集成电路制造技术原理与工艺[王蔚][习题答案(第1单元)

第一单元 习题

1. 以直拉法拉制掺硼硅锭,切割后获硅片,在晶锭顶端切下的硅片,硼浓度为3×1015atoms/cm 3。当熔料的90%已拉出,剩下10%开始生长时,所对应的晶锭上的该位置处切下的硅片,硼浓度是多少?

已知:C 0B =3×1015atoms/cm 3;k B =0.35;由l

s C C k =得: 硅熔料中硼的初始浓度为:

C 0l = C 0B / k B =3×1015 /0.35≈8.57×1015 atoms/cm 3;

由10)1(--=k s X kC C 得:

剩下10%熔料时,此处晶锭的硼浓度为:

C 90%B = k B C 0l ×0.1 kB-1= 0.35×8.57×1015×0.10.35-1=1.34×1016

2. 硅熔料含0.1%原子百分比的磷,假定溶液总是均匀的,计算当晶体拉出10%,50%,90%时的掺杂浓度。

已知:硅晶体原子密度为:5×1022 atoms/cm 3, 含0.1%原子百分比的磷, 熔料中磷浓度为: C 0p =5×1022 ×0.1%=5×1019atoms/cm 3;k p =0.8

由10)1(--=k s X kC C 计算得:

C 10%p = k P C 0p ×0.9 kp-1=0.8×5×1019×0.9-0.2=4.09×1019 atoms/cm 3

C 50%p =0.8×5×1019×0.5-0.2=4.59×1019 atoms/cm 3

C 90%p =0.8×5×1019×0.1-0.2=6.34×1019 atoms/cm 3

3. 比较硅单晶锭CZ 、MCZ 和FZ 三种生长方法的优缺点?

答:

CZ 法工艺成熟可拉制大直径硅锭,但受坩锅熔融带来的O 等杂质浓度高,存在一定杂质分布,因此,相对于MCZ 和FZ 法,生长的硅锭质量不高。当前仍是生产大直径硅锭的主要方法。

MCZ 法是在CZ 技术基础上发展起来的,生长的单晶硅质量更好,能得到均匀、低氧的大直径硅锭。但MCZ 设备较CZ 设备复杂得多,造价也高得多,强磁场的存在使得生产成本也大幅提高。MCZ 法在生产高品质大直径硅锭上已成为主要方法。

FZ 法与CZ 、MCZ 法相比,去掉了坩埚,因此没有坩埚带来的污染,能拉制出更高纯度、无氧的高阻硅,是制备高纯度,高品质硅锭,及硅锭提存的方法。但因存在熔融区因此拉制硅锭的直径受限。FZ 法硅锭的直径比CZ 、MCZ 法小得多。

4. 直拉硅单晶,晶锭生长过程中掺杂,需要考虑哪些因素会对硅锭杂质浓度及均匀性带来影响?

答:

直拉法生长单晶时,通常采用液相掺杂方法,对硅锭杂质浓度及均匀性带来影响的因素主要有:杂质分凝效应,杂质蒸发现象,所拉制晶锭的直径,坩锅内的温度及其分布。

5. 磁控直拉设备本质上是模仿空间微重力环境来制备单晶硅。为什么在空间微重力实验室能生长出优质单晶。

答:

直拉生长单晶硅时,坩埚内熔体温度呈一定分布。熔体表面中心处温度最低,坩埚壁面

和底部温度最高。熔体的温度梯度带来密度梯度,坩埚壁面和底部熔体密度最低,表面中心处熔体密度最高。地球重力场的存在使得坩埚上部密度高的熔体向下,而底部、壁面密度低的熔体向上流动,形成自然对流。坩埚也就越来越大,熔体对流更加严重,进而形成强对流。熔体的流动将坩埚表面融入熔体的氧不断带离坩埚表面,进入熔体内;而且熔体强对流也使得单晶生长环境的稳定性变差,引起硅锭表面出现条纹,这有损晶体均匀性。如果在单晶炉上附加一强磁场,高温下具有高电导特性的熔体硅的流动因载流子切割磁力线而产生洛仑兹力,洛伦兹力与熔体运动方向及磁场方向相互垂直,磁力的存在相当于增强了熔体的粘性,从而熔体的自然对流受阻。

在空间微重力实验室,地球重力场可以忽略,在坩锅内的熔体就不会因密度梯度形成自然对流,因此能生长出优质单晶。

6. 硅气相外延工艺采用的衬底不是准确的晶向,通常偏离(100)或(111)等晶向一个小

角度,为什么?

答:

从硅气相外延工艺原理可知,硅外延生长的表面外延过程是外延剂在衬底表面被吸附后分解出Si 原子,他迁移到达结点位置停留,之后被后续的Si 原子覆盖,该Si 原子成为外延层中原子。因此衬底表面“结点位置”的存在是外延过程顺利进行的关键,如果外延衬底不是准确的(100)或(111)晶面,而是偏离一个小角度,这在其表面就会有大量结点位置,所以,硅气相外延工艺采用的衬底通常偏离准确的晶向一个小角度。

7. 外延层杂质的分布主要受哪几种因素影响?

外延温度,衬底杂质及其浓度,外延方法,外延设备等因素影响。

8. 异质外延对衬底和外延层有什么要求?

对于B/A 型的异质外延,在衬底A 上能否外延生长B ,外延层B 晶格能否完好,受衬底A 与外延层B 的兼容性影响。衬底与外延层的兼容性主要表现在三个方面:

其一,衬底A 与外延层B 两种材料在外延温度不发生化学反应,不发生大剂量的互溶现象。即A 和B 的化学特性兼容;

其二,衬底A 与外延层B 的热力学参数相匹配,这是指两种材料的热膨胀系数接近,以避免生长的外延层由生长温度冷却至室温时,因热膨胀产生残余应力,在B/A 界面出现大量位错。当A 、B 两种材料的热力学参数不匹配时,甚至会发生外延层龟裂现象。

其三,衬底与外延层的晶格参数相匹配,这是指两种材料的晶体结构,晶格常数接近,以避免晶格结构及参数的不匹配引起B/A 界面附近晶格缺陷多和应力大的现象。 9. 电阻率为2-3Ωcm 的n-Si ,杂质为磷时,5千克硅,需掺入多少磷杂质?

