绝缘体

科普芯片系列第二章第一节晶圆的刻蚀

发布时间:2025/4/18 18:43:23   
芯片的制造分为四个阶段原料制作,单晶生长和晶圆的制造,集成电路晶圆的生产和集成电路的封装。前面两个阶段已经在上几章帖子中给大家简单说了说,现在给大家讲述下集成电路晶圆生产的基础知识。集成电路晶圆生产(waferfabrication)是在晶圆表面上制造出半导体器件的一系列生产过程。整个制造过程从硅单晶抛光片开始,到晶圆上包含了数以百计的集成电路芯片。晶圆生产和分选集成电路芯片有成千上万种类和功用,然而他们都是由为数不多的基本结构和生产工艺制造出来的。晶圆厂商使用4种最基本的工艺方法,通过大量的工艺顺序和工艺变化制造出特定的芯片。这些最基本的工艺方法是增层、光刻、掺杂和热处理。如下图所示是四种工艺如何形成一个半导体器件。基础工艺简明图解薄膜工艺是在晶圆表面形成薄膜的加工工艺。如下图可以看出简单的MOS晶体管在一个晶体表面生成了许许多多的薄膜。这些薄膜可以是绝缘体、半导体和导体。当然每种薄膜是由不同的材料构成,是使用多种工艺生长或沉淀的。这些主要的工艺技术是生长二氧化硅膜和淀积不同种材料的薄膜。通用的淀积技术是物理气相淀积(PVD),化学气相淀积(CVD)、蒸发和溅射薄膜分类工艺和材料的对照表晶圆刻蚀可是一门十分高深的学问,不是一句两句说的清楚的,所以我在此只是简做叙述。下面简述下每步的工艺说明(希望小伙伴们收藏):薄膜工艺:对晶圆表面的氧化会形成一层保护薄膜,它可作为掺杂的阻挡层。这层二氧化硅膜成为场氧化层。图形化工艺:通过光刻、刻蚀、去胶工艺在场氧化层上开凹孔以定义晶体管的源极栅极和漏极的特定位置。薄膜工艺:接下来晶圆将经过二氧化硅氧化反应加工。晶圆暴露的硅表面会生长一层氧化薄膜。作为栅极氧化层。薄膜工艺:在这一步晶圆上沉积一层多晶硅作为栅极构造。图形化工艺:通过光刻工艺,在氧化层/多晶硅层按电路图形刻蚀两个开口,他们定义了晶体管的源极和漏极区域。掺杂工艺:掺杂加工用于在源极和漏极区域形成N型薄膜工艺:在源极和漏极区域生长一层氧化膜图形化工艺:通过光刻、刻蚀和去胶工艺,分别在源极、栅极和漏极区域刻蚀形成孔,称为接触孔。薄膜工艺:在整个晶圆的表面沉积一层导电金属,该金属通常是铝的合金。图形化工艺:通过光刻、刻蚀和去胶,晶圆表面金属镀层在芯片和划片线上的部分按照电路图形除去。金属膜剩下的部分将芯片的每个原件准确无误的按照设计要求互相连接起来。热处理工艺:在金属刻蚀加工后,晶圆将在氮气环境下经理加热工艺。此步加工的目的是使金属与源极、漏极和栅极进一步熔合以获得更好的电气接触连接。薄膜工艺:芯片上最后一层是保护层,通常称为防刮层或者钝化层。使得芯片在电测、封装和使用时得到保护。图形化工艺:通过光刻、刻蚀和去胶工艺,在整个工艺加工的最后一步是将位于芯片周边金属引线压点上的钝化层刻蚀掉。MOS刻蚀的简明图解总之做一个三个电极的mos需要13步,其实远远不止。要是刻蚀大规模的电路,需要的工艺步骤就是好几百步。在此不能一一讲明说清,只是给大家进行科普。如果大家喜欢我发布的系列文章,欢迎大家收藏转发点赞哟~~~

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