半导体材料应用技术及发展前景1

《半导体材料应用技术及发展前景1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、原题目：半导体材料应用技术及发展前景半导体材料对集成电路圆片成品率的影响闻永祥2007年5月18日HangzhouSilanIntegratedCircuitCo.,Ltd。308,No.10Road,EastHETZ,Hangzhou,Zhejiang,China310018杭州士兰集成电路有限公司杭州经济技术开发东区10号路308号报告内容一、半导体材料应用技术二、集成电路圆片成品率的重要性三、影响成品率的因素四、总结芯片设计芯片制造测试封装(一)半导体材料在集成电路产业链中的应用硅片掩模光刻胶及附属品化

2、学试剂气体溅射靶CMP磨料引线框架塑料成形衬底键合丝可弯曲衬底陶瓷封装模塑树脂管芯键合材料在半导体材料市场中，管芯制造材料通常占总额的60％以上，其中大部分来自硅片。如果将硅片及掩模这两大类加在一起，又要占到管芯制造材料的60％。管芯制造材料封装材料一、半导体材料应用技术氮化硅/氧化膜氧化膜多晶硅沉积硅化钨沉积TEOS沉积硼磷氧化膜金属膜保护层沉淀匀光刻胶曝光显影化学蚀刻等离子蚀刻离子注入光刻版硅片投入激光刻号硅片清洗去胶热处理/电性能测试晶背研磨硅片测試成品产出成品测试硅片封装WATCPSort(二)管芯制

3、造材料集成电路芯片制造中的应用芯片与集成电路P+SubstrateN+BuriedLayerN+BuriedLayerN-WellN-WellP-WellPolyPolyN+N+N+N-N-P+P+P+M-1AlAlM-1M-1AlAlAlAlEBCNMOSPMOSBipolarTransistorN+PSGDSGDFieldOxideFieldOxideGateOxideGateOxideM-2M-2M-2M-3M-3M-3PassivationWW集成电路剖面结构示意图二、集成电路芯片成品率的重要性（一）

4、客户需求１、客户成本：成品率低意味着圆片上有较多的坏芯片，有效芯片减少，但是圆片的测试、减薄、划片等后续工序的工作量并没有减少，而且增加挑粒工序的工作量，所以成品率低，客户的有效产出低，成本增加；２、芯片的可靠性问题：成品率低意味着圆片在加工过程中有较多的缺陷，坏芯片周围的所谓“好”芯片，可能存在同样的缺陷，只是缺陷比较轻微，没有测试出来，但是存在可靠性的问题。所以，客户通常提出要“无缺陷圆片”，或者拒绝接受成品率低于60或70%的圆片。3、硅片有效利用面积：从客户的角度，希望拿到有效利用面积比较大的圆片，这

5、也是晶圆尺寸越来越大的原因之一。由右图可以看出，硅片直径越大，有效利用面积的百分比越大。圆片成品率越高，意味着可以充分利用圆片的有效利用面积，尤其对于小尺寸圆片，意义更为重大。硅片直径与有效利用面积之间的关系（边缘5mm区域为无效区域）（二）工艺技术需求1、单项工艺：工艺复杂，技术含量高，为保证产品的成品率，必须每道工序精确控制；2、工艺流程长：从投片到产出经过几百道工序，经历几个月的时间，只要有一道工序有问题，则前功尽弃，除光刻工序外，其它几乎无返工的机会，可见，成品率就显得尤为重要。（三）成本需求1、投资

6、大：设备基本是进口；2、运行成本高：动力运行成本，保证车间恒温恒湿和高洁净度的维护成本；3、材料成本：尤其是硅片成本。从以上客户、工艺技术和成本需求分析可以看出，提高集成电路圆片成品率的意义特别重大，是集成电路制造企业最重要的质量指标。成品率除了与工艺技术和生产控制有关外，制造过程中使用的各种材料的质量情况对成品率的提升有重要影响。（一）硅片的内在质量类别技术指标类型影响因素晶体结构(1)晶向利用晶体结构和器件特性，不同工艺采用不同的晶向(2)晶向偏差影响器件特性(3)位错影响芯片的漏电、耐压等可靠性指标(4

7、)层错化学成分(1)掺杂（P/N）不同工艺采用不同掺杂类型(2)电阻率掺杂浓度决定，但是均匀性特别重要(3)氧含量在制造过程中易引起晶体缺陷，从而影响器件的电流、电压等特性，芯片的可靠性降低．(4)碳含量三、影响成品率的因素（二）线条的影响1、光刻线条的影响因素：（1）光刻胶：分辨率：图形的分辨能力DOF特性：光刻机焦距的容忍度水份：产生表面缺陷，如：气泡固体含量：显影效果粘度：胶厚度及均匀性（2）显影液：成分的稳定正常线条轮廓不理想曝光不充分PelliclesLensLensReticleUVLight光刻

8、曝光技术（3）硅片平整度/局部平整度/弯曲度/翘曲度：影响曝光均匀性．（4）光刻板：线条精度2、蚀刻线条的影响（1）湿法蚀刻化学品的纯度配比的精度：如BOE/PAE/PAD表面张力（2）干法蚀刻气体的纯度气体成分的稳定性湿法蚀刻示意图（三）颗粒的影响颗粒来源：（１）硅片（２）化学品（３）气体（４）洁净材料：如：无尘衣、口罩、手套等（５）用具：如：片舟、片盒、导片机、夹具等（６）车间环境：高效过滤器（