已知:ρp =2-3Ωcm ,σp =2.33 g/cm 3

由图1-13的ρ~n 曲线可得:n p ≈1×1016 atoms/cm 3,

掺入磷的原子数为:1916310146.233

.2101105?=???=Si p

Si n W ρ atoms 磷原子量为30.97;原子量单位为1.6606×10-27kg ,掺杂磷的质量应为:

需掺入磷:1.661×10-21×30.97×2.146×1019≈1.1mg

10. 比较分子束外延(MBE)生长硅与气相外延(VPE )生长硅的优缺点。

答:

MBE 与VPE 相比生长硅,MBE 可精确控制外延层厚度,能生长极薄的硅外延层;且外延温度低,无杂质再分布现象,且工艺环境清洁,因此硅外延层杂质分布精确可控,能形成复杂杂质结构的硅外延层。但MBE 工艺设备复杂、工艺成本高、效率低。

集成电路制造技术原理与技术试题库样本

填空题( 30分=1分*30) (只是答案)半导体级硅、 GSG 、电子级硅。CZ法、区熔法、硅锭、wafer 、硅、锗、单晶生长、整型、切片、磨片倒角、刻蚀、 ( 抛光) 、清洗、检查和包装。 100 、110 和111 。融化了的半导体级硅液体、有正确晶向的、被掺杂成p型或n型、实现均匀掺杂的同时而且复制仔晶的结构, 得到合适的硅锭直径而且限制杂质引入到硅中、拉伸速率、晶体旋转速率。去掉两端、径向研磨、硅片定位边和定位槽。制备工业硅、生长硅单晶、提纯) 。卧式炉、立式炉、快速热处理炉。干氧氧化、湿氧氧化、水汽氧化。工艺腔、硅片传输系统、气体分配系统、尾气系统、温控系统。局部氧化LOCOS、浅槽隔离STI。掺杂阻挡、表面钝化、场氧化层和金属层间介质。热生长、淀积、薄膜。石英工艺腔、加热器、石英舟。APCVD常压化学气相淀积、 LPCVD低压化学气相淀积、 PECVD等离子体增强化学气相淀积。晶核形成、聚焦成束、汇聚成膜。同质外延、异质外延。膜应力、电短路、诱生电荷。导电率、高黏附性、淀积、平坦化、可靠性、抗腐蚀性、应力等。CMP设备、电机电流终点检测、光学终点检测。平滑、部分平坦化、局部平坦化、全局平坦化。磨料、压力。使硅片表面和石英掩膜版对准并聚焦, 包括图形) ; ( 经过对光刻胶曝光, 把高分辨率的投影掩膜版上图形复制到硅片上) ; ( 在单位时间内 生产出足够多的符合产品质量规格的 硅片) 。化学作用、物理作用、化 学作用与物理作用混合。介质、金 属。在涂胶的硅片上正确地复制掩膜 图形。被刻蚀图形的侧壁形状、各 向同性、各向异性。气相、液相、固 相扩散。间隙式扩散机制、替代式扩 散机制、激活杂质后。一种物质在另 一种物质中的运动、一种材料的浓度 必须高于另一种材料的浓度) 和 ( 系统内必须有足够的能量使高浓 度的材料进入或经过另一种材料。热 扩散、离子注入。预淀积、推进、 激活。时间、温度。扩散区、光刻 区、刻蚀区、注入区、薄膜区、抛 光区。硅片制造备 ) 、 ( 硅片制 造 ) 、硅片测试和拣选、 ( 装配 和封装、终测。微芯片。第一层 层间介质氧化物淀积、氧化物磨抛、 第十层掩模、第一层层间介质刻蚀。 钛淀积阻挡层、氮化钛淀积、钨淀 积、磨抛钨。 1.常见的半导体材料为何选择硅? ( 6分) ( 1) 硅的丰裕度。硅是地球上第二丰 富的元素, 占地壳成分的25%; 经合 理加工, 硅能够提纯到半导体制造所 需的足够高的纯度而消耗更低的成 本; ( 2) 更高的熔化温度允许更宽的工 艺容限。硅1412℃>锗937℃ ( 3) 更宽的工作温度。用硅制造的半 导体件能够用于比锗更宽的温度范围, 增加了半导体的应用范围和可靠性; ( 4) 氧化硅的自然生成。氧化硅是一 种高质量、稳定的电绝缘材料, 而且 能充当优质的化学阻挡层以保护硅不 受外部沾污; 氧化硅具有与硅类似的 机械特性, 允许高温工艺而不会产生 过度的硅片翘曲; 2.晶圆的英文是什么? 简述晶圆 制备的九个工艺步骤。( 6分) Wafer。 (1)单晶硅生长: 晶体生长是把半导 体级硅的多晶硅块转换成一块大的单 晶硅。生长后的单晶硅被称为硅锭。 可用CZ法或区熔法。 (2)整型。去掉两端, 径向研磨, 硅 片定位边或定位槽。 (3)切片。对200mm及以上硅片而言, 一般使用内圆切割机; 对300mm硅片 来讲都使用线锯。 (4)磨片和倒角。切片完成后, 传统 上要进行双面的机械磨片以去除切片 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。 (5)刻蚀。在刻蚀工艺中, 一般要腐 蚀掉硅片表面约20微米的硅以保证 所有的损伤都被去掉。 (6)抛光。也叫化学机械平坦化 ( CMP) , 它的目标是高平整度的光滑 表面。抛光分为单面抛光和双面抛光。 (7)清洗。半导体硅片必须被清洗使 得在发给芯片制造厂之前达到超净的 洁净状态。 (8)硅片评估。 (9)包装。

