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的芯片上集成成千上万甚至以亿计的晶体管。
集成电路的制造工艺是由多种单项工艺组合而成的,简单来说主要的单项工艺包括三类:薄膜制备工艺;图形转移工艺和掺杂工艺。
1薄膜制备工艺:包括烟花工艺和薄膜沉淀工艺。该工艺通过生长或者沉淀的方法,生成集成电路制造过程中所需要的各种材料的薄膜,如金属盒绝缘层。
2图形转移工艺:包括光刻工艺和刻蚀工艺,在物理上说,集成电路是由许许多多的半导体元器件组合而成的,对应在硅晶圆片上就是半导体,道题依旧各种不同层上的隔离材料的集合。集成电路制造工艺首先将这些结构以图形的形式制作在光刻掩膜版上,然后通过图形转化工艺就能最终将转移到圆片上。
f3掺杂工艺:包括扩散工艺和离子注入工艺,即通过这些工艺将各种杂质按照设计要求掺杂到晶圆片的特定位置上,形成晶体管的源漏端以及欧姆接触(金属与半导体的接触)等。
通过一定顺序的对上述单项工艺进行重复,组合使用,就形成集成电路的完整制造工艺了。
薄膜制备工艺:
集成电路的制造过程中需要在晶圆片的表面上生长数层材质不同,厚度不同的薄膜,其中有导电膜层以及绝缘膜层,这些膜层的制备对于集成电路的制造非常重要。制造膜层的主要方法有氧化,化学气相沉积已经物理气象沉积。
1氧化
在集成电路制造工艺中,氧化是一项必不可少的工艺。在广义上说,凡是物质与氧发生的化学反应生成氧化物的过程都称为氧化,容易生长出高质量的硅氧化物是半导体硅材料获得普遍应用的重要原因之一。
只要在硅暴露在氧气中,都会形成二氧化硅。当集成电路制造中用到的二氧化硅是高纯度的,需要经过特定工艺即氧化工艺制备。目前常用的工艺是热氧化方法,即硅晶圆片与含氧物质(氧气,水汽等氧化剂)在高温下进行反应从而生成二氧化硅膜。热氧法的氧化反应在硅与二氧化硅交界面处,接触到的杂质少,生成的二氧化硅氧化膜质量较高。
f将需要氧化的硅晶圆片放在托架上
f准备氧化
f将硅圆片放入氧化炉中
f氧化后的硅片对比(右侧是氧化后的)2沉积
f与氧化(如硅的氧化反应生成二氧化硅)不同,沉积专指薄膜形成过程中,并不消耗硅晶圆片或者衬底材料本身。
薄膜沉积工艺是一项非常重要的工艺,以为它涵盖了晶圆片表面以上部分所有层的制备和产生,目前已经发展为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)两个主要的方向。金属的沉积技术通常是物理性质的,属于物理气象沉积,而半导体层和绝缘层的沉积工艺通常属于化学气相沉积。
图形转r
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