芯片制造半导体工艺实用教程.ppt

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1、芯片制造半导体工艺实用教程参考书：半导体制造技术韩郑生等译SemiconductorManufacturingTechnolgy[美]MichealQuirkJulianSerda著第一章半导体产业介绍概述微电子从40年代末的第一只晶体管（Ge合金管）问世，50年代中期出现了硅平面工艺，此工艺不仅成为硅晶体管的基本制造工艺，也使得将多个分立晶体管制造在同在一硅片上的集成电路成为可能，随着制造工艺水平的不断成熟，使微电子从单只晶体管发展到今天的ULSI。回顾发展历史，微电子技术的发展不外乎包括两个方面：制造工艺和电路设计，而这两个又是相互相成，互相促进，共同发展。1.1

2、半导体工业的诞生电信号处理工业始于上个世纪初的真空管，真空管使得收音机、电视机和其他电子产品成为可能。它也是世界上第一台计算机的大脑。真空管的缺点是体积大、功耗大，寿命短。当时这些问题成为许多科学家寻找真空管替代品的动力，这个努力在1947年12月23日得以实现。也就是第一只Ge合金管的诞生。如图所示。1.2固态器件故态器件不仅是指晶体管，还包括电阻器和电容器。Ge合金管的缺点是工作温度低，电性能差。50年代随着硅平面制造工艺的出现，很快就出现了用硅材料制造的晶体管。由于硅材料的制造温度(熔点温度1415℃)和硅晶体管的工作温度都优于锗(熔点温度937℃)，加之SiO

3、2的天然生成使得硅晶体管很快取代了Ge晶体管。1.3集成电路最早的集成电路仅是几个晶体管、二极管、电容器、电阻器组成，而且是在锗材料上实现的，是由德州仪器公司的杰克·基尔比发明的。如图所示。右图是用平面技术制造的晶体管1.4工艺和产品趋势从以开始，半导体工业就呈现出在新工艺和器件结构设计上的持续发展。工艺的改进是指以更小尺寸来制造器件和电路，并使之具有更高的密度，更多的数量和更高的可靠性。尺寸和数量是IC发展的两个共同目标。芯片上的物理尺寸特征称为特征尺寸，将此定义为制造复杂性水平的标准。通常用微米来表示。一微米为1/10000厘米。GordonMoore在1964年

4、预言IC的密度每隔18～24个月将翻一番，------摩尔定律。特征尺寸的减小和电路密度的提高产生的结果是：信号传输距离的缩短和电路速度的提高，芯片或电路功耗更小。1.5半导体工业的构成半导体工业包括材料供应、电路设计、芯片制造和半导体工业设备及化学品供应五大块。目前有三类企业：一种是集设计、制造、封装和市场销售为一体的公司；另一类是做设计和销售的公司，他们是从芯片生产厂家购买芯片；还有一种是芯片生产工厂，他们可以为顾客生产多种类型的芯片。1.6器件制造半导体器件制造分4个不同阶段：1.材料准备2.晶体生长与晶圆准备3.芯片制造4.封装第一步材料准备第二步晶体生长与晶

5、圆准备第三步芯片制造第四步封装