《半导体集成电路》考试题目及参考答案

第一部分考试试题 第0章绪论 1.什么叫半导体集成电路? 2.按照半导体集成电路的集成度来分,分为哪些类型,请同时写出它们对应的英文缩写? 3.按照器件类型分,半导体集成电路分为哪几类? 4.按电路功能或信号类型分,半导体集成电路分为哪几类? 5.什么是特征尺寸?它对集成电路工艺有何影响? 6.名词解释:集成度、wafer size、die size、摩尔定律? 第1章集成电路的基本制造工艺 1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用? 2.在制作晶体管的时候,衬底材料电阻率的选取对器件有何影响?。 3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤? 4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤? 5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足? 6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点?并请提出改进方法。 7. 请画出NPN晶体管的版图,并且标注各层掺杂区域类型。 8.请画出CMOS反相器的版图,并标注各层掺杂类型和输入输出端子。 第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应 1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略?。 2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应? 3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应? 4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应,其对晶体管有什么影响? 5. 消除“Latch-up”效应的方法? 6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应? 7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应? 第3章集成电路中的无源元件 1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些? 2.集成电路中常用的电容有哪些。 3. 为什么基区薄层电阻需要修正。 4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。 5. 运用基区扩散电阻,设计一个方块电阻200欧,阻值为1K的电阻,已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。 第4章TTL电路 1.名词解释

集成电路制造工艺流程之详细解答

集成电路制造工艺流程之详细解答 1.晶圆制造( 晶体生长-切片-边缘研磨-抛光-包裹-运输 ) 晶体生长(Crystal Growth) 晶体生长需要高精度的自动化拉晶系统。 将石英矿石经由电弧炉提炼,盐酸氯化,并经蒸馏后,制成了高纯度的多晶硅,其纯度高达0.99999999999。 采用精炼石英矿而获得的多晶硅,加入少量的电活性“掺杂剂”,如砷、硼、磷或锑,一同放入位于高温炉中融解。 多晶硅块及掺杂剂融化以后,用一根长晶线缆作为籽晶,插入到融化的多晶硅中直至底部。然后,旋转线缆并慢慢拉出,最后,再将其冷却结晶,就形成圆柱状的单晶硅晶棒,即硅棒。 此过程称为“长晶”。 硅棒一般长3英尺,直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。 硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后,即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。 切片(Slicing) /边缘研磨(Edge Grinding)/抛光(Surface Polishing) 切片是利用特殊的内圆刀片,将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。 然后,对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗,将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形,去除粗糙的划痕和杂质,就获得近乎完美的硅晶圆。 包裹(Wrapping)/运输(Shipping) 晶圆制造完成以后,还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。 晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放,并提高生产力。 2.沉积 外延沉积 Epitaxial Deposition 在晶圆使用过程中,外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。 现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长硅薄膜。外延层由超纯硅形成,是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。 过去一般是双极工艺需要使用外延层,CMOS技术不使用。 由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用,所以今后可能会在300mm晶圆上更多

数字电子技术试卷及答案(免费版)

第1页(共28页) 第2页(共28页) 姓名:__ _______ 班级:__________ 考号:___________ 成绩:____________ 本试卷共 6 页,满分100 分;考试时间:90 分钟;考试方式:闭卷 题 号 一 二 三 四(1) 四(2) 四(3) 四(4) 总 分 得 分 1. 有一数码10010011,作为自然二进制数时,它相当于十进制数( ),作为8421BCD 码 时,它相当于十进制数( )。 2.三态门电路的输出有高电平、低电平和( )3种状态。 3.TTL 与非门多余的输入端应接( )。 4.TTL 集成JK 触发器正常工作时,其d R 和d S 端应接( )电平。 5. 已知某函数??? ??+??? ??++=D C AB D C A B F ,该函数的反函数F =( ) 。 6. 如果对键盘上108个符号进行二进制编码,则至少要( )位二进制数码。 7. 典型的TTL 与非门电路使用的电路为电源电压为( )V ,其输出高电平为( )V ,输出低电平为( )V , CMOS 电路的电源电压为( ) V 。 8.74LS138是3线—8线译码器,译码为输出低电平有效,若输入为A 2A 1A 0=110时,输出 01234567Y Y Y Y Y Y Y Y 应为( ) 。 9.将一个包含有32768个基本存储单元的存储电路设计16位为一个字节的ROM 。该ROM 有( )根地址线,有( )根数据读出线。 10. 两片中规模集成电路10进制计数器串联后,最大计数容量为( )位。 11. 下图所示电路中, Y 1=( );Y 2 =( );Y 3 =( )。 12. 某计数器的输出波形如图1所示,该计数器是( )进制计数器。 13.驱动共阳极七段数码管的译码器的输出电平为( )有效。 二、单项选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分) (在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错 选、多选或未选均无分。) 1. 函数F(A,B,C)=AB+BC+AC 的最小项表达式为( ) 。 A .F(A,B,C)=∑m (0,2,4) B. (A,B,C)=∑m (3,5,6,7) C .F(A,B,C)=∑m (0,2,3,4) D. F(A,B,C)=∑m (2,4,6,7) 2.8线—3线优先编码器的输入为I 0—I 7 ,当优先级别最高的I 7有效时,其输出012Y Y Y ??的值是( )。 A .111 B. 010 C. 000 D. 101 3.十六路数据选择器的地址输入(选择控制)端有( )个。 A .16 B.2 C.4 D.8 4. 有一个左移移位寄存器,当预先置入1011后,其串行输入固定接0,在4个移位脉冲CP 作用下,四位数据的移位过程是( )。 A. 1011--0110--1100--1000--0000 B. 1011--0101--0010--0001--0000 C. 1011--1100--1101--1110--1111 D. 1011--1010--1001--1000--0111 5.已知74LS138译码器的输入三个使能端(E 1=1, E 2A = E 2B =0)时,地址码A 2A 1A 0=011,则输出 Y 7 ~Y 0是( ) 。 A. 11111101 B. 10111111 C. 11110111 D. 11111111 6. 一只四输入端或非门,使其输出为1的输入变量取值组合有( )种。 A .15 B .8 C .7 D .1 7. 随机存取存储器具有( )功能。 A.读/写 B.无读/写 C.只读 D.只写 8.N 个触发器可以构成最大计数长度(进制数)为( )的计数器。 A.N B.2N C.N 2 D.2N 9.某计数器的状态转换图如下, 其计数的容量为( ) A . 八 B. 五 C. 四 D. 三 A B Y 1 Y 2 Y 3 000 001 010 011 100 101 110 111

