2014 芯片制造基本工艺介绍.ppt

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1、晶圆制造基本工艺介绍目录晶圆主要制程简介双极工艺流程简介MOS工艺流程简介半导体产业链长电新顺半导体制造环境要求主要污染源：微尘颗粒、重金属离子、有机物残留物和钠离子等轻金属例子。超净间：洁净等级主要由微尘颗粒数/ft30.1um0.2um0.3um0.5um5.0umI级357.531NA10级350753010NA100级NA750300100NA1000级NANANA10007IC制程简图封装测试ImplantEtch图形LithoThinFilm表面处理RawWaferFinishedWafer循环X次DiffusionDiffusion:氧化扩散ThinFil

2、m:薄膜成长Litho:光刻(图形转移）Etch:刻蚀（图形形成）Implant:离子注入扩散氧化卧式炉管立式炉管扩散氧化工艺的设备是炉管，按圆片放置方式分为立式和卧式两种按工艺时的工作压力分为常压炉管和低压炉管常压炉管按工艺分一般有氧化，掺杂，推阱，退火，回流，合金等低压炉管按工艺分一般有多晶（LPPoly)，氮化硅（LPSiN）,TEOS氧化层（LPTEOS），原位掺杂（In-suitDopingPoly),掺氧多晶硅（SIPOS）等薄膜成长薄膜成长的主要目的是在圆片表面以化学或物理方式淀积上所需要的膜层。薄膜沉积技术已发展为二个主要方向：（1）化学气相沉积（Che

3、micalVaporDeposition），简称为CVD按工艺条件分：APCVD（常压CVD）LPCVD（低压CVD）PECVD（等离子增强CVD）4.PCVD（光CVD）按生成膜的性质类型分：1.金属CVD2.半导体CVD3.介质CVD（2）物理气相沉积（PhysicalVaporDeposition），简称为PVD按工艺条件分：蒸镀（EvaporationDeposition）溅镀（SputteringDeposition）PVD主要用于金属层形成。光刻前处理（PRIMING）涂胶（Coating）曝光（EXPOSURE）显影前烘焙（PreExB）显影（DEVELO

4、PING）坚膜（HardBake）显检（INSPECTION）测量（METROLOGY）下工序返工（REWORK）软烘（SoftBake）光刻的目的是将设计图形转移到硅片上。光照光阻PR光罩刻蚀PR刻蚀的目的是去除显影后裸露出来的物质，实现图形的转移。刻蚀主要分为使用化学溶液的湿法蚀刻和使用气体的干法蚀刻。湿法刻蚀一般使用湿法槽，主要分为氧化层刻蚀，SiN刻蚀，金属刻蚀，硅刻蚀等干法刻蚀一般有等离子刻蚀（PE）和反应离子刻蚀（RIE），可以去除氧化层，SiN,多晶硅，单晶硅，金属等工艺膜层刻蚀后离子注入离子注入技术可将杂质以离子型态注入半导体组件的特定区域上，以获得精确

5、的电子特性。这些离子必须先被加速至具有足够能量与速度，以穿透（注入）薄膜，到达预定的注入深度。离子注入制程可对注入区内的杂质浓度加以精密控制。基本上，此杂质浓度（剂量）由离子束电流（离子束内之总离子数）与扫描率（晶圆通过离子束之次数）来控制，而离子注入之深度则由离子束能量之大小来决定。离子注入的主要参数有注入能量，注入剂量和注入角度等。标准双极工艺流程-以NPN晶体管为例标准双极工艺流程---NPN双极晶体管标准双极工艺流程-N+埋层N+埋层埋层氧化涂胶曝光显影湿法腐蚀磷扩掺杂埋层推阱标准双极工艺流程-外延成长外延外延成长标准双极工艺流程-隔离隔离隔离氧化涂胶曝光显影湿

6、法腐蚀硼扩掺杂隔离介质层淀积隔离推阱基区标准双极工艺流程-Base基区基区氧化涂胶曝光显影湿法腐蚀基区注入基区推阱标准双极工艺流程-发射区/集电区发射区/集电区涂胶曝光显影湿法腐蚀磷扩掺杂发射区推阱标准双极工艺流程-孔刻蚀和金属连线金属互联孔涂胶孔曝光显影孔刻蚀金属淀积金属层涂胶曝光显影金属刻蚀钝化保护层钝化层淀积涂胶曝光显影钝化层刻蚀CMOS集成电路工艺--以P阱硅栅CMOS为例VDDINOUTP管N管SDDSCMOS电路图P阱形成N-SiN-SiSiO2一次氧化涂胶曝光显影湿法腐蚀P阱形成（续）N-SiP-N-SiP-BP阱注入P阱推阱氧化有源区形成N-SiP-Si

7、3N4N-SiP-Si3N4SiN淀积涂胶曝光显影湿法SiN腐蚀湿法Oxide腐蚀N管场区注入光刻胶N-SiP-B+N管场区涂胶曝光显影N管场区注入N-SiP-场氧化氮化硅全剥氧化层腐蚀P管场区注入N-SiP-B+P管场区涂胶曝光显影P管场区注入栅区形成多晶硅N-SiP-N-SiP-栅氧氧化多晶淀积多晶掺杂涂胶曝光显影多晶刻蚀多晶硅P管源漏形成N-SiP-B+P管源漏涂胶曝光显影P管源漏注入N管源漏形成光刻胶N-SiP-AsN管源漏涂胶曝光显影N管源漏注入接触孔形成BPSGN-SiP+P-P+N+N+N-SiP+P-P+N+N+介质层BP