半导体制造工艺流程.ppt
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半导体制造工艺流程.ppt
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/(海量营销管理培训资料下载)半导体制造工艺流程http:
/(海量营销管理培训资料下载)半导体相关知识半导体相关知识本征材料:
纯硅9-10个9250000.cmN型硅:
掺入V族元素-磷P、砷As、锑SbP型硅:
掺入III族元素镓Ga、硼BPN结:
NP-+http:
/(海量营销管理培训资料下载)半半导体元件制造过程可分为导体元件制造过程可分为前段(前段(FrontEnd)制程制程晶圆处理制程(晶圆处理制程(WaferFabrication;简称简称WaferFab)、)、晶圆针测制程(晶圆针测制程(WaferProbe););後段(後段(BackEnd)构装(构装(Packaging)、)、测试制程(测试制程(InitialTestandFinalTest)http:
/(海量营销管理培训资料下载)一、晶圆处理制程一、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。
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/(海量营销管理培训资料下载)二、晶圆针测制程二、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http:
/(海量营销管理培训资料下载)三、三、IC构装制程构装制程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。
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/(海量营销管理培训资料下载)半导体制造工艺分类PMOS型双极型MOS型CMOS型NMOS型BiMOS饱和型非饱和型TTLI2LECL/CMLhttp:
/(海量营销管理培训资料下载)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)http:
/(海量营销管理培训资料下载)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、CMOS2、(根据负载元件)E/R、E/E、E/Dhttp:
/(海量营销管理培训资料下载)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http:
/(海量营销管理培训资料下载)双极型集成电路和MOS集成电路优缺点双极型集成电路中等速度、驱动能力强、模拟精度高、功耗比较大CMOS集成电路低的静态功耗、宽的电源电压范围、宽的输出电压幅度(无阈值损失),具有高速度、高密度潜力;可与TTL电路兼容。
电流驱动能力低http:
/(海量营销管理培训资料下载)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/m30.1um0.2um0.3um0.5um5.0umI级357.531NA10级350753010NA100级NA750300100NA1000级NANANA10007http:
/(海量营销管理培训资料下载)半半导体元件制造过程导体元件制造过程前段(前段(FrontEnd)制程制程-前工序晶圆处理制程(晶圆处理制程(WaferFabrication;简称简称WaferFab)http:
/(海量营销管理培训资料下载)典型的PN结隔离的掺金TTL电路工艺流程一次氧化衬底制备隐埋层扩散外延淀积热氧化隔离光刻隔离扩散再氧化基区扩散再分布及氧化发射区光刻背面掺金发射区扩散反刻铝接触孔光刻铝淀积隐埋层光刻基区光刻再分布及氧化铝合金淀积钝化层中测压焊块光刻http:
/(海量营销管理培训资料下载)横向晶体管刨面图CBENPPNPP+P+PPhttp:
/(海量营销管理培训资料下载)纵向晶体管刨面图CBENPCBENPN+p+NPNPNPhttp:
/(海量营销管理培训资料下载)NPN晶体管刨面图ALSiO2BPP+P-SUBN+ECN+-BLN-epiP+http:
/(海量营销管理培训资料下载)1.衬底选择P型Si10.cm111晶向,偏离2O5O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http:
/(海量营销管理培训资料下载)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SiO2P-SUBN+-BL要求:
1。
杂质固浓度大2。
高温时在Si中的扩散系数小,以减小上推3。
与衬底晶格匹配好,以减小应力涂胶烘烤-掩膜(曝光)-显影-坚膜蚀刻清洗去膜-清洗N+扩散(P)http:
/(海量营销管理培训资料下载)外延层淀积1。
VPE(Vaporousphaseepitaxy)气相外延生长硅SiCl4+H2Si+HCl2。
氧化TepiXjc+Xmc+TBL-up+tepi-oxSiO2N+-BLP-SUBN-epiN+-BLhttp:
/(海量营销管理培训资料下载)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.SiO2N+-BLP-SUBN-epiN+-BLN-epiP+P+P+涂胶烘烤-掩膜(曝光)-显影-坚膜蚀刻清洗去膜-清洗P+扩散(B)http:
