半導(dǎo)體制造工藝第1章緒論(編輯修改稿)
2025-03-19 12:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 尺寸的 GaAs不易獲得，所以終究無(wú)法取代硅單晶材料在半導(dǎo)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(dǎo)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(diǎn)是 1412℃ ，遠(yuǎn)高于鍺 937℃ 的熔點(diǎn)，更高的熔點(diǎn)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(dǎo)體器件可以工作在比鍺制造的半導(dǎo)體器件更寬的溫度范圍，增加了半導(dǎo)體器件的應(yīng)用范圍和可靠性。 基本的半導(dǎo)體材料(4)氧化硅的自然生成 硅表面有能夠自然生長(zhǎng)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(dāng)優(yōu)質(zhì)的化學(xué)阻擋層以保護(hù)硅不受外部沾污。圖 123 純硅的 Si原子共價(jià)鍵示意圖 基本的半導(dǎo)體材料圖 124 硅的電阻率隨摻雜濃度的變化 基本的半導(dǎo)體材料 半導(dǎo)體級(jí)硅 對(duì)用來(lái)做芯片的硅片要求有很高的純度，還要求其原子級(jí)的微缺陷減小到最小，這些缺陷對(duì)半導(dǎo)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(lái)做芯片的純硅被稱(chēng)為半導(dǎo)體級(jí)硅，是從天然硅中提煉出的多晶硅。多晶硅經(jīng)過(guò)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。 基本的半導(dǎo)體材料 單晶硅生長(zhǎng) 半導(dǎo)體級(jí)硅是多晶硅，半導(dǎo)體芯片加工需要純凈的單晶硅結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)閱尉Ч杈哂兄貜?fù)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(xué)和機(jī)械性能。晶體缺陷就是在重復(fù)排列的晶胞結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的任何中斷。晶體缺陷會(huì)影響半導(dǎo)體的電學(xué)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(huì)增加，這樣就會(huì)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(shù)，它們是直拉法即 Czochralski(CZ)法和區(qū)熔法。(1)直拉法 直拉法生長(zhǎng)單晶硅是將熔化了的半導(dǎo)體級(jí)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?dǎo)體材料圖 125 CZ法拉單晶爐示意圖 基本的半導(dǎo)體材料圖 126 用 CZ法生長(zhǎng)的硅錠 基本的半導(dǎo)體材料(2)區(qū)熔法 區(qū)熔法是另一種單晶生長(zhǎng)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(zhǎng)設(shè)備示意圖 基本的半導(dǎo)體材料圖 128 硅片加工制備的基本流程 基本的半導(dǎo)體材料 其他半導(dǎo)體材料集成電路的關(guān)鍵性能指標(biāo)是速度。無(wú)線和高速數(shù)字通信、空間應(yīng)用和汽車(chē)工業(yè)的消費(fèi)市場(chǎng)，正孕育著特殊的半導(dǎo)體市場(chǎng)。市場(chǎng)對(duì)集成電路性能的要求超越了硅半導(dǎo)體產(chǎn)品的承受能力，這就推動(dòng)了其他半導(dǎo)體材料的發(fā)展?！“雽?dǎo)體制造中使用的化學(xué)品表 13 半導(dǎo)體制造過(guò)程中常用的酸 半導(dǎo)體制造中使用的化學(xué)品表 14 半導(dǎo)體制造過(guò)程中常用的堿表 15 半導(dǎo)體制造過(guò)程中常用的溶劑 半導(dǎo)體制造中使用的化學(xué)品
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1