半导体制造工艺教案1

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1、课题序号1授课班级075电子1、2授课课时4授课形式讲授授课章节名称主题1、初识半导体制造工艺使用教具多媒体教学目的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了解基本的半导体材料6熟悉半导体制造中使用的化学品7熟悉芯片制造的生产坏境教学重点集成电路制造阶段、半导体制造小使用的化学品、芯片制造的牛产环境教学难点基本半导体元器件结构更新、补充、删节内容无课外作业1-1——1-19教学后记授课主要内容或板书设计1.1引言1.2基本半导体元器件结构1.3半导体器件工艺的发展历史1.4集成电路制造阶段1.5半导

2、体制造企业1.6基本的半导体材料1.7半导体制造中使用的化学品1.8芯片制造的生产环境教学过程课堂教学安排主要教学内容及步骤(«MRfaa)<«E>□El□n也話計*・"■]I；]■[临]严"]______.[册pp可(主)MM■竜・I湍

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7、图1-2典型的半导体芯片的制造流程1.2基本半导体元器件结构图1-3由二极管、MOS场效应晶体管和电阻组成的SRAM电路图1.2.1无源元件结构1.集成电路电阻的结构图1-4集成电路屮电阻的结构[prBtmIn-11X■■•JM•MIf—1■V1FlM

8、A'r«H<图1-5利川基区、发射区扩散形成电阻的结构1.集成电路电容结构金KltMM的那垃乡从“S,{•条的务關虢於Si("0接触电极A0接触电极B+N+扩枚区扩散区N♦埋只I邂村底"P•隔离区图1・9PN结电容结构N-iriKK舍■按❶、X的扩敵IX/图1-8集成电路中电容的结构图1・10MOS场效应晶体管电容结构1.2.2有源器件结构有源器件，如二极管和晶体管与无源元件在电子控制方式上有很大差别，可以川于控制电流方向，放人小的信号，构成复朵的电路。这些器件与电源相连时需耍确定电极（+或・）。工作时利用了电子和空穴的流动。1.二极管的结构图1-11集成电

9、路中二极管的基木结构图M2集成电路中二极管的结构P型衬底2.晶体筲的结构SiON图1-13晶体管的基本结构1.场效应晶体管的结构PMOSTETNMDSFFT图1・14MOS管的结构图和示意图2.CMOS结构NWH«7H1-18台血I型结粮品体管示总图圾■电■M懺站和发射ttVMM・l«tk07ft・nx0TAciimX1Smm)PMK/m1-15CMOS反相器电路的电路图、顶视图和剖面图1・3半导体器件工艺的发展历史N•电K)勃从从体屮・HK«KKfc«4LK图1・16牛长型晶体管牛氏示意图b>/fl56VHW开愉熔化图1・17合金结结型晶体管示意图Z廉楼汁

10、金按够乜於（发JHK）mwwtv体图1-19硅平面结型晶体管示意图1.4集成电路制造阶段1.4.1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儿大部分：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1-2（）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來完成的，而是由不同的工厂分别來完成，也就是说硅片制备有专门的制造企业，制备硅片的企业并不进行硅片的制造，它只为硅片制造厂捉供硅片，而硅片制造厂从硅片制备厂买来所需要的硅片，进行硅片制造，而制造中所用到的掩膜版也由专门的生产企业来提供，硅片制造完成的芯片的封装也不由硅片制造企业

11、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。产麻发运（料开Mt兌成图1-20半导体芯片的制造框图硅片制备将硅从沙中捉炼并纯化，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、刻蚀利掺杂（扩散、离子注入）等主要工艺Z后，加工完成的硅片具有永久(3)掩膜版制作掩膜版中包括构成芯片的各层图形结构，现在故常用的开Mt兌成图1-20半导体芯片的制造框图硅片制备将硅从沙中捉炼并纯化，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、刻蚀利掺杂（扩散、离子注入）等主要工艺Z后，加工完成

12、的硅片具有永久(3)掩膜版制作掩膜版中包括构成芯片的各层图形结构，现在故常用的掩膜版技术是石英玻璃涂敷銘，在石英玻璃掩膜版表面的路层上形成芯片各层结构图形。(3)装配与封装芯片制造完成后，封装Z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売体内。(4)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境特性参数满足要求，即保证发给川户的芯片是合格•廿

13、丄心丿IO图1-22世界上第一块集成电路1.4.2集成电路时代划分集成电路半异体产业囲期每个芯片上的元SS件数没自集成(分

14、立元器件)I960年以前1小规模集成电路2