 而是经过掺杂了的N型或者P型硅晶园。 这是一套非常复杂的工艺,用到很多不同种类 的化学药品。 做完这一步,晶园才可以交付到半导体芯片制 作工厂。 第2部分 芯片制作 2.1 氧化层生长 Oxidation Layering 氧化层生长就是在晶园表面生长出一层二氧化 硅。这个反应需要在1000C左右的高纯氧气 环境中进行。 2.2 有关Photo 什么是Photo? 所谓Photo就是照相,将光罩的图形传送到晶 园上面去。 Photo的机器成本 在半导制程中,
6、Photo是非常重要的一个环节, 从整个半导体芯片制造工厂的机器成本来看, 有近一半都来自Photo。 Photo是半导体制程最主要的瓶颈 Photo制约了半导体器件线宽。 光罩制作 Mask Creation Photo的工作和照相类似,它所使用的“底片”就是 光罩,即Mask,通常也被称为Reticle。 光罩就是一块玻璃板,上面由铬(Cr)组成图形,例 如线条、孔等等。 制作光罩需要用到Laser Writer或者E-beam这样的 机器,非常昂贵(这一部分不算入Photo的机台成本), 一般需要专门的光罩厂来制作。 光罩上的图形信息由CAD直接给出,这些CAD的信 息(即半导体芯片的设
7、计)由Design House提供。 2.3 Photo的具体步骤 光刻胶涂布 Photo Resist Coating 曝光 Stepper/Scanner Exposure 显影和烘烤 Develop & Bake 光阻涂布 Photo Resist Coating 在Photo,晶园的第一部操作就是涂光阻。 光阻是台湾的翻译方法,大陆这边通常翻译成光刻胶。 光阻涂布的机台叫做Track,由TEL公司提供。 光阻涂布的是否均 匀直接影响到将来 线宽的稳定性。 光阻分为两种:正 光阻和负光阻。 一般而言通常使用 正光阻。只有少数 层次采用负光阻。 曝光 Exposure 曝光动作的目的是将光
展开阅读全文