半導(dǎo)體制造工藝流程簡介

1、半導(dǎo)體制造工藝流程簡介第一頁，共21頁。在很久很久以前，大河邊上，我們的祖先有一個(gè)夢想，他們希望把石頭變成值錢的黃金。但是他們一直沒有實(shí)現(xiàn)他們的夢想大河滾滾東流，歲月的車輪終于駛?cè)?0世紀(jì)。三個(gè)美國科學(xué)家，巴恩，肖特萊，也為這個(gè)夢想而苦苦追尋，最終他們找到了讓一堆泥砂變成比黃金還貴重的東西的方法。下面我們將談?wù)匋c(diǎn)石成金的半導(dǎo)體技術(shù)。第二頁，共21頁。什么是半導(dǎo)體？根據(jù)材料的導(dǎo)電性能的強(qiáng)弱，我們把材料分成三類：導(dǎo)體，半導(dǎo)體，絕緣體導(dǎo)體：電導(dǎo)率大于10（u-3）oum/cm的材料，如銅，鋁，銀等絕緣體：電導(dǎo)率小于10(u-9)oum/cm的材料，如玻璃，塑料等半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的

2、材料，如硅，鍺，硼、碲、銻等 第三頁，共21頁。半導(dǎo)體材料的分類.元素半導(dǎo)體 ：如鍺、硅、硒、硼、碲、銻等 ，現(xiàn)在說的半導(dǎo)體主要指硅，硅就是我們常見的泥沙。在地殼中，硅的含量僅次于氧，高于鋁?；衔锇雽?dǎo)體 ：由兩種或兩種以上的元素化合而成的半導(dǎo)體材料 ，如砷化鎵、磷化錮、銻化錮、碳化硅、硫化鎘及鎵砷硅 等。無定形半導(dǎo)體材料 ：用作半導(dǎo)體的玻璃是一種非晶體無定形半導(dǎo)體材料，分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃兩種 第四頁，共21頁。半導(dǎo)體材料的使用在幾百萬年前，我們的祖先是用鵝卵石。十萬年前，他們開始使用自制工具。五千年前，他們開始使用金屬工具。五百年前，他們開始使用會(huì)爆炸的工具。如今，我們使用半導(dǎo)體工

3、具，比如我們常用的電腦，電視，手機(jī)，甚至汽車都跟半導(dǎo)體有關(guān)。第五頁，共21頁。我們使用半導(dǎo)體的歷史有人統(tǒng)計(jì)，一公斤“芯片”的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一公斤“黃金”，甚至“白金”。半導(dǎo)體已經(jīng)深深地改變了我們的生活，那我們是從何時(shí)開始使用半導(dǎo)體的呢？半導(dǎo)體的使用歷史。第六頁，共21頁。我們使用的半導(dǎo)體實(shí)際上是超大規(guī)模集成電路所謂的集成電路第七頁，共21頁。集成電路簡介所謂集成電路,是指把某一單元電路用集成工藝制作在同一基片上,使之具有和單個(gè)分開的元器件所制作的電子線路同等或更好的功能 ?，F(xiàn)有的集成電路,主要是將電阻、電容、二極管、三極管等元器件及其互連線集成制作在單個(gè)半導(dǎo)體硅片上的半導(dǎo)體集成電路,又稱為芯片

4、第八頁，共21頁。技術(shù)上質(zhì)的變化-集成電路技術(shù) 它不僅是對使用分立元件的電子產(chǎn)品進(jìn)行微型化的技術(shù),而且是使整個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、加工工藝、封裝等發(fā)生質(zhì)的進(jìn)步的新技術(shù)。它著眼于系統(tǒng)集成,大大提高了生產(chǎn)效率,降低了成本,保證了可靠性 第九頁，共21頁。最小加工尺寸從60年代的10微米(1微米=10-6米降到1990年的1微米;集成度(即一定尺寸芯片上的晶體管數(shù))不斷提高,近些年來一直保持每34年翻兩番的趨勢。1995年,在實(shí)驗(yàn)室里已能做到在350mm2的硅片上集成5億個(gè)元件,元件最小尺寸0.25微米;生產(chǎn)上己能在150mm2成3000萬個(gè)元件,元件最小尺寸達(dá)到0.5微米 第十頁，共21頁。集成電路技

5、術(shù)的分類集成電路技術(shù)總的可以分為“設(shè)計(jì)”和“制造”兩大部分 設(shè)計(jì)是指半導(dǎo)體芯片的設(shè)計(jì)技術(shù),以開發(fā)新的功能或使最終產(chǎn)品獲得優(yōu)良的性能價(jià)格比,現(xiàn)在一般采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 制造：這是我們要重點(diǎn)介紹的）第十一頁，共21頁。半導(dǎo)體工藝- “三超”技術(shù)：第十二頁，共21頁。（一）超凈技術(shù) 即要求嚴(yán)格控制工作環(huán)境中的塵埃,做到無污染生產(chǎn)。目前的塵埃顆粒直徑已能控制在0.1微米 也就是常說的超凈廠房，進(jìn)入廠房要穿超凈服，經(jīng)過三個(gè)吸塵門。廠房內(nèi)：0.25工藝下，在0.1微米的塵埃不能超過100級，就是在1立方米空氣中，直徑大于0.1微米的塵埃不能超過100個(gè)?，F(xiàn)在的要求是1級第十三頁，共21頁。二是超高純度技術(shù) 要求制造過程中所用的材料、氣體和試劑等必須是超純的。目前已能控制的有害雜質(zhì)含量可達(dá)到ppb十億分之一)以下 芯片內(nèi)部之間的線很細(xì)，芯片很薄，很容易被損壞。芯片不能“REWORK”第十四頁，共21頁。三是超微細(xì)加工技術(shù) 通常把最小線寬為微米級或亞微米級的加工技術(shù)統(tǒng)稱為微細(xì)加工技術(shù),主要包括晶體生長和薄層生成技術(shù)、微細(xì)圖形加工技術(shù)、精密控制摻雜技術(shù)等。決定集成電路集成度的主要因素是這些技術(shù)水平所決定的基片材料拉制的直徑大小和每個(gè)元件具有的微小尺寸。第十五頁，共21頁。被郁悶了這么久，也該看看是怎樣加