微電子工藝引論

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1、微電子工藝引論硅片、芯片的概念???硅片：制造電子器件的基本半導(dǎo)體材料硅的圓形單晶薄片????芯片：由硅片生產(chǎn)的半導(dǎo)體產(chǎn)品*什么是微電子工藝技術(shù)？微電子工藝技術(shù)主要包括哪些技術(shù)？???????微電子工藝技術(shù)：在半導(dǎo)體材料芯片上采用微米級加工工藝制造微小型化電子元器件和微型化電路技術(shù)????主要包括：超精細(xì)加工技術(shù)、薄膜生長和控制技術(shù)、高密度組裝技術(shù)、過程檢測和過程控制技術(shù)等集成電路制造涉及的五個大的制造階段的內(nèi)容????硅片制備：將硅從沙中提煉并純化、經(jīng)過特殊工藝產(chǎn)生適當(dāng)直徑的硅錠、將硅錠切割成用于制造芯片的薄硅片????芯片制造：硅片經(jīng)過各種清洗、成膜、光刻、刻蝕

2、和摻雜步驟，一整套集成電路永久刻蝕在硅片上????芯片測試/揀選：對單個芯片進(jìn)行探測和電學(xué)測試，挑選出可接受和不可接受的芯片、為有缺陷的芯片做標(biāo)記、通過測試的芯片將繼續(xù)進(jìn)行以后的步驟????裝配與封裝：對硅片背面進(jìn)行研磨以減少襯底的厚度、將一片厚的塑料膜貼在硅片背面、在正面沿著劃片線用帶金剛石尖的鋸刃將硅片上的芯片分開、在裝配廠，好的芯片被壓焊或抽空形成裝配包、將芯片密封在塑料或陶瓷殼內(nèi)????終測：為確保芯片的功能，對每一個被封裝的集成電路進(jìn)行電學(xué)和環(huán)境特性參數(shù)的測試IC工藝前工序、IC工藝后工序、以及IC工藝輔助工序???????IC工藝前工序：（1）薄膜制備技

3、術(shù)：主要包括外延、氧化、化學(xué)氣相淀積、物理氣相淀積(如濺射、蒸發(fā))等????（2）摻雜技術(shù)：主要包括擴散和離子注入等技術(shù)????（3）圖形轉(zhuǎn)換技術(shù)：主要包括光刻、刻蝕等技術(shù)????IC工藝后工序：劃片、封裝、測試、老化、篩選????IC工藝輔助工序：超凈廠房技術(shù)????超純水、高純氣體制備技術(shù)????光刻掩膜版制備技術(shù)????材料準(zhǔn)備技術(shù)微芯片技術(shù)發(fā)展的主要趨勢????提高芯片性能（速度、功耗）、提高芯片可靠性（低失效）、降低芯片成本（減小特征尺寸，增加硅片面積，制造規(guī)模）什么是關(guān)鍵尺寸（CD