芯片制造半导体工艺制程实用教程学习笔记

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1、第一章半导体工业1、电子数字集成器和计算器（ENIAC）18000个真空三极管，70000个电阻，10000个电容，6000个开关，耗电150000W，成本约400000美元重30吨，占地140平方米宾夕法尼亚的摩尔工程学院于1947年进行公开演示；2、晶体管（transistor）－传输电阻器。JohnBardeen,WalterBrattin,WilliamShockley共同荣获1956年诺贝尔物理奖；3、每个芯片中只含有一个器件的器件称为分立器件（晶体管、二极管、电容器、电阻器）4、集成电路（integratedcircuit）平面技术（plan

2、artechnology）Kilby&Noyce共同享有集成电路的专利；5、集成电路中器件的尺寸（特征图形尺寸－微米）和数量时IC发展的两个共同标志。集成度水平（integrationlevel）的范围：小规模集成电路SSI2－50（单位芯片内的器件数）芯片边长约为100mils中规模集成电路MSI50－5000（单位芯片内的器件数）大规模集成电路LSI5000－100000（单位芯片内的器件数）特大规模集成电路VLSI100000－1000000（单位芯片内的器件数）超大规模集成电路ULSI>1000000（单位芯片内的器件数）芯片每边长约为500mi

3、ls储存器电路由其存储比特的数量来衡量；逻辑电路的规模经常用栅极的数量来评价；6、1960年1英寸直径晶圆；8英寸（约200毫米）12英寸（约300毫米）1英寸=2/4125.3mm7、特征尺寸的减小和电路密度的增大带来了很多益处。在电路的性能方面时电路速度的提高、传输距离的缩短，以及单个器件所占空间的减小使得信息通过芯片时所用的时间缩短；电路密度的提高还使芯片或电路耗电量更小；8、成本降低和性能提高这两个因素推动了固态电子在产品中的实用；据估计到2008年全世界工业生产的晶体管将达到每个人10亿个；9、电子工业可分为两个主要部分：半导体和系统（产品），

4、涵盖印刷电路板制造商；半导体产业由两个主要部分组成：一部分是制造半导体固态器件和电路的企业，生产过程称为晶圆制造（waferfabrication）,在整个行业有三种类型的芯片供应商，一种是集设计、制造、封装和市场销售为一体的公司；另一种是做设计和晶圆市场的公司，他们从晶圆工厂购买芯片；还有一种是晶圆代工厂，它们可以为顾客生产多种芯片10、固态器件的制造阶段：材料准备－晶体生长与晶圆准备－晶圆制造（前线工艺FEOL和后线工艺BEOL）－封装二氧化硅（沙子）－含硅气体－硅反应炉－多晶硅11、场效应管（FET）；金属氧化物（MOS）；氧化掩膜；平面技术；外延

5、；12、1963年塑封在硅器件上的使用加速了价格下滑，绝缘场效应管（IFET），互补型MOS（CMOS）电路；13、接触光刻机（contactaligner）、投射光刻机、离子注入机、电子束（E-beam）机、膜版步进式光刻机（Stepper）14、工业控制的技术竞争：自动化、成本控制、工艺特性化与控制、人员效率15、国家技术发展路线图（NationalTechnologyRoadmapforSemiconductor，NTRS）3/41第二章半导体材料和工艺化学品1、原子结构：电子质子中子空穴（未填充电子的位置）任何原子中都有数量相等的质子和电子；任何

6、元素都包括特定数目的质子，没有任何两种元素有相同数目的质子；有相同最外层电子数的元素有着相似的性质；最外层被填满或者拥有8个电子的元素是稳定的；原子会试图与其他原子结合而形成稳定的条件。2、导电率C＝1/ρρ为电阻率，单位为欧姆·厘米Ω·cm3、电容：把一层绝缘材料夹在两个导体之间就形成的一种电子元件，电容的实际效应就是储存电荷C＝kEA/tC-电容k-材料的绝缘常数E-自由空间的介电常数（自由空间有最高的电容）A-电容的面积t-绝缘材料的厚度。4、电阻R＝ρL/WDρ为材料电阻率L为长度W为宽度D为高度5、导体半导体相关特性：材料的电分类和掺杂半导体的

7、性质空穴流（holeflow）分类电子例子导电率导体自由移动金、银、铜10的4~6次方绝缘体无法移动玻璃、塑料10的-22~-10次方半导体－本征的有些可以移动锗、硅、Ⅲ~Ⅴ族元10的-9~3次方素半导体－掺杂的受控的部分可以移N型P型半导体动N型半导体P型半导体导电电子空穴极性负正掺杂术语授主（donor）受主（acceptor）在硅中掺杂砷、磷、锑硼4/416、载流子迁移率：在电路中，我们对载流子（空穴和电子）移动所需能量和其移动的速度都感兴趣。移动的速度叫做载流子迁移率，空穴比电子迁移率低，在为电路选择特定半导体材料时，这是个非常值得考虑的重要因素

8、。7、半导体产品材料：锗（熔点937度）－表面缺少自然发生的氧化物，从而容易漏电