集成电路制造工艺流程

集成电路制造工艺流程 1.晶圆制造( 晶体生长-切片-边缘研磨-抛光-包裹-运输 ) 晶体生长(Crystal Growth) 晶体生长需要高精度的自动化拉晶系统。 将石英矿石经由电弧炉提炼,盐酸氯化,并经蒸馏后,制成了高纯度的多晶硅,其纯度高达0.。 采用精炼石英矿而获得的多晶硅,加入少量的电活性“掺杂剂”,如砷、硼、磷或锑,一同放入位于高温炉中融解。 多晶硅块及掺杂剂融化以后,用一根长晶线缆作为籽晶,插入到融化的多晶硅中直至底部。然后,旋转线缆并慢慢拉出,最后,再将其冷却结晶,就形成圆柱状的单晶硅晶棒,即硅棒。 此过程称为“长晶”。 硅棒一般长3英尺,直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。 硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后,即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。 切片(Slicing) /边缘研磨(Edge Grinding)/抛光(Surface Polishing) 切片是利用特殊的内圆刀片,将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。 然后,对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗,将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形,去除粗糙的划痕和杂质,就获得近乎完美的硅晶圆。 包裹(Wrapping)/运输(Shipping) 晶圆制造完成以后,还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。 晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放,并提高生产力。 2.沉积 外延沉积 Epitaxial Deposition 在晶圆使用过程中,外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。 现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长硅薄膜。外延层由超纯硅形成,是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。 过去一般是双极工艺需要使用外延层,CMOS技术不使用。 由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用,所以今后可能会在300mm晶圆上更多

《数字集成电路》期末试卷(含答案)

浙江工业大学 / 学年第一学期 《数字电路和数字逻辑》期终考试试卷 A 姓名 学号 班级 任课教师 一、填空题(本大题共10小题,每空格1分,共10分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.十进制数(68)10对应的二进制数等于 ; 2.描述组合逻辑电路逻辑功能的方法有真值表、逻辑函数、卡诺图、逻辑电路图、波形图和硬件描述语言(HDL )法等,其中 描述法是基础且最直接。 3.1 A ⊕可以简化为 。 4.图1所示逻辑电路对应的逻辑函数L 等于 。 A B L ≥1 & C Y C 图1 图2 5.如图2所示,当输入C 是(高电平,低电平) 时,AB Y =。 6.两输入端TTL 与非门的输出逻辑函数AB Z =,当A =B =1时,输出低电平且V Z =0.3V ,当该与非门加上负载后,输出电压将(增大,减小) 。 7.Moore 型时序电路和Mealy 型时序电路相比, 型电路的抗干扰能力更强。 8.与同步时序电路相比,异步时序电路的最大缺陷是会产生 状态。 9.JK 触发器的功能有置0、置1、保持和 。 10.现有容量为210×4位的SRAM2114,若要将其容量扩展成211×8位,则需要 片这样 的RAM 。 二、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 11.十进制数(172)10对应的8421BCD 编码是 。 【 】 A .(1111010)8421BCD B .(10111010)8421BCD C .(000101110010)8421BC D D .(101110010)8421BCD 12.逻辑函数AC B A C B A Z +=),,(包含 个最小项。 【 】

CMOS集成电路制造工艺流程

C M O S集成电路制造工艺 流程 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

陕西国防工业职业技术学院课程报告 课程微电子产品开发与应用 论文题目CMOS集成电路制造工艺流程 班级电子3141 姓名及学号王京(24#) 任课教师张喜凤 目录

CMOS集成电路制造工艺流程 摘要:本文介绍了CMOS集成电路的制造工艺流程,主要制造工艺及各工艺步骤中的核心要素,及CMOS器件的应用。 引言:集成电路的设计与测试是当代计算机技术研究的主要问题之一。硅双极工艺面世后约3年时间,于1962年又开发出硅平面MOS工艺技术,并制成了MOS集成电路。与双极集成电路相比,MOS集成电路的功耗低、结构简单、集成度和成品率高,但工作速度较慢。由于它们各具优劣势,且各自有适合的应用场合,双极集成工艺和MOS集成工艺便齐头平行发展。 关键词:工艺技术,CMOS制造工艺流程 1.CMOS器件 CMOS器件,是NMOS和PMOS晶体管形成的互补结构,电流小,功耗低,早期的CMOS电路速度较慢,后来不断得到改进,现已大大提高了速度。 分类 CMOS器件也有不同的结构,如铝栅和硅栅CMOS、以及p阱、n阱和双阱CMOS。铝栅CMOS和硅栅CMOS的主要差别,是器件的栅极结构所用材料的不同。P阱CMOS,则是在n型硅衬底上制造p沟管,在p阱中制造n沟管,其阱可采用外延法、扩散法或离子注入方法形成。该工艺应用得最早,也是应用得最广的工艺,适用于标准CMOS电路及CMOS与双极npn兼容的电路。N阱CMOS,是在p型硅衬底上制造n沟晶体管,在n阱中制造p沟晶体管,其阱一般采用离子注入方法形成。该工艺可使NMOS晶体管的性能最优化,适用于制造以NMOS为主的CMOS以及E/D-NMOS和p沟MOS兼容的CMOS电路。双阱CMOS,是在低阻n+衬底上再外延一层中高阻n――硅层,然后在外延层中制造n 阱和p阱,并分别在n、p阱中制造p沟和n沟晶体管,从而使PMOS和NMOS晶体管都在高阻、低浓度的阱中形成,有利于降低寄生电容,增加跨导,增强p沟和n沟晶体管的平衡性,适用于高性能电路的制造。

