集成电路的制造

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1、集成电路的制造集成电路的概念集成电路是制造在单个芯片上的品体管和互连线需要的各种处理技术的发展的百接结果。它是所谓的集成电路，因为组件，电路和基材均在一起，或集成的，而不是在该部件由不同的材料分开制造和组装示的离散电路。在集成电路，电子元件如电阻，电容，二极管和晶体管直接形成在硅晶体的表而上。有两种类型的元件结构。无源器件如品体管和电容器传导电流而不管该组件是如何连接的。集成电路电肌器是无源器件。他们可以有多余的卩ri力称为寄牛电阻。集成电路电容器结构也可以有无意的电容。有源元件，例如二极管和晶体管可以用來控制电流流动的方向半导体

2、器件的制造是用于创建芯片，集成电路，呈现在II常电了装置屮。电了电路在纯半导体材料晶片上逐渐创建照相和化学处理步骤的多步骤顺序。硅是当今最常用的半导体材料,以及各种化合物半导体。整个制造过程，从开始到封装的芯片准备装运需要6至8周，在被称为晶関厂高度专业化的设施中进行集成电路的制造基本上山以下五个工序：（1）晶圆制备：硅提纯，配制成片；（2）晶圆制造：微芯片是由一个芯片供应商生产，圈养芯片生产商或代工厂制造；（3）品圆测试：每个单独的模具探测和电气测试，以进行排序或好或坏的芯片；（4）装配及包装：每个单独的模具组装成其电子封装：（

3、5）最后的测试：每个封装IC进行最终电测试。今天，平面技术被广泛用于集成电路制造。制造步骤包括氧化，蚀刻，光刻，扩散，离了注入，和金属化。首先我们要介绍的棊板制备在品体生长过程,EGS被放置在览竭中,并在炉上方硅的熔点温度下加热，一个适当取向的籽晶悬挂在在晶种固定器的玮圳内。被插入的籽晶融化。它的一部分熔化，但剩余的晶种的前端仍然接触液面，然示慢慢取出。渐进冷冻在固■液界面产生了一个人的单晶。一个典型的拉伸速率为每分钟儿毫米。对于人直径的硅锭，外部磁场施加到基本直拉拔出器。外部磁场的目的是控制缺陷的朵质的浓度，和氧气。在晶体生长，

4、掺杂剂的已知量加入到熔体中，以获得在所生长的晶体的所需掺杂浓度。掺杂杂质原子如硼或磷可以精确量的被添加到熔融征硅，以掺杂硅，因而它转变成“型或p型非本征硅一个真正的晶体（如硅晶片）不同于重要途径理想晶体。它是冇限的;因此，表面原了不完全粘合。此外，它有缺陷，这强烈地影响半导体的电气，机械和光学性能。有四种类型的缺陷：点缺陷，线缺陷，缺陷面积和体积缺陷。现代半导休制造是在无尘室中进行的，与外部环境和污染物分离需要这样一个洁净宗是山于空气中的灰尘颗粒会沉积在半导体品片和光刻掩膜，并可能在设备中，从而导致电路故障的缺陷。例如，在半导体表

5、面上的尘埃颗粒可破坏的外延膜的单晶生长，引起位错的形成。并入所述栅极氧化物的尘埃粒子会导致增强的导电性，并且由于低的击穿电压引起的设备故障。更关键的的情况是光刻区。当灰尘颗粒附著在光掩模的表血,它们在掩模上的行为为不透明图案。并H这些图案将被转移到与掩模上的电路图案的衬底层。光刻法是转印儿何形状的图案的掩模，以薄层的感光材料（所谓的光致抗蚀剂）覆盖半导体品片表面上的过程。这些模式在集成电路中定义的各区域，如在植入区域中，接触窗口，并结合付费的区域。川光刻法限定的抗蚀剂图案不是授终器件的永久要素，但仅仅电路功能的复制品。产卞电路的功

6、能，这些抗蚀图案必须转不止一次到包括设备的基础层。图案转移是通过蚀刻工艺选择性地去除未屏蔽的部分来实现。对于IC制造光刻设备绝人多数是用紫外线灯（波长=0.2〜0.4微米）的光学仪器。本节讨论的曝光工貝，口罩和抵制光学光刻技术。它也考虑图案转移过程，将成为用于其它光刻系统的基础。图案转移过程是通过使用光刻曝光工具来实现的。分辨率，定位，以及吞吐蜃：用曝光工具的性能是由三个参数确定。分辨率是可传输的高保真对半导体晶片的抗蚀剂膜的最小特征尺寸。定位是如何精确地在连续的掩模图案可以相对丁•所述品片上预先定义的模式相一致的措施。吞吐量是品

7、片，可以每小时眾露于一个给定的掩模电平的数目。川于集成电路制造的面具通常是减少光罩。在光罩制造的笫一步是使川计算机辅助设计系统，其屮设计者可以完全描述的电路图案电连接。由CAD系统产生的数字数据，然后驱动—个模式发生器，它是一种电了束平版印刷系统，它直接传送模式，以电子敏化掩模。掩模包括覆盖有鎔层的石英衬底。电路图案首先转移到电子增感层，其被转卬再次进入下面的钮层为成品掩模。光致抗蚀剂是一种可归类为正或负的混合物，这取决于它如何回应辐射。对于正性抗蚀剂屮,曝光的区域变得更可溶并因此更容易在显影过程中除去。其结來是，形成在正而的图案

8、抗蚀剂是那些相同的掩模。对于负型抗蚀剂中，曝光的区域变得较不溶于水，并形成在负性抗蚀剂的图案的掩模图案的逆。阳性光致抗蚀剂山三个部分组成：感光化合物，基体树脂和有机溶剂。在曝光前，感光化合物是不溶于显影剂溶液。曝光后，感光化合物吸收辐射中的曝光的图