電學(xué)半導(dǎo)體制程及原理(存儲版)
【正文】 C制造廠由于產(chǎn)品類型及規(guī)格相當(dāng)多樣化，因此制程單元組合多不相同，因此制程排出之廢水種類及造成污染之化學(xué)物質(zhì)相當(dāng)多且繁雜，而廢水絕大多數(shù)為超純水清洗芯片、去光阻及蝕刻等程序所排出之廢水，若依照廢水成份特性大致上可區(qū)分為酸鹼廢水及含氟廢水兩大類，由于此兩類廢水之污染特性差異甚大，處理時必須予以妥善分流收集：①酸鹼廢水：含有H2SOHAc、HNOHF、H3PONaOH、NH4F、H2ONH4OH、HCl、二甲苯等成份，污染質(zhì)為pH、COD、SS及微量F另外由于此行業(yè)過去使用極多之氟氨碳化物(CFCs，代表所有鹵素合成物，包括氟氯碳及氟氯烷)，這些合成物對臭氧層之破壞力十倍于氫氯碳化合物(HFCs)，因此現(xiàn)多已改用其他替代之方法，而且將完全不用CFCs類化學(xué)品。另外一般濕式制程中的蝕刻及清洗則使用大量的酸鹼溶液，基本上有氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、磷酸(H3PO4)、鹽酸(HCIl及氨(NH3)等，使用時大都形成混合液(buffer solution)。7. 空氣處理廢料：無塵室空氣過濾廢濾料及毒性氣體吸附塔廢料。廢棄物污染源廢棄物之產(chǎn)生源及其物質(zhì)分述如下：1.(2)電鍍廢水：脫脂過程之有機物及電鍍程序的Cu2+、Ni2+、Zn2+、Pb2+、Ag2+、氰化物、氟化物等。各股廢水源及其所含的化學(xué)物質(zhì)如下所示：(1)芯片清洗廢水：H2SOH2OHF、NH4OH、HCl。2.半導(dǎo)體元件成品剖面圖塑封為保護(hù)已連線的IC，將IC芯片封入環(huán)氧樹脂封套內(nèi)。15ml HF10ml HNO3濕法化學(xué)蝕刻乃利用液體化學(xué)物質(zhì)與基質(zhì)表面的特定材料反應(yīng)溶出，此程序廣泛的應(yīng)用于半導(dǎo)體制程中。正光阻的組成有三：對光敏感化合物、樹脂及有機溶劑。 使用擴散與離子植入技術(shù)將雜質(zhì)植入半導(dǎo)體基晶中的比較印刻與蝕刻印刻是在覆蓋半導(dǎo)體芯片表面的光敏感材料薄層(稱為光阻)印上幾何鑄型。2As2O3+3Si→4As+3SiO2離子植入是將高能量之帶電粒子射入硅基晶中。離子植入程序中，雜質(zhì)是以高能呈離子束植入半導(dǎo)體中。鋁附著亦可使用有機金屬，如三異丁烷鋁:2{(CH3)2CHCH2}3Al→2Al+3H2+副產(chǎn)物集成電路金屬處理量最大的是鋁及其合金，因為兩者具備低電阻系數(shù)(，)，符合低電阻的要求。其他用途包括電容及高電阻的制作。二氧化硅層可使用不同的附著方法，其中低溫附著(300~500℃)之氧化層由硅烷、雜質(zhì)及氧氣形成。為制成不同的元件及集成電路，在芯片長上不同的薄層，這些薄層可分為四類:熱氧化物，介質(zhì)層，硅晶聚合物及金屬層。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可區(qū)分為材料加工制造、晶圓之集成電路制造(wafer fabrication)(中游)及晶圓切割、構(gòu)裝(wafer package)等三大類完整制造流程。受體(P型)當(dāng)將三價的雜質(zhì)(如硼)加入純硅中，僅可填滿三個共價鍵，第四個空缺形成一個電洞。半導(dǎo)體通常采用硅當(dāng)導(dǎo)體，乃因硅晶體內(nèi)每個原子貢獻(xiàn)四個價電子，而硅原子內(nèi)部原子核帶有四個正電荷。目前國內(nèi)半導(dǎo)體業(yè)則包括了后二項，至于硅晶棒材料仍仰賴外國進(jìn)口。半導(dǎo)體業(yè)主要區(qū)分為材料(硅品棒)制造、集成電路晶圓制造及集成電路構(gòu)裝等三大類，范圍甚廣。良好導(dǎo)體之自由電子濃度相當(dāng)大(約1028個e/m3)，絕緣體n值則非常小(107個e/m3左右)，至于半導(dǎo)體n值則介乎此二值之間。2.因此，1960年代起硅晶制品取代鍺成為半導(dǎo)體制造主要材料。氧化與模附著原料晶圓在投入制程前，本身表面涂有2μm厚的AI2O3，與甘油混合溶液保護(hù)之，晶圓的表面及角落的污損區(qū)域則藉化學(xué)蝕刻去除?；瘜W(xué)蒸氣附著生成約二氧化硅并不取代熱生長的氧化層，因為后者具有較佳的電子性質(zhì)。方可作為擴散來源，生成低能階接面及硅晶體的歐姆接觸。這些金屬的附著皆是在LPCVD反應(yīng)器中進(jìn)行下列氫還原反應(yīng):2MCl5+5H2→2M+10HClM代表金屬Mo,Ta,Ti。雜質(zhì)濃度由表面成單調(diào)遞減，雜質(zhì)的分布固形取決于溫度及擴散時間。固體來源的化學(xué)反應(yīng)式如下反應(yīng)時會往硅表面形成氧化層。正光阻經(jīng)過光照后，曝光區(qū)可以化學(xué)物質(zhì)(去光阻劑或顯影液)溶解除去；負(fù)光阻正好相反。而絕緣層之鑄型影像，乃作為下個制程的遮避保護(hù)層，如離子植入未被絕緣層保護(hù)的半導(dǎo)體基質(zhì)區(qū)域，整個集成電路的電路系統(tǒng)制程，通常須重覆地在晶圓表面作多次以上的印刻與蝕刻程序。 絕緣層與導(dǎo)電層常用之侵蝕液材料侵蝕液組成蝕刻液SiO228mlHF170mlH2O HF緩沖溶液113g NH4FIC芯片連線打著程序浸錫與清洗將導(dǎo)線浸錫以利焊接，并以有機溶劑、混酸清洗去除殘余油脂，提高IC質(zhì)量。氧化擴散及化學(xué)蒸著沉積制程中所使用具有毒性、可燃性之氣體以及反應(yīng)后所生成之氣體。晶圓及集成電路制程中空氣污染物發(fā)生源IC制造廠廢水來源雖多且造成污染之化學(xué)物質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜，廢水主要為超純水清洗芯片、去光阻及刻蝕過程等程序所排出之廢水。2. IC構(gòu)裝制
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