/(海量营销管理培训资料下载)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SiO2N+-BLP-SUBN-epiN+-BLP+P+P+PP去SiO2氧化-涂胶烘烤-掩膜(曝光)-显影-坚膜蚀刻清洗去膜清洗基区扩散(B)http:
/(海量营销管理培训资料下载)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。
AlN-Si欧姆接触:
ND1019cm-3,SiO2N+-BLP-SUBN-epiN+-BLP+P+P+PPN+去SiO2氧化-涂胶烘烤-掩膜(曝光)-显影-坚膜蚀刻清洗去膜清洗扩散http:
/(海量营销管理培训资料下载)第五次光刻引线接触孔SiO2N+N+-BLP-SUBN-epiN+-BLP+P+P+PPN-epi去SiO2氧化-涂胶烘烤-掩膜(曝光)-显影-坚膜蚀刻清洗去膜清洗http:
/(海量营销管理培训资料下载)第六次光刻金属化内连线:
反刻铝SiO2ALN+N+-BLP-SUBN-epiN+-BLP+P+P+PPN-epi去SiO2氧化-涂胶烘烤-掩膜(曝光)-显影-坚膜蚀刻清洗去膜清洗蒸铝http:
/(海量营销管理培训资料下载)CMOS工艺集成电路http:
/(海量营销管理培训资料下载)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N-SiN-SiSiO2http:
/(海量营销管理培训资料下载)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N-SiP-http:
/(海量营销管理培训资料下载)CMOS集成电路工艺-以P阱硅栅CMOS为例3。
去除SiO2,长薄氧,长Si3N4N-SiP-Si3N4http:
/(海量营销管理培训资料下载)CMOS集成电路工艺-以P阱硅栅CMOS为例4。
光II-有源区光刻N-SiP-Si3N4http:
/(海量营销管理培训资料下载)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。
光刻胶N-SiP-B+http:
/(海量营销管理培训资料下载)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。
N-SiP-http:
/(海量营销管理培训资料下载)CMOS集成电路工艺-以P阱硅栅CMOS为例7。
光-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。
N-SiP-B+http:
/(海量营销管理培训资料下载)CMOS集成电路工艺-以P阱硅栅CMOS为例8。
光-多晶硅光刻,形成多晶硅栅及多晶硅电阻多晶硅N-SiP-http:
/(海量营销管理培训资料下载)CMOS集成电路工艺-以P阱硅栅CMOS为例9。
光I-P+区光刻,P+区注入。
形成PMOS管的源、漏区及P+保护环。
N-SiP-B+http:
/(海量营销管理培训资料下载)CMOS集成电路工艺-以P阱硅栅CMOS为例10。
光-N管场区光刻,N管场区注入,形成NMOS的源、漏区及N+保护环。
光刻胶N-SiP-Ashttp:
/(海量营销管理培训资料下载)CMOS集成电路工艺-以P阱硅栅CMOS为例11。
长PSG(磷硅玻璃)。
PSGN-SiP+P-P+N+N+http:
/(海量营销管理培训资料下载)CMOS集成电路工艺-以P阱硅栅CMOS为例12。
光刻-引线孔光刻。
PSGN-SiP+P-P+N+N+http:
/(海量营销管理培训资料下载)CMOS集成电路工艺-以P阱硅栅CMOS为例13。
光刻-引线孔光刻(反刻AL)。
PSGN-SiP+P-P+N+N+VDDINOUTPNSDDShttp:
/(海量营销管理培训资料下载)集成电路中电阻1ALSiO2R+PP+P-SUBN+R-VCCN+-BLN-epiP+基区扩散电阻http:
/(海量营销管理培训资料下载)集成电路中电阻2SiO2RN+P+P-SUBRN+-BLN-epiP+发射区扩散电阻http:
/(海量营销管理培训资料下载)集成电路中电阻3基区沟道电阻SiO2RN+P+P-SUBRN+-BLN-epiP+Phttp:
/(海量营销管理培训资料下载)集成电路中电阻4外延层电阻SiO2RP+P-SUBRN-epiP+PN+http:
/(海量营销管理培训资料下载)集成电路中电阻5MOS中多晶硅电阻SiO2Si多晶硅氧化层其它:
MOS管电阻http:
/(海量营销管理培训资料下载)集成电路中电容1SiO2A-P+P-SUBB+N+-BLN+EP+NP+-IA-B+Cjs发射区扩散层隔离层隐埋层扩散层PN电容http:
/(海量营销管理培训资料下载)集成电路中电容2MOS电容AlSiO2ALP+P-SUBN-epiP+N+N+http:
/(海量营销管理培训资料下载)主要制程介绍http:
/(海量营销管理培训资料下载)矽晶圓材料(Wafer)圓晶是制作矽半導體IC所用之矽晶片,狀似圓形,故稱晶圓。
材料是矽,IC(IntegratedCircuit)厂用的矽晶片即為矽晶體,因為整片的矽晶片是單一完整的晶體,故又稱為單晶體。
但在整體固態晶體內,眾多小晶體的方向不相,則為复晶體(或多晶體)。
生成單晶體或多晶體与晶體生
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