集成电路制造技术原理与工艺[王蔚][习题答案(第2单元)

第二单元习题解答 1.SiO 2膜网络结构特点是什么?氧和杂质在SiO 2 网络结构中的作用和用途是什 么?对SiO 2 膜性能有哪些影响? 二氧化硅的基本结构单元为Si-O四面体网络状结构,四面体中心为硅原子,四个顶角上为氧原子。对SiO2网络在结构上具备“长程无序、短程有序”的一类固态无定形体或玻璃体。半导体工艺中形成和利用的都是这种无定形的玻璃态SiO2。 氧在SiO2网络中起桥联氧原子或非桥联氧原子作用,桥联氧原子的数目越多,网络结合越紧密,反之则越疏松。在连接两个Si-O四面体之间的氧原子 掺入SiO2中的杂质,按它们在SiO2网络中所处的位置来说,基本上可以有两类:替代(位)式杂质或间隙式杂质。取代Si-O四面体中Si原子位置的杂质为替代(位)式杂质。这类杂质主要是ⅢA,ⅤA元素,如B、P等,这类杂质的特点是离子半径与Si原子的半径相接近或更小,在网络结构中能替代或占据Si原子位置,亦称为网络形成杂质。 由于它们的价电子数往往和硅不同,所以当其取代硅原子位置后,会使网络的结构和性质发生变化。如杂质磷进入二氧化硅构成的薄膜称为磷硅玻璃,记为PSG;杂质硼进入二氧化硅构成的薄膜称为硼硅玻璃,记为BSG。当它们替代硅原子的位置后,其配位数将发生改变。 具有较大离子半径的杂质进入SiO2网络只能占据网络中间隙孔(洞)位置,成为网络变形(改变)杂质,如Na、K、Ca、Ba、Pb等碱金属、碱土金属原子多是这类杂质。当网络改变杂质的氧化物进入SiO2后,将被电离并把氧离子交给网络,使网络产生更多的非桥联氧离子来代替原来的桥联氧离子,引起非桥联氧离子浓度增大而形成更多的孔洞,降低网络结构强度,降低熔点,以及引起其它性能变化。 2.在SiO 2 系统中存在哪几种电荷?他们对器件性能有些什么影响?工艺上如何降低他们的密度? 在二氧化硅层中存在着与制备工艺有关的正电荷。在SiO2内和SiO2-Si界面上有四种类型的电荷:可动离子电荷:Q m;氧化层固定电荷:Q f;界面陷阱电荷:Q it;氧化层陷阱电荷:Q Ot。这些正电荷将引起硅/二氧化硅界面p-硅的反型层,以及MOS器件阈值电压不稳定等现象,应尽量避免。 (1)可动离子电荷(Mobile ionic charge)Q m主要是Na+、K+、H+等荷正电的碱金属离子,这些离子在二氧化硅中都是网络修正杂质,为快扩散杂质,电荷密度在1010~1012/cm2。其中主要是Na+,因为在人体与环境中大量存在Na+,热氧化时容易发生Na+沾污。 Na+离子沾污往往是在SiO2层中造成正电荷的一个主要来源。这种正电荷将影响到SiO2层下的硅的表面势,从而,SiO2层中Na+的运动及其数量的变化都将影响到器件的性能。进入氧化层中的Na+数量依赖于氧化过程中的清洁度。现在工艺水平已经能较好地控制Na+的沾污,保障MOS晶体管阈值电压V T的稳定。 存在于SiO2中的Na+,即使在低于200℃的温度下在氧化层中也具有很高的扩散系数。

