半导体工艺流程讲解

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1、半导体制造工艺流程半导体相关知识•本征材料：纯硅9-10个9250000Ω.cm•N型硅：掺入V族元素--磷P、砷As、锑Sb•P型硅：掺入III族元素—镓Ga、硼B•PN结：--++P--+N--++半导体元件制造过程可分为•前段（FrontEnd）制程晶圆处理制程（WaferFabrication；简称WaferFab）、晶圆针测制程（WaferProbe）；•後段（BackEnd）构装（Packaging）、测试制程（InitialTestandFinalTest）一、晶圆处理制程•晶圆处理制程之主要工作为在矽晶圆

2、上制作电路与电子元件（如电晶体、电容体、逻辑闸等），为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程，以微处理器（Microprocessor）为例，其所需处理步骤可达数百道，而其所需加工机台先进且昂贵，动辄数千万一台，其所需制造环境为为一温度、湿度与含尘（Particle）均需控制的无尘室（Clean-Room），虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关；不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗（Cleaning）之後，接著进行氧化（Oxidation）及沈积，最後进行微影、蚀刻及离子植入等反覆步骤，以完

3、成晶圆上电路的加工与制作。二、晶圆针测制程•经过WaferFab之制程後，晶圆上即形成一格格的小格，我们称之为晶方或是晶粒（Die），在一般情形下，同一片晶圆上皆制作相同的晶片，但是也有可能在同一片晶圆上制作不同规格的产品；这些晶圆必须通过晶片允收测试，晶粒将会一一经过针测（Probe）仪器以测试其电气特性，而不合格的的晶粒将会被标上记号（InkDot），此程序即称之为晶圆针测制程（WaferProbe）。然後晶圆将依晶粒为单位分割成一粒粒独立的晶粒三、IC构装制程•IC構裝製程（Packaging）：利用塑膠或陶瓷包裝

4、晶粒與配線以成積體電路•目的：是為了製造出所生產的電路的保護層，避免電路受到機械性刮傷或是高溫破壞。半导体制造工艺分类MOS型双极型PMOS型NMOS型CMOS型饱和型非饱和型BiMOSTTLI2LECL/CML半导体制造工艺分类•一双极型IC的基本制造工艺：•A在元器件间要做电隔离区（PN结隔离、全介质隔离及PN结介质混合隔离）ECL（不掺金）（非饱和型）、TTL/DTL（饱和型）、STTL（饱和型）B在元器件间自然隔离I2L（饱和型）半导体制造工艺分类•二MOSIC的基本制造工艺：根据栅工艺分类•A铝栅工艺•B硅栅工

5、艺•其他分类1、（根据沟道）PMOS、NMOS、CMOS2、（根据负载元件）E/R、E/E、E/D半导体制造工艺分类•三Bi-CMOS工艺：A以CMOS工艺为基础P阱N阱B以双极型工艺为基础双极型集成电路和MOS集成电路优缺点双极型集成电路中等速度、驱动能力强、模拟精度高、功耗比较大CMOS集成电路低的静态功耗、宽的电源电压范围、宽的输出电压幅度（无阈值损失），具有高速度、高密度潜力；可与TTL电路兼容。电流驱动能力低半导体制造环境要求•主要污染源：微尘颗粒、中金属离子、有机物残留物和钠离子等轻金属例子。•超净间：洁净等

6、级主要由微尘颗粒数/m30.1um0.2um0.3um0.5um5.0umI级357.531NA10级350753010NA100级NA750300100NA1000级NANANA10007半导体元件制造过程前段（FrontEnd）制程---前工序晶圆处理制程（WaferFabrication；简称WaferFab）典型的PN结隔离的掺金TTL电路工艺流程衬底制备一次氧化隐埋层光刻隐埋层扩散外延淀积基区光刻再氧化隔离扩散隔离光刻热氧化基区扩散再分布及氧化发射区光刻背面掺金发射区扩散铝合金反刻铝铝淀积接触孔光刻再分布及氧化

7、淀积钝化层压焊块光刻中测横向晶体管刨面图BCEPPP+NP+PPNP纵向晶体管刨面图N+p+CBECBEPNNPNPNPNPNPN晶体管刨面图SiON+AL2BECPP+P+N-epiN+-BLP-SUB1.衬底选择P型Siρ±10Ω.cm111晶向,偏离2O~5O晶圆（晶片）晶圆（晶片）的生产由砂即（二氧化硅）开始，经由电弧炉的提炼还原成冶炼级的硅，再经由盐酸氯化，产生三氯化硅，经蒸馏纯化后，透过慢速分解过程，制成棒状或粒状的「多晶硅」。一般晶圆制造厂，将多晶硅融解后，再利用硅晶种慢慢拉出单晶硅晶棒。一支85公分长，重

8、76.6公斤的8寸硅晶棒，约需2天半时间长成。经研磨、抛光、切片后，即成半导体之原料晶圆片第一次光刻—N+埋层扩散孔•1。减小集电极串联电阻•2。减小寄生PNP管的影响要求：SiO21。杂质固浓度大2。高温时在Si中的扩散系数小，以减小上推N+-BL3。与衬底晶格匹配好，以减小应力P-SUB涂胶—烘烤---掩膜（曝光