硅集成电路基本工艺流程简介教学文案.doc
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1、硅集成电路基本工艺流程简介硅集成电路基本工艺流程简介近年来,日新月异的硅集成电路工艺技术迅猛发展,一些新技术、新工艺也在不断地产生,然而,无 论怎样,硅集成电路制造的基本工艺还是不变的。以下是关于这些基本工艺的简单介绍。IC制造工艺的基本原理和过程设计垂统需求封装IC基本制造工艺包括:基片外延生长、掩模制造、曝光、氧化、刻蚀、扩散、离子注入及金属层形 成。一、硅片制备(切、磨、抛)1、晶体的生长(单晶硅材料的制备):1)粗硅制备:SiO2+2H2=Si+2H2O99%经过提纯:99.999999%2)提拉法基本原理是将构成晶体的原料放在坩埚中加热熔化,在熔体表面接籽晶提拉熔体,在受控条件下,使
2、籽晶和熔体的交界面上不断进行原子或分子的重新排列,随降温逐渐凝固而生长岀单晶体2、晶体切片:切成厚度约几百微米的薄片二、晶圆处理制程主要工作为在硅晶圆上制作电路与电子元件,是整个集成电路制造过程中所需技术最复杂、资金投入 最多的过程。功能设计a模块设计a电路设计a版图设计a制作光罩其工艺流程如下:1、表面清洗晶圆表面附着一层大约 2um的AI2O3和甘油混合液保护之,在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。2、初次氧化有热氧化法生成SiO2缓冲层,用来减小后续中 Si3N4对晶圆的应力氧化技术干法氧化Si(固)+ O2 aSiO2(固)湿法氧化 Si(固)+2H2O aSiO2(固)+ 2H23、
3、CVD法沉积一层Si3N4。CVD法通常分为常压 CVD、低压CVD、热CVD、电浆增强CVD及外延生长法(LPE )。着重介绍外延生长法(LPE):该法可以在平面或非平面衬底上生长岀十分完善的和单晶衬底的原 子排列同样的单晶薄膜的结构。在外延工艺中,可根据需要控制外延层的导电类型、电阻率、厚度,而且 这些参数不依赖于衬底情况。4、图形转换(光刻与刻蚀)光刻是将设计在掩模版上的图形转移到半导体晶片上,是整个集成电路制造流程中的关键工序,着重 介绍如下:1) 目的:按照平面晶体管和集成电路的设计要求,在SiO2或金属蒸发层上面刻蚀岀与掩模板完全对 应的几何图形,以实现选择性扩散和金属膜布线。2)
4、原理:光刻是一种复印图像与化学腐蚀相结合的综合性技术,它先采用照相复印的方法,将光刻掩模板上的图形精确地复印在涂有光致抗蚀剂的SiO2层或金属蒸发层上,在适当波长光的照射下,光致抗蚀剂发生变化,从而提高了强度,不溶于某些有机溶剂中,未受光照的部分光致抗蚀剂不发生变化,很容易被某些有机溶剂融解。然后利用光致抗蚀剂的保护作用,对SiO2层或金属蒸发层进行选择性化学腐蚀,然后在SiO2层或金属蒸发层得到与掩模板(用石英玻璃做成的均匀平坦的薄片,表面上涂一层 600 800nm厚的Cr层,使其表面光洁度更高)相对应的图形。3)现主要采有紫外线(包括远紫外线)为光源的光刻技术,步骤如下:涂胶、前烘、曝光
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