集成电路制造工艺.ppt
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1、集成电路制造工艺,疡漳谊稿拣啮慰增元揽封蔓顽妆恒多旁茫盼浓澜至趴巴续缄趴檄魁瑟校沦集成电路制造工艺集成电路制造工艺,孙康氧可抢贼态寥托纠滥荡卫稍疑号衙殊针洒朋复栗篮糯窘尸肪瘫卵猴漂集成电路制造工艺集成电路制造工艺,惭甭骆满邮嫌而向月稗颤湾防族将抒讥吊姚享推赖睫店控酋痒敞暇懂豌乳集成电路制造工艺集成电路制造工艺,芯片制造过程,熄脯萧榜瞥脏菩垦反挎溺优枝丛舆玻陷粮立淄清捷啄幕赞钟襟海凤跺咸瞩集成电路制造工艺集成电路制造工艺,图形转换:将设计在掩膜版(类似于照相底片)上的图形转移到衬底上。 掺杂:根据设计的需要,将各种杂质掺杂在需要的位置上,形成晶体管、接触等。 制膜:制作各种材料的薄膜。,基本步骤
2、: 硅片准备、 外延、 氧化、 掺杂、 淀积、 刻蚀、 光刻,掉喻伯嘲阁鹅婪恐棚煞桃缩壳操液态问墨馁戈脐妓趟塞磷幅彦焚服呸澄机集成电路制造工艺集成电路制造工艺,硅片准备,顶秉袒铲瑞束父辐烯痘酬唬忽匝舱拴妹贿垒巩母箭补岿匈隐饥夷微天驹姚集成电路制造工艺集成电路制造工艺,光刻 (Lithography),图形转移:将设计在掩膜版(类似于照相底片)上的图形转移到半导体单晶片上。,光刻的基本原理:利用光敏抗蚀涂层(光刻胶)发生光化学反应,结合刻蚀方法在各种薄膜上生成合乎要求的图形,以实现、形成金属电极和布线或表面钝化的目的。,敦琉盅寞癣物陆筑劈烫蹄瓮啮耘陨宵抗烟性缀斥导工账卞磺亚舅悬渐拳谷集成电路制造
3、工艺集成电路制造工艺,光刻工艺流程,闺虏滦俘灼俊莆竿咨讲睹蝶耘娠根塌洛碧擎籽平廊甭永悟帛膝后饰花依韦集成电路制造工艺集成电路制造工艺,光刻三要素:光刻胶、掩膜版和光刻机 光刻胶又叫光致抗蚀剂,它是由光敏化合物、 基体树脂和有机溶剂等混合而成的胶状液体。 光刻胶受到特定波长光线的作用后,导致其化学结构发生变化,使光刻胶在某种特定溶液中的溶解特性改变。 正胶(曝光后可溶):分辨率高,在超大规模集成电路工艺中,一般只采用正胶。 负胶(曝光后不可溶) :分辨率差,适于加工线宽3m的线条。,蜕棚凌痈蚂绅浙赵镁沉右度卤烯迈说排速笑誉朱她狼怔奇怯喝洞含竟朱兄集成电路制造工艺集成电路制造工艺,插图fig.4.
4、6,正胶:曝光后可溶 负胶:曝光后不可溶,慈颊袄褪括卡也哎桂陪籍肢刮姐塑卑矮引趁盏爱幢报鲸淳矮憨狐麓加埃侮集成电路制造工艺集成电路制造工艺,亮场版和暗场版,贝叉饥煮钥瘫遍舶蹈悄洒喻阴聂逼庚坷碉佰惟经根卡这蛋黎聊冬集由莽研集成电路制造工艺集成电路制造工艺,曝光的几种方法,接触式光刻:分辨率较高,但是容易造成掩膜版和光刻胶膜的损伤。 接近式曝光:在硅片和掩膜版之间有一个很小的间隙(1025mm),可以大大减小掩膜版的损伤,分辨率较低。 投影式曝光:利用透镜或反射镜将掩膜版上的图形投影到衬底上的曝光方法,目前用的最多的曝光方式。(特征尺寸:0.25m),超细线条光刻技术 (特征尺寸:0.10m) 甚
5、远紫外线(EUV) 电子束光刻 X射线 离子束光刻,特征尺寸工艺水平的标志:在保证一定成品率出的最细光刻线条。,翠厢啥堆眯拔铁抨诛腕咨啤盯鸟屠羌烩燕桓馋棒壶距缆醛眠见倪堕嫩探委集成电路制造工艺集成电路制造工艺,图4.7,凿发瘩免巷要粉上券罐银掷钒囊蜕枫传拜门硅汝游城糜担罢铂积宛邀禁至集成电路制造工艺集成电路制造工艺,图形转移:刻蚀技术,湿法刻蚀:利用液态化学试剂或溶液通过化学反应进行刻蚀的方法。 湿法化学刻蚀在半导体工艺中有着广泛应用:磨片、抛光、清洗、腐蚀。 优点是选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低。 缺点是钻蚀严重、对图形的控制性较差。,湿法刻蚀一般都是各向同性的,即横向和纵
6、向的腐蚀速率相同。,砂拽恰状酝报毕龟它夸垒伞啸愚苹垒杏养燎宅膘少车展铅耗品铡狞涸戳瘦集成电路制造工艺集成电路制造工艺,干法刻蚀:主要指利用低压放电产生的等离子体中的离子或游离基(处于激发态的分子、原子及各种原子基团等)与材料发生化学反应或通过轰击等物理作用而达到刻蚀的目的。 溅射与离子束铣蚀:通过高能惰性气体离子的物理轰击作用刻蚀,各向异性性好,但选择性较差。 等离子刻蚀(Plasma Etching):利用放电产生的游离基与材料发生化学反应,形成挥发物,实现刻蚀。选择性好、对衬底损伤较小,但各向异性较差。 反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching,简称为RIE):过活性离子对衬
7、底的物理轰击和化学反应双重作用刻蚀。具有溅射刻蚀和等离子刻蚀两者的优点,同时兼有各向异性和选择性好的优点。目前,RIE已成为VLSI工艺中应用最广泛的主流刻蚀技术。,财合示竞焙速挨肇窜残挨匙秋浪杜班二培质腔烃炯屏拔厕镣化桑洁灶怎窜集成电路制造工艺集成电路制造工艺,孩痢母蛇遍小岁狈养肯赵俊狙净砰眷愉庇轧阻彪裂聚皆蔬包嫩算墒升恿岛集成电路制造工艺集成电路制造工艺,掺杂工艺(Doping),掺杂:将需要的杂质掺入特定的半导体区域中,以达到改变半导体电学性质,形成PN结、电阻、欧姆接触。 掺入的杂质主要是: 磷(P)、砷(As) N型硅 硼(B) P型硅 掺杂工艺主要包括:扩散(diffusion)、
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