半导体工艺整理资料

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1、第一章微电子工艺引论1．硅片、芯片的概念硅片：制造电子器件的基本半导体材料硅的圆形单晶薄片芯片：由硅片生产的半导体产品2．*什么是微电子工业技术？微电子工业技术主要包括哪些技术？微电子工艺技术：在半导体材料芯片上采用微米级加工工艺制造微小型化电子元器件和微型化电路技术。包括超精细加工技术、薄膜生长和控制技术、高密度组装技术、过程检测和过程控制技术等3．集成电路制造涉及的5个大的制造阶段的内容集成电路制造阶段：硅片制备、芯片制造、芯片测试/拣选、装配与封装、终测4．IC工艺前工序，IC工艺后工序，以及IC工艺辅助工序IC工艺前工序：薄膜制备技术：主要包括外延、氧化

2、、化学气相淀积、物理气相淀积(如溅射、蒸发)等掺杂技术：主要包括扩散和离子注入等技术图形转换技术：主要包括光刻、刻蚀等技术IC工艺后工序：划片、封装、测试、老化、筛选IC工艺辅助工序：超净厂房技术；超纯水、高纯气体制备技术；光刻掩膜版制备技术；材料准备技术5．微芯片技术发展的主要趋势提高芯片性能（速度、功耗）提高芯片可靠性（低失效）降低芯片成本（减小特征尺寸，增加硅片面积，制造规模）6．什么是关键尺寸（CD）？芯片上的物理尺寸特征称为特征尺寸特别是硅片上的最小特征尺寸，也称为关键尺寸或CD第二章半导体材料1．本征半导体和非本征半导体的区别是什么？本征半导体：不含

3、任何杂质的纯净半导体，其纯度在99.999999%（8~10个9）2．为何硅被选为最主要的半导体材料？硅材料：硅的丰裕度——制造成本低熔点高(1412OC)——更宽的工艺限度和工作温度范围SiO2的天然生成3．GaAs相对硅的优点和缺点各是什么？优点：a)比硅更高的电子迁移率，高频微波信号响应好——无线和高速数字通信b)抗辐射能力强——军事和空间应用c)电阻率大——器件隔离容易实现d)发光二极管和激光器主要缺点a)没有稳定的起钝化保护作用的自然氧化层b)晶体缺陷比硅高几个数量级c)成本高第一章圆片的制备1．两种基本的单晶硅生产方法直拉法（CZ法）、区熔法2．晶体

4、缺陷根据维数可分为哪四种？a)点缺陷—空位、自填隙等b)线缺陷—位错c)面缺陷—层错d)体缺陷3．*画出圆片制备的基本工艺步骤流程图，并给出其任意三个步骤的主要作用晶体生长、整型、切片、磨片倒角、刻蚀、抛光、清洗、检查、包装磨片和倒角：切片完成后，传统上要进行双面的机械磨片以除去切片时留下的损伤，达到硅片两面高度的平行及平坦；硅片边缘抛光修整（又叫倒角）可使硅片边缘获得平滑的半径周线切片：对于200mm的硅片，切片是用带有金刚石切割边缘的内圆切割机来完成的。对于300mm的硅片，用线锯来切片。厚度一般在775±25微米清洗：半导体硅片必须被清洗使得在发送给芯片制

5、造厂之前达到超净的洁净状态第二章沾污控制1．净化间污染分类净化间沾污、颗粒、金属杂质、有机物沾污、自然氧化层、静电释放（ESD）2．半导体制造中，可以接受的颗粒尺寸的粗略法则必须小于最小器件特征尺寸的一半3．金属污染的主要来源a)化学溶液b)半导体制造中的各种工序，如:离子注入c)化学品与传输管道反应d)化学品与容器反应4．*超净服的目标超净服系统的目标是满足以下职能标准:a)对身体产生的颗粒和浮质的总体抑制b)超净服系统颗粒零释放c)对ESD的零静电积累d)无化学和生物残余物的释放5．什么是可动离子污染可动离子沾污（MIC）:a)金属杂质以离子形式出现，且是高

6、度活动性b)危害半导体工艺的典型金属杂质是碱金属。如钠，就是最常见的可移动离子沾污物，而且移动性最强6．静电释放的概念及带来的问题静电释放（ESD）:a)也是一种形式的沾污，因为它是静电荷从一个物体向另一个物体未经控制地转移，可能损坏芯片b)半导体制造中特别容易产生静电释放，因为硅片加工保持在较低的湿度中静电释放带来的问题：a)发生在几个纳秒内的静电释放能产生超过1A的峰值电流l蒸发金属导线和穿透氧化层l击穿栅氧化层的诱因b)吸附颗粒到硅片表面l颗粒越小，静电的吸引作用就越明显l器件特征尺寸的缩小，更需要严格控制硅片放电1．芯片生产厂房的7种污染源空气、人、厂房

7、、水、工艺用化学品、工艺气体、生产设备2．硅片表面的颗粒数与工艺步骤数之间的关系图3．硅片清洗目标硅片清洗的目标——去除所有表面沾污颗粒、有机物、金属、自然氧化层第一章工艺腔内的气体控制1．工艺用气体通常分为哪两类？通用气体：氧气(O2)、氮气(N2)、氢气(H2)、氦气(He)和氩气(Ar)，纯度要控制在7个9（99.99999%）以上特殊气体：指一些工艺气体以及其它在半导体集成电路制造中比较重要的气体，纯度要控制在4个9（99.99%）以上2．常见的初级泵和高级泵常见的两种初级泵：a)干性机械泵b)增压/调压泵：可处理大量气体而不需要润滑剂，增压器通常被称为

8、罗茨增压泵常见的两种高真