1初识半导体制造工艺

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1、初识半导体制造工艺教学目的：1了解基本半导体元器件结构2了解半导体器件工艺的发展历史3了解集成电路制造阶段4了解半导体制造企业5了解基木的半导体材料6熟悉半导休制造屮使用的化学品7熟悉芯片制造的生产环境教学重点：集成电路制造阶段、半导体制造中使用的化学甜、芯片制造的生产环境教学难点：基木半导体元器件结构E1-1集成电路竺成为抽象结构E,O><21><^>□□<^^>+：T柚盟』彳“・・H；］七皿］卜g］jMNMa«<

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7、E1-2典型的半寻体芯片的制造流程1.2基本半导

8、体元器件结构PMOSPMOS15kL丄15kNMOSNM（小二极ft3?±图1-3白二极管、MOS场效应晶体管和电阻组成的SRAM电路圏1.2.1无源元件结构1.集成电路电阻的结构E1-4集成电路中电阻的结构■

9、O2N•刃WIAAI电股Al9-pLN；扩敵区P"陽离区逐MO卜IOS场效应晶体管电容结构1.2.2冇源器件结构冇源器件，如二极管和晶体管与无源元件在电子控制方式上冇很大差别，可以用于控制电流方向，放人小的信号，构成复杂的电路。这些器件与电源相连时需要确定电极（+或・）。工作时利用了电子和空穴的流动。1.二极管的结构S1-11集成电路中二极菅的基本结构A1P型衬底S1-12集成电路中二极管的结构2.品体管的结构A1P型衬底图1-13聶体菅的基本结构1.场效应品体管的结构槿化・«0刎一一•)i卜■«厂一MKIy•«

10、■HMM1規J1幣丧sMM*1J1?JiMinHrtW、PSSHTNMlJMFrEMOSVt的乐・H9图1-14MOS管的结构匡和示意图1.CMOS结构RB.RMl・■"・•vm.1.3半导体器件工艺的发展历史从从体中邯切刘玫

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12、片.它含"枝対PGWKfo■电IKf—jf0MK□构欄用嵐糸秒鼻喘尺寸为076mmXO7*3Kmmid）曙Kit■地祀用域“任Hh而形城与購K的狀19馆Mai-i6生长型晶体菅生长示意團b）從156X?时懒开始熔化c）^550r时事第入倔内N®H«Jiritt形咸卩槪3旷败形城N

13、总泾（发射K）发射极汁金搂触¥楼合金接融杞曲删申卑体材料畠怏悼•确定冊体符区击在冷却时・擔冇钢的错再生长•因而形成璇电极圳极结和发射极厲极结图M7合金结结型晶体管示意图图1-18台面型结型晶体管示意匡al衣厲■隹■c>rlRtSnSK.atfKMMWE1-19硅平面结型晶体管示意匡1.4集成电路制造阶段141集成电路制造的阶段划分半导体集成电路制造一般包括以下几人部分:硅片（晶圆）的制备、掩膜版的制作、硅片的制造及元器件封装，如图1・20所示。值得一提的是半导体制造的各个部分并不是由一个工厂来完成的，而是由不同的工

14、厂分别来完成，也就是说硅片制备冇专门的制造企业，制备硅片的企业并不进行硅片的制造，它只为硅片制造厂提供硅片,而硅片制造厂从硅片制备厂买來所需要的硅片，进行硅片制造，而制造屮所川到的掩膜版也由专门的工产企业来提供，硅片制造完成的芯片的封装也不由硅片制造企业完成，而是由封装企业来完成，这样做可以减少设备的维护费用。产从发运开輪MMMj^图1-20半导体芯片的制造框图硅片制备将硅从沙屮提炼并纯化，形成半导体级的多晶硅。芯片制造硅片到达硅片制造厂，经过清洗、成膜（氧化、淀积）、光刻、刻蚀和掺杂（扩散、离了注入）等主要工艺之

15、示，加•L完成的硅片具冇永久刻蚀在硅片上的完整的集成电路。无图形碓用完诚的硅什扩敵91试/墀选护坦化洋入护坦化S1-21半寻体芯片制造的关键二艺(3)掩膜版制作掩膜版中包括构成芯片的各层图形结构，现在最常川的掩膜版技术是石英玻璃涂敷锯，在石英玻璃掩膜版表面的路层上形成芯片各层结构图形。(4)装配与封装芯片制造完成后，封装之前芯片要经过测试/拣选进行单个芯片的电学测试，拣选出合格芯片和不合格芯片，并作出标识，合格芯片包装在保护壳体内。(5)终测为了确保芯片的功能，要对每个被封装的集成电路进行测试，以保证芯片的电学和环

16、境特性参数满足要求，即保证发给用户的芯片是合格芯片。凰1-22世界上第一块棄成电路1.4.2集成电路时代划分集臧电為半邸体产业碣期1每卜芯片上的元話件散没有集成《分立元I960年以前I小规侵壁展电銘