微電子學概論ch4集成電路制造工藝(已修改)
2025-08-28 02:55 本頁面
【正文】 下一頁 上一頁 集成電路制造工藝 下一頁 上一頁 — 制造業(yè) — 芯片制造過程 由氧化、淀積、離子注入或蒸發(fā)形成新的薄膜或膜層 曝 光 刻 蝕 硅片 測試和封裝 用掩膜版 重復 2030次 下一頁 上一頁 需要集成的內(nèi)容 ?有源器件－ 制備在同一襯底上，相互隔離 （二極管、雙極晶體管、 MOSFET） ?無源器件（電阻、電容等） ?互連引線 P N+ N+ Al Al P＋ P＋ 下一頁 上一頁 集成電路設計與制造的主要流程框架 設計 芯片檢測 單晶、外延材料 掩膜版 芯片制造過程 封裝 測試 系統(tǒng)需求 下一頁 上一頁 集成電路的設計過程： 設計創(chuàng)意 + 仿真驗證 是 功能要求 行為設計（ VHDL） 行為仿真 綜合、優(yōu)化 —— 網(wǎng)表 時序仿真 布局布線 —— 版圖 后仿真 否 是 否 否 是 — 設計業(yè) — 下一頁 上一頁 集成電路芯片的顯微照片 下一頁 上一頁 雙極工藝 雙極集成電路 CMOS工藝 CMOS集成電路 集成電路工藝 下一頁 上一頁 NPN晶體管 下一頁 上一頁 N溝道 MOS晶體管 下一頁 上一頁 CMOS集成電路 (互補型 MOS集成電路 )：目前應用最為廣泛的一種集成電路，約占集成電路總數(shù)的 95%以上。 下一頁 上一頁 集成電路制造工藝 ?前工序：（重點） 形成半導體器件的核心部分，管芯。 ?后工序： 封裝，測試等。 ?輔助工序： 超靜衛(wèi)生環(huán)境，高純水氣設備，掩膜版的制備和材料準備等。 下一頁 上一頁 集成電路制造工藝 ? 圖形轉(zhuǎn)換技術(shù)： 將設計在掩膜版 (類似于照相底片 )上的圖形轉(zhuǎn)移到半導體單晶片上 ? 摻雜技術(shù)： 根據(jù)設計的需要，將各種雜質(zhì)摻雜在需要的位置上，形成晶體管、接觸等 ? 薄膜制備技術(shù)： 制作各種材料的薄膜 ? 隔離技術(shù) ? 封裝技術(shù) 下一頁 上一頁 OUTLINE Pattern Transfer ?Lithography ?Etching ?Oxidation ?Diffusion ?Ion Implantation Doping Film Preparation ?Chemical Vapor Deposition ?Physical Vapor Deposition Packaging Insulation 下一頁 上一頁 w a f e r m a s k光源圖形轉(zhuǎn)換：光刻技術(shù) 下一頁 上一頁 ? 光刻膠 、 掩膜版 ? 光刻膠又叫光致抗蝕劑 ， 它是由光敏化合物 、基體樹脂和有機溶劑等混合而成的膠狀液體 。 ? 光刻膠受到特定波長光線的作用后 ， 導致其化學結(jié)構(gòu)發(fā)生變化 ， 使光刻膠在某種特定溶液中的溶解特性改變 。 ? 正膠： 曝光后可溶 ， 分辨率高 ? 負膠： 曝光后可溶 ， 分辨率差 ， 適于加工線寬 ≥ 3?m的線條 光刻技術(shù) Mask 掩膜版 defines the pattern Lithography 光刻 to pattern silicon dioxide Photoresist 光 刻膠 acidresistant material before UVlight, but soluble after 下一頁 上一頁 正膠：曝光后可溶 負膠：曝光后不可溶 下一頁 上一頁 光刻的主要步驟 ?涂膠 在潔凈干燥的硅片表面均勻涂一層光刻膠 方法：膠滴在硅片上，硅片高速旋轉(zhuǎn) ?前烘 使光刻膠中的溶劑揮發(fā)，膠層成為固態(tài)的薄膜，附著力增加；從而使曝光和未曝光的部分選擇性好。 方法：熱墊板等。 下一頁 上一頁 ?曝光 受光照射的光刻膠發(fā)生光化學反應。 確定圖案的形狀和尺寸；掩膜版 ?顯影 已曝光的芯片侵入顯影液中，通過溶解部分光刻膠的方法，使膠膜中的潛影顯出。 ?后烘（堅膜） 使顯影后的圖形牢固粘附在硅片上。 方法：熱墊板等。 下一頁 上一頁 接觸式光刻： 分
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