芯片制造基本工艺介绍.pptx

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1、目录晶圆主要制程简介 双极工艺流程简介 MOS工艺流程简介第1页/共32页 半导体产业链长电新顺第2页/共32页半导体制造环境要求主要污染源：微尘颗粒、重金属离子、有机物残留物和钠离子等轻金属例子。超净间：洁净等级主要由 微尘颗粒数/ft3 0.1um 0.2um 0.3um 0.5um 5.0umI级 35 7.5 3 1 NA10 级 350 75 30 10 NA100级 NA 750 300 100 NA1000级 NA NA NA 1000 7第3页/共32页 IC制程简图封装测试ImplantEtch图形LithoThin Film表面处理Raw WaferRaw WaferFin

2、ished Wafer循环X次DiffusionDiffusion:氧化扩散Thin Film:薄膜成长Litho:光刻(图形转移）Etch:刻蚀（图形形成）Implant:离子注入第4页/共32页 扩散氧化卧式炉管立式炉管扩散氧化工艺的设备是炉管，按圆片放置方式分为立式和卧式两种 按工艺时的工作压力分为常压炉管和低压炉管 常压炉管按工艺分一般有氧化，掺杂，推阱，退火，回流，合金等 低压炉管按工艺分一般有多晶（LPPoly)，氮化硅（LPSiN）,TEOS氧化层（LPTEOS），原位掺杂（In-suit Doping Poly),掺氧多晶硅（SIPOS）等第5页/共32页薄膜成长薄膜成长的主要

3、目的是在圆片表面以化学或物理方式淀积上所需要的膜层。薄膜沉积技术已发展为二个主要方向：（1）化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition），简称为CVD 按工艺条件分：1.APCVD（常压CVD）2.LPCVD（低压CVD）3.PECVD（等离子增强CVD）4.PCVD（光CVD）按生成膜的性质类型分：1.金属CVD 2.半导体CVD 3.介质CVD （2）物理气相沉积（Physical Vapor Deposition），简称为PVD 按工艺条件分：1.蒸镀（Evaporation Deposition）2.溅镀（Sputtering Deposition）PVD主要用于

4、金属层形成。第6页/共32页光刻前处理（PRIMING）涂胶（Coating）曝光（EXPOSURE）显影前烘焙（PreEx B）显影（DEVELOPING）坚膜（Hard Bake）显检（INSPECTION）测量（METROLOGY）下工序返工（REWORK）软烘（Soft Bake）光刻的目的是将设计图形转移到硅片上。光照光阻PR光罩第7页/共32页刻蚀PR刻蚀的目的是去除显影后裸露出来的物质，实现图形的转移。刻蚀主要分为使用化学溶液的湿法蚀刻和使用气体的干法蚀刻。湿法刻蚀一般使用湿法槽，主要分为氧化层刻蚀，SiN刻蚀，金属刻蚀，硅刻蚀等干法刻蚀一般有等离子刻蚀（PE）和反应离子刻蚀（R

5、IE），可以去除氧化层，SiN,多晶硅，单晶硅，金属等工艺膜层刻蚀后第8页/共32页 离子注入 离子注入技术可将杂质以离子型态注入半导体组件的特定区域上，以获得精确的电子特性。这些离子必须先被加速至具有足够能量与速度，以穿透（注入）薄膜，到达预定的注入深度。离子注入制程可对注入区内的杂质浓度加以精密控制。基本上，此杂质浓度（剂量）由离子束电流（离子束内之总离子数）与扫描率（晶圆通过离子束之次数）来控制，而离子注入之深度则由离子束能量之大小来决定。离子注入的主要参数有注入能量，注入剂量和注入角度等。第9页/共32页标准双极工艺流程 -以NPN晶体管为例第10页/共32页标准双极工艺流程-N P

6、N 双 极 晶 体 管第11页/共32页标准双极工艺流程-N+埋层N+埋层埋层氧化涂胶曝光显影湿法腐蚀磷扩掺杂埋层推阱第12页/共32页 标准双极工艺流程-外延成长外延外延成长第13页/共32页 标准双极工艺流程-隔离隔离隔离氧化涂胶曝光显影湿法腐蚀硼扩掺杂隔离介质层淀积隔离推阱第14页/共32页 基区 标准双极工艺流程标准双极工艺流程-Base-Base基区基区基区氧化涂胶曝光显影湿法腐蚀基区注入基区推阱第15页/共32页标准双极工艺流程-发射区/集电区发射区/集电区涂胶曝光显影湿法腐蚀磷扩掺杂发射区推阱第16页/共32页标准双极工艺流程-孔刻蚀和金属连线金属互联孔涂胶孔曝光显影孔刻蚀金属淀

7、积金属层涂胶曝光显影金属刻蚀第17页/共32页钝化保护层钝化层淀积涂胶曝光显影钝化层刻蚀第18页/共32页CMOS集成电路工艺 -以P阱硅栅CMOS为例VDDINOUT P管N管SDDSCMOS电路图第19页/共32页 P阱形成N-SiN-SiSiO2一次氧化涂胶曝光显影湿法腐蚀第20页/共32页 P阱形成（续）N-SiP-N-SiP-BP阱注入P阱推阱氧化第21页/共32页 有源区形成N-SiP-Si3N4N-SiP-Si3N4SiN淀积涂胶曝光显影湿法SiN腐蚀湿法Oxide腐蚀第22页/共32页 N管场区注入光刻胶N-SiP-B+N管场区涂胶曝光显影N管场区注入N-SiP-场氧化氮化硅全

8、剥氧化层腐蚀第23页/共32页P管场区注入N-SiP-B+P管场区涂胶曝光显影P管场区注入第24页/共32页 栅区形成多晶硅N-SiP-N-SiP-栅氧氧化多晶淀积多晶掺杂涂胶曝光显影多晶刻蚀多晶硅第25页/共32页 P管源漏形成N-SiP-B+P管源漏涂胶曝光显影P管源漏注入第26页/共32页 N管源漏形成光刻胶N-SiP-AsN管源漏涂胶曝光显影N管源漏注入第27页/共32页 接触孔形成BPSGN-SiP+P-P+N+N+N-SiP+P-P+N+N+介质层BPSG淀积介质回流孔涂胶曝光显影孔刻蚀第28页/共32页 金属形成N-SiP+P-P+N+N+金属（ALSiCu）金属淀积金属层涂胶曝光显影金属刻蚀 P管N管第29页/共32页附录JCOA审批通过记录截屏第30页/共32页谢谢 谢！谢！第31页/共32页感谢您的观看。第32页/共32页