超大规模集成电路及其生产工艺流程

超大规模集成电路及其生产工艺流程 现今世界上超大规模集成电路厂(Integrated Circuit, 简称IC,台湾称之为晶圆厂)主要集中分布于美国、日本、西欧、新加坡及台湾等少数发达国家和地区,其中台湾地区占有举足轻重的地位。但由于近年来台湾地区历经地震、金融危机、政府更迭等一系列事件影响,使得本来就存在资源匮乏、市场狭小、人心浮动的台湾岛更加动荡不安,于是就引发了一场晶圆厂外迁的风潮。而具有幅员辽阔、资源充足、巨大潜在市场、充沛的人力资源供给等方面优势的祖国大陆当然顺理成章地成为了其首选的迁往地。 晶圆厂所生产的产品实际上包括两大部分:晶圆切片(也简称为晶圆)和超大规模集成电路芯片(可简称为芯片)。前者只是一片像镜子一样的光滑圆形薄片,从严格的意义上来讲,并没有什么实际应用价值,只不过是供其后芯片生产工序深加工的原材料。而后者才是直接应用在应在计算机、电子、通讯等许多行业上的最终产品,它可以包括CPU、内存单元和其它各种专业应用芯片。 一、晶圆 所谓晶圆实际上就是我国以往习惯上所称的单晶硅,在六、七十年代我国就已研制出了单晶硅,并被列为当年的十天新闻之一。但由于其后续的集成电路制造工序繁多(从原料开始融炼到最终产品包装大约需400多道工序)、工艺复杂且技术难度非常高,以后多年我国一直末能完全掌握其一系列关键技术。所以至今仅能很小规模地生产其部分产品,不能形成规模经济生产,在质量和数量上与一些已形成完整晶圆制造业的发达国家和地区相比存在着巨大的差距。 二、晶圆的生产工艺流程: 从大的方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两面大步骤,它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部属晶片制造,所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序): 多晶硅——单晶硅——晶棒成长——晶棒裁切与检测——外径研磨——切片——圆边——表层研磨——蚀刻——去疵——抛光—(外延——蚀刻——去疵)—清洗——检验——包装 1、晶棒成长工序:它又可细分为: 1)、融化(Melt Down):将块状的高纯度多晶硅置石英坩锅内,加热到其熔点1420℃以上,使其完全融化。2)、颈部成长(Neck Growth):待硅融浆的温度稳定之后,将,〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中,接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺寸(一般约6mm左右),维持此真径并拉长100---200mm,以消除晶种内的晶粒排列取向差异。 3)、晶冠成长(Crown Growth):颈部成长完成后,慢慢降低提升速度和温度,使颈直径逐渐加响应到所需尺寸(如5、6、8、12时等)。 4)、晶体成长(Body Growth):不断调整提升速度和融炼温度,维持固定的晶棒直径,只到晶棒长度达到预定值。 5、)尾部成长(Tail Growth):当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度,使晶棒直径逐渐变小,以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生,最终使晶棒与液面完全分离。到此即得到一根完整的晶棒。 2、晶棒裁切与检测(Cutting & Inspection):将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分,并对尺寸进行检测,以决定下步加工的工艺参数。 3、外径研磨(Surface Grinding & Shaping):由于在晶棒成长过程中,其外径尺寸和圆度均有一定偏差,其外园柱面也凹凸不平,所以必须对外径进行修整、研磨,使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。 4、切片(Wire Saw Slicing):由于硅的硬度非常大,所以在本序里,采用环状、其内径边缘嵌有钻石颗粒的薄锯片将晶棒切割成一片片薄片。 5、圆边(Edge profiling):由于刚切下来的晶片外边缘很锋利,单晶硅又是脆性材料,为避免边角崩裂影响晶片强度、破坏晶片表面光洁和对后工序带来污染颗粒,必须用专用的电脑控制设备自动修整晶片边缘形状和外径尺寸。 6、研磨(Lapping):研磨的目的在于去掉切割时在晶片表面产生的锯痕和破损,使晶片表面达到所要求的光洁度。

(工艺技术)集成电路的基本制造工艺

第1章 集成电路的基本制造工艺 1.6 一般TTL 集成电路与集成运算放大器电路在选择外延层电阻率上有何区别?为什么? 答:集成运算放大器电路的外延层电阻率比一般TTL 集成电路的外延层电阻率高。 第2章 集成电路中的晶体管及其寄生效应 复 习 思 考 题 2.2 利用截锥体电阻公式,计算TTL “与非”门输出管的CS r ,其图形如图题2.2 所示。 提示:先求截锥体的高度 up BL epi mc jc epi T x x T T -----= 然后利用公式: b a a b WL T r c -? = /ln 1ρ , 2 1 2?? =--BL C E BL S C W L R r b a a b WL T r c -? = /ln 3ρ 321C C C CS r r r r ++= 注意:在计算W 、L 时, 应考虑横向扩散。 2.3 伴随一个横向PNP 器件产生两个寄生的PNP 晶体管,试问当横向PNP 器件在4种可能的偏置情况下,哪一种偏置会使得寄生晶体管的影响最大? 答:当横向PNP 管处于饱和状态时,会使得寄生晶体管的影响最大。 2.8 试设计一个单基极、单发射极和单集电极的输出晶体管,要求其在20mA 的电流负载下 ,OL V ≤0.4V ,请在坐标纸上放大500倍画出其版图。给出设计条件如下: 答: 解题思路 ⑴由0I 、α求有效发射区周长Eeff L ; ⑵由设计条件画图 ①先画发射区引线孔; ②由孔四边各距A D 画出发射区扩散孔; ③由A D 先画出基区扩散孔的三边; ④由B E D -画出基区引线孔; ⑤由A D 画出基区扩散孔的另一边;

