半导体行业中DRAM的制造与测试.doc

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1、半导体行业中DRAM的制造与测试—、DRAM器件的基本介绍二、DRAM器件的品圆制造流程三、DRAM器件的封装流程四、DRAM器件的电性测试与良吊率五、DRAM器件晶圆制造的新工艺一、DRAM的基本介绍1.DRAM的基本介绍A.内存的种类谈起DRAM,我们就要先从memory谈起。Memory-存储器或称内存，是我们在计算机或电子行业里面常用的一种存储载体。以其构成方式和工作原理，存储器可分为以下几种,如图一所示。图一：存储器种类RAM(RandomAccessMemory):随机存储器，数据可以被迅速的读写并月.内存单

2、元可以被随机得访问道。ROM(ReadOnlyMemory):只读存储器，一般用于存储不会频繁改动的数据「，其中存储的信息，是在工厂里被永久性写入的。DRAM(DynamicRandomAccessMemory):动态随机存储器，数据被以充电的形式写入电容，但由于漏电的原因，存储的电荷会最终失去，所以存储器中的数据需要周期性地被更新,这也正是“动态”一词的來源。一般来讲，一个最基本的存储单元由一个MOS管和电容所组成，而典型的DRAM需要5~50毫秒的数据•更新周期。SRAM(StaticRandomAccessMemo

3、ry):静态随机存储器，数据被存储在两个耦合的逻辑反向器中。与dram相比，SRAM中的数据不需要被周期性的更新，而这也导致其具有低功耗的特点；典型的SRAM存储单元由6个MOS管所组成,但这也导致在同等的器件面积上,它所存储的数据量比DRAM少。PROM(ProgrammableReadOnlyMemory):可编程只读存储器MaskROM(MaskReadOnlyMemory):—种只读存储器，其小存储的信息是在晶圆的制造过程中，以掩模版的形式被复制在器件上。EPROM(ElectricalProgrammableR

4、eadOnlyMemoiy):电可编程只读存储器。EEPROM(ElectricalErasableandProgrammableReadOnlyMemory):电"J编程/擦除只读存储器。FLASH(FLASHElectricalErasableandProgrammabIeReadOnlyMemory):闪存B.DRAM市场的现状与发展由于DRAM的特性，使其成为在计算机与通讯系统中使用最为广泛的半导体存储器形式。而也因为其制造工艺的先进性，使其成为半导体制造工业的标杆，表一所给出的SIA(半导体产业协会)对半导体产

5、品的产品参数所预测的“路线图”，就是以DRAM器件为代表所给出的。产品年代200120062012线宽(nm)15010050存储器容量1Gb16Gb64Gb逻辑比特/C1M380M2.2B17B芯片尺寸(mm2)4457901580最大连线水平77-89掩模层2324/2628缺陷密度(D/m)875490250芯片接口-I/O's119519703585晶圆直径(mm)300300450表一：半导体产业路线图—SIA在半导体产业中，DRAM器件的销售利润额为370亿美元(2000年)，占整个半导体市场份额的16%。图

6、二给出了DRAM市场利润额的变化图MarketTOqr19941996199?20002DO2Year图二：DRAM市场利润额趋势图由于DRAM制造工艺的不断发展，也使DRAM成为了一种低成本的内存器件，目前,其每个逻辑存储比特的制造成本己小于10-7美元，并且其制造成本还在以每年约26%的速率在继续下降°图三给出了DRAM器件制造成本的下降趋势。Costperbit冃前的DRAM生产技术己经发展到160nm工艺，每个存储单元的面积可以控制在0.3um2以内。当前主要的DRAM生产商是Samsung,Micro,LG-H

7、yundai,Hitachi,这几家生产商占到了DRAM市场份额的80%以上。2.DRAM器件的工作原理A.DRAM器件的基本结构谈起DRAM器件的基本结构，我们要先从其最基本的存储单元(MemoryCell)说起，图四为DRAM存储单元逻辑示意图；图五为其存储单元晶圆剖而示意图。从图四我们可以看出，每个DRAM存储单元是由一个MOS管，一个电容，一根字节线(WordLine或称行)和一根比特线(BitLine或称列)所组成的，而这就是典型的DRAMIT(Transistor)lC(Capacitor)存储单元结构(IB

8、M公司于1968年发明)。就是这样一个一个的存储单元组成了DRAM器件存储阵列，而存储阵列一般会占到整个DRAM器件而积的50〜65%,其余的而积主要由外围电路所组成。在每一个存储单元中，MOS管被字节线所控制，起到开关的作用，控制存储单元的读(Reading),^(Writing)与更新(refresh)o在写操作