微细加工与MEMS技术引论

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1、微细加工与MEMS技术电子科技大学微电子与固体电子学院教材：《微电子制造科学原理与工程技术》，StephenA.Campbell，电子工业出版社主要参考书：《微细加工技术》，蒋欣荣，电子工业出版社VLSITechnology,S.M.Sze《半导体制造技术》，MichaelQuirk,JulianSerda，电子工业出版社微细加工技术的涉及面极广，具有“大科学”的性质，其发展将依赖于基础材料、器件物理、工艺原理、精密光学、电子光学、离子光学、化学、计算机技术、超净和超纯技术、真空技术、自动控制、精密机械、冶金化工等方面的成果。微细加工技术的应用十分广泛，主要应用于微电子器件

2、、集成电路以及微机电系统（MEMS）的制造。加工尺度：亚毫米~纳米量级。加工单位：微米~原子或分子线度量级（10–10m）。1.1主要内容第1章引论第一台通用电子计算机：ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator）1946年2月14日MooreSchool，Univ.ofPennsylvania19,000个真空管组成大小：长24m，宽6m，高2.5m速度：5000次/sec；重量：50吨；功率：140KW；平均无故障运行时间：7min1.2微细加工技术在集成电路发展中的作用一、半导体产业发展历程1947年12月23日第

3、一个晶体管，NPNGe晶体管。W.Schokley，J.Bardeen，W.Brattain晶体管的剖面图获得1956年Nobel物理奖晶体管的剖面图特点：体积小，无真空，可靠，重量轻等。肖克莱(WilliamShockley)巴丁(JohnBardeen)布拉顿(WalterBrattain)1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby，12个器件（两个晶体管、两个电容和八个电阻），Ge晶片获得2000年Nobel物理奖Ti公司JackKilby（杰克.基尔比）RobertNoyce(罗伯特.诺依斯)1959年美国仙童/飞兆公司（FairchildSemiconduct

4、or）的R.Noicy（罗伯特.诺依斯）开发出用于IC的Si平面工艺技术，从而推动了IC制造业的大发展。1960年仙童公司制造的IC半导体产业发展史上的几个里程碑1962年Wanlass和C.T.Sah——CMOS技术现在集成电路产业中占95%以上。1967年Kahng和S.Sze——非挥发存储器1968年Dennard（登纳德）——单晶体管DRAM1971年Intel公司微处理器——计算机的心脏第一个微处理器4004。4004规格为1/8英寸x1/16英寸，仅包含2000多个晶体管，采用英特尔10微米PMOS技术生产。集成电路发展简史58年，锗IC59年，硅IC61年，S

5、SI（10~100个元件/芯片），RTL62年，MOSIC，TTL，ECL63年，CMOSIC64年，线性IC65年，MSI（100~3000个元件/芯片）69年，CCD70年，LSI（3000~10万个元件/芯片），1KDRAM71年，8位MPUIC，400472年，4KDRAM，I2LIC77年，VLSI（10万~300万个元件/芯片），64KDRAM，16位MPU80年，256KDRAM，2m84年，1MDRAM，1m85年，32位MPU，M6802086年，ULSI（300万~10亿个元件/芯片），4MDRAM(8×106,91mm2,0.8m,150mm)，

6、于89年开始商业化生产，95年达到生产顶峰。主要工艺技术：g线（436nm）步进光刻机、1:10投影曝光、负性胶正性胶、各向异性干法腐蚀、LOCOS元件隔离技术、LDD结构、浅结注入、薄栅绝缘层、多晶硅或难熔金属硅化物、多层薄膜工艺等。88年，16MDRAM（3×107,135mm2,0.5m,200mm），于92年开始商业化生产，97年达到生产顶峰。主要工艺技术：i线（365nm）步进光刻机、选择CVD工艺、多晶硅化物、难熔金属硅化物多层布线、接触埋入、化学机械抛光（CMP）工艺等。91年，64MDRAM（1.4×108,198mm2,0.35m,200mm），于94

7、年开始商业化生产，99年达到生产顶峰。主要工艺技术：i线步进光刻机、相移掩模技术、低温平面化工艺、全干法低损伤刻蚀、加大存储电容工艺、增强型隔离、RTP/RTA工艺、高性能浅结、CMP工艺、生产现场粒子监控工艺等。92年，256MDRAM（5.6×108,400mm2,0.25m,200mm），于98年开始商业化生产，2002年达到生产顶峰。主要工艺技术：准分子激光（248nm）步进光刻机、相移掩模技术、无机真空兼容全干法光刻胶、<0.1m浅结、低温工艺和全平坦化工艺、CVDAl、Cu金属工艺、生产全面自动化等