CMOS集成电路制造工艺

CMOS集成电路制造工艺 从电路设计到芯片完成离不开集成电路的制备工艺,本章主要介绍硅衬底上的CMOS 集成电路制造的工艺过程。有些CMOS集成电路涉及到高压MOS器件(例如平板显示驱动芯片、智能功率CMOS集成电路等),因此高低压电路的兼容性就显得十分重要,在本章最后将重点说明高低压兼容的CMOS工艺流程。 1.1基本的制备工艺过程 CMOS集成电路的制备工艺是一个非常复杂而又精密的过程,它由若干单项制备工艺组合而成。下面将分别简要介绍这些单项制备工艺。 1.1.1 衬底材料的制备 任何集成电路的制造都离不开衬底材料——单晶硅。制备单晶硅有两种方法:悬浮区熔法和直拉法,这两种方法制成的单晶硅具有不同的性质和不同的集成电路用途。 1悬浮区熔法 悬浮区熔法是在20世纪50年代提出并很快被应用到晶体制备技术中。在悬浮区熔法中,使圆柱形硅棒固定于垂直方向,用高频感应线圈在氩气气氛中加热,使棒的底部和在其下部靠近的同轴固定的单晶籽晶间形成熔滴,这两个棒朝相反方向旋转。然后将在多晶棒与籽晶间只靠表面张力形成的熔区沿棒长逐步向上移动,将其转换成单晶。 悬浮区熔法制备的单晶硅氧含量和杂质含量很低,经过多次区熔提炼,可得到低氧高阻的单晶硅。如果把这种单晶硅放入核反应堆,由中子嬗变掺杂法对这种单晶硅进行掺杂,那么杂质将分布得非常均匀。这种方法制备的单晶硅的电阻率非常高,特别适合制作电力电子器件。目前悬浮区熔法制备的单晶硅仅占有很小市场份额。 2直拉法 随着超大规模集成电路的不断发展,不但要求单晶硅的尺寸不断增加,而且要求所有的杂质浓度能得到精密控制,而悬浮区熔法无法满足这些要求,因此直拉法制备的单晶越来越多地被人们所采用,目前市场上的单晶硅绝大部分采用直拉法制备得到的。 拉晶过程:首先将预处理好的多晶硅装入炉内石英坩埚中,抽真空或通入惰性气体后进行熔硅处理。熔硅阶段坩埚位置的调节很重要。开始阶段,坩埚位置很高,待下部多晶硅熔化后,坩埚逐渐下降至正常拉晶位置。熔硅时间不宜过长,否则掺入熔融硅中的会挥发,而且坩埚容易被熔蚀。待熔硅稳定后即可拉制单晶。所用掺杂剂可在拉制前一次性加入,也可在拉制过程中分批加入。拉制气氛由所要求的单晶性质及掺杂剂性质等因素确定。拉晶时,籽晶轴以一定速度绕轴旋转,同时坩埚反方向旋转,大直径单晶的收颈是为了抑制位错大量地从籽晶向颈部以下单晶延伸。收颈是靠增大提拉速度来实现的。在单晶生长过程中应保持熔硅液面在温度场中的位置不变,因此,坩埚必须自动跟踪熔硅液面下降而上升。同时,拉晶速度也应自动调节以保持等直生长。所有自动调节过程均由计算机控制系统或电子系统自动完成。 1.1.2 光刻 光刻是集成电路制造过程中最复杂和关键的工艺之一。光刻工艺利用光敏的抗蚀涂层(光刻胶)发生光化学反应,结合刻蚀的方法把掩模版图形复制到圆硅片上,为后序的掺杂、薄膜等工艺做好准备。在芯片的制造过程中,会多次反复使用光刻工艺。现在,为了制造电

集成电路制造工艺

摘要 集成电路广泛应用于生活生产中,对其深入了解很有必要,在此完论文中整的阐述集成电路原理及其制造工艺本报告从集成电路的最初设计制造开始讲起全面讲述了集成电路的整个发展过程制造工艺以及集成电路未来的发展前途。集成电路广泛应用于生活的各个领域,特别是超大规模集成电路应用之后,使我们的生活方式有了翻天覆地的变化。各种电器小型化智能化给我们生活带来了各种方便。所以对于电子专业了解集成电路的是发展及其制造非常有必要的。关键词集成电路半导体晶体管激光蚀刻 集成电路的前世今生 说起集成电路就必须要提到它的组成最小单位晶体管。1947 年在美国的贝尔实验室威廉·邵克雷、约翰·巴顿和沃特·布拉顿成功地制造出第一个晶体管。晶体管的出现使电子元件由原来的电子管慢慢地向晶体管转变,是电器小型化低功耗化成为了可能。20 世纪最初的10 年,通信系统已开始应用半导体材料。开始出现了由半导体材料进行检波的矿石收音机。1945 年贝尔实验室布拉顿、巴丁等人组成的半导体研究小组经过一系列的实验和观察,逐步认识到半导体中电流放大效应产生的原因。布拉顿发现,在锗片的底面接上电极,在另一面插上细针并通上电流,然后让另一根细针尽量靠近它,并通上微弱的电流,这样就会使原来的电流产生很大的变化。微弱电流少量的变化,会对另外的电流产生很大的影响,这就是“放大”作用。第一次在实验室实际验证的半导体的电流放大作用。不久之后他们制造出了能把音频信号放大100 倍的晶体管。晶体管最终被用到了集成电路上面。晶体管相对于电子管着它本身固有的优点: 1.构件没有消耗:无论多么优良的电子管,都将因阴极原子的变化和慢性漏气而逐渐老化。由于技术上的原因,晶体管制作之初也存在同样的问题。随着材料制作上的进步以及多方面的改善,晶体管的寿命一般比电子管长100 到1000 倍。2.消耗电能极少:耗电量仅为电子管的几十分之一。它不像电子管那样需要加热灯丝以产生自由电子。一台晶体管的收音机只要几节干电池就可以半年。 3.不需预热:一开机就工作。用晶体管做的收音机一开就响,晶体管电视机一开就很快出现画面。电子管设备就做不到这一点。4.结实可靠:比电子管可靠100 倍,耐冲击、耐振动,这都是电子管所无法比拟的。晶体管的体积只有电子管的十分之一到百分之一,放热很少,可用于设计小型、复杂、可靠的电路。晶体管的制造工艺虽然精密,但工序简便,有利于提高元器件的安装密度。光有了晶体管还是不够,因为要把晶体管集成到一片半导体硅片上才能便于把电路集成把电子产品小型化。那怎么把晶体管集成呢,这便是后来出现的集成芯片。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性化。集成电路经过30 多年的发展由开始的小规模集成电路到到大规模集成电路再到现在的超大规模乃至巨大规模的集成电路,集成电路有了飞跃式的发展集成度也越来越高,从微米级别到现在的纳米级别。模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。有许多的模拟集成电路,如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。模拟集成电路的主要构成电路有:放大器、滤波器、反馈 电路、基准源电路、开关电容电路等。数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号)。而集成电路的普及离不开因特尔公司。1968 年:罗伯特·诺

集成电路工艺流程

集成电路中双极性和CMOS工艺流程 摘要:本文首先介绍了集成电路的发展,对集成电路制作过程中的主要操作进行了简要 讲述。双极性电路和MOS电路时集成电路发展的基础,双极型集成电路器件具有速度高、驱动能力强、模拟精度高的特点,但是随着集成电路发展到系统级的集成,其规模越来越大,却要求电路的功耗减少,而双极型器件在功耗和集成度方面无法满足这些方面的要求。CMOS电路具有功耗低、集成度高和抗干扰能力强的特点。文章主要介绍了双极性电路和CMOS电路的主要工艺流程,最后对集成电路发展过程中出现的新技术新工艺以及一些阻 碍集成电路发展的因素做了阐述。 关键词:集成电路,双极性工艺,CMOS工艺 ABSTRACT This paper first introduces the development of integrated circuits, mainly operating in the process of production for integrated circuits were briefly reviewed. Bipolar and MOS circuit Sas the basis for the development of integrated circuit. Bipolar integrated circuits with high speed, driving ability, simulated the characteristics of high precision, but with the development of integrated circuit to the system level integration, its scale is more and more big.So, reducing the power consumption of the circuit is in need, but bipolar devices in power consumption and integration can't meet these requirements. CMOS circuit with low power consumption, high integration and the characteristics of strong anti-interference ability. This paper mainly introduces the bipolar circuit and CMOS circuit the main technological process.finally, the integrated circuit appeared in the process of development of new technology and new technology as well as some factors hindering the development of the integrated circuit are done in this paper. KEY WORDS integrated circuit, Bipolar process, CMOS process

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 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出单晶体.

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à模块设计à电路设计à版图设计à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Al2O3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 àSiO2(固) 湿法氧化Si(固) +2H2O àSiO2(固) + 2H2 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出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出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)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、显影、坚模、腐蚀、去胶。 4)光刻和刻蚀是两个不同的加工工艺,但因为这两个工艺只有连续进行,才能完成真正意义上的图形转移。在工艺线上,这两个工艺是放在同一工序,因此,有时也将这两个工艺步骤统称为光刻。 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。 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。 5) 掺杂工艺(扩散、离子注入与退火) 掺杂是根据设计的需要,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,通过掺杂可以在硅衬底上形成不同类型的半导体区域,构成各种器件结构。掺杂工艺的基本思想就是通过某种技术措施,将一定浓度的三价元素,如硼,或五价元素,如磷、砷等掺入半导体衬底,掺杂方法有两种:

集成电路制造工艺概述

集成电路制造工艺概述

目录 集成电路制造工艺概述 (1) 一、集成电路制造工艺的概念 (1) 二、集成电路制造的发展历程 (1) 三、集成电路制造工艺的流程 (2) 1.晶圆制造 (2) 1.1晶体生长(Crystal Growth) (2) 1.2切片(Slicing) /边缘研磨(Edge Grinding)/抛光(Surface Polishing) (2) 1.3包裹(Wrapping)/运输(Shipping) (2) 2.沉积 (3) 2.1外延沉积 (Epitaxial Deposition) (3) 2、2化学气相沉积 (Chemical Vapor Deposition) (3) 2、3物理气相沉积 (Physical Vapor Deposition) (3) 3.光刻(Photolithography) (3) 4.刻蚀(Etching) (4) 5.离子注入 (Ion Implantation) (4) 6.热处理(Thermal Processing) (4) 7.化学机械研磨(CMP) (4) 8.晶圆检测(Wafer Metrology) (5) 9.晶圆检查Wafer Inspection (Particles) (5) 10.晶圆探针测试(Wafer Probe Test) (5) 11.封装(Assembly & Packaging) (6) 12.成品检测(Final Test) (6) 四、集成电路制造工艺的前景 (6) 五、小结 (6) 参考文献 (7)

集成电路制造工艺概述 电子信息学院电子3121班 摘要:集成电路对于我们工科学生来说并不陌生,我们与它打交道的机会数不胜数。计算机、电视机、手机、网站、取款机等等。集成电路在体积、重量、耗电、寿命、可靠性及电性能方面远远优于晶体管元件组成的电路,在当今这信息化的社会中集成电路已成为各行各业实现信息化、智能化的基础,目前为止已广泛应用于电子设备、仪器仪表及电视机、录像机等电子设备中。关键词:集成电路、制造工艺 一、集成电路制造工艺的概念 集成电路制造工艺是把电路所需要的晶体管、二极管、电阻器和电容器等元件用一定工艺方式制作在一小块硅片、玻璃或陶瓷衬底上,再用适当的工艺进行互连,然后封装在一个管壳内,使整个电路的体积大大缩小,引出线和焊接点的数目也大为减少。 二、集成电路制造的发展历程 早在1952年,英国的杜默(Geoffrey W. A. Dummer) 就提出集成电路的构想。1906年,第一个电子管诞生;1912年前后,电子管的制作日趋成熟引发了无线电技术的发展;1918年前后,逐步发现了半导体材料;1920年,发现半导体材料所具有的光敏特性;1932年前后,运用量子学说建立了能带理论研究半导体现象;1956年,硅台面晶体管问世;1960年12月,世界上第一块硅集成电路制造成功;1966年,美国贝尔实验室使用比较完善的硅外延平面工艺制造成第一块公认的大规模集成电路。1988年,16M DRAM问世,1平方厘米大小的硅片上集成有3500万个晶体管,标志着进入超大规模集成电路阶段的更高阶段。1997年,300MHz奔腾Ⅱ问世,采用0.25μm工艺,奔腾系列芯片的推出让计算机的发展如虎添翼,发展速度让人惊叹。2009年,intel酷睿i系列全新推出,创纪录采用了领先的32纳米工艺,并且下一代22纳米工艺正在研发。集成电路制作工艺的日益成熟和各集成电路厂商的不断竞争,使集成电路发挥了它更大的功能,更好的服务于社会。由此集成电路从产生到成熟大致经历了“电子管——晶

相关文档
最新文档