半導體制造工藝第1章緒論(編輯修改稿)
2025-03-19 12:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 尺寸的 GaAs不易獲得，所以終究無法取代硅單晶材料在半導體業(yè)的地位。(1)硅的豐裕度 硅是地球上第二豐富的元素，占到地殼成分的 25%，經(jīng)合理加工，硅能夠提純到半導體制造所需的足夠高的純度，而消耗的成本比較低。(2)更高的熔化溫度允許更寬的工藝容限 硅的熔點是 1412℃ ，遠高于鍺 937℃ 的熔點，更高的熔點使得硅可以承受高溫工藝。(3)更寬的工作溫度范圍 用硅制造的半導體器件可以工作在比鍺制造的半導體器件更寬的溫度范圍，增加了半導體器件的應用范圍和可靠性?！』镜陌雽w材料(4)氧化硅的自然生成 硅表面有能夠自然生長氧化硅 (SiO2)的能力， SiO2是一種高質(zhì)量、穩(wěn)定的電絕緣材料，而且能充當優(yōu)質(zhì)的化學阻擋層以保護硅不受外部沾污。圖 123 純硅的 Si原子共價鍵示意圖 基本的半導體材料圖 124 硅的電阻率隨摻雜濃度的變化 基本的半導體材料 半導體級硅 對用來做芯片的硅片要求有很高的純度，還要求其原子級的微缺陷減小到最小，這些缺陷對半導體性能是非常有害的，還要求硅片具有想要的晶向、適量的摻雜濃度。用來做芯片的純硅被稱為半導體級硅，是從天然硅中提煉出的多晶硅。多晶硅經(jīng)過拉單晶制成單晶硅，芯片就是制作在這種很高純度并具有一定的摻雜濃度和一定的晶向的單晶硅硅片上?！』镜陌雽w材料 單晶硅生長 半導體級硅是多晶硅，半導體芯片加工需要純凈的單晶硅結(jié)構(gòu)，這是因為單晶硅具有重復的晶胞結(jié)構(gòu)，能夠提供制作工藝和器件性能所要求的電學和機械性能。晶體缺陷就是在重復排列的晶胞結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的任何中斷。晶體缺陷會影響半導體的電學性能，包括二氧化硅介質(zhì)擊穿和產(chǎn)生漏電流等。隨著器件尺寸的縮小，更多的晶體管集成在一塊芯片上，缺陷出現(xiàn)在芯片敏感區(qū)域的可能性就會增加，這樣就會使 IC器件的成品率受到影響。要將多晶硅轉(zhuǎn)換成單晶硅有兩種技術，它們是直拉法即 Czochralski(CZ)法和區(qū)熔法。(1)直拉法 直拉法生長單晶硅是將熔化了的半導體級多晶硅變成有正確晶向并被摻雜成 N型或 P型的固體硅錠?！』镜陌雽w材料圖 125 CZ法拉單晶爐示意圖 基本的半導體材料圖 126 用 CZ法生長的硅錠 基本的半導體材料(2)區(qū)熔法 區(qū)熔法是另一種單晶生長方法，它所生產(chǎn)的單晶硅中含氧量非常少，能生產(chǎn)目前為止最純的單晶硅。圖 127 區(qū)熔法單晶生長設備示意圖 基本的半導體材料圖 128 硅片加工制備的基本流程 基本的半導體材料 其他半導體材料集成電路的關鍵性能指標是速度。無線和高速數(shù)字通信、空間應用和汽車工業(yè)的消費市場，正孕育著特殊的半導體市場。市場對集成電路性能的要求超越了硅半導體產(chǎn)品的承受能力，這就推動了其他半導體材料的發(fā)展?！“雽w制造中使用的化學品表 13 半導體制造過程中常用的酸 半導體制造中使用的化學品表 14 半導體制造過程中常用的堿表 15 半導體制造過程中常用的溶劑 半導體制造中使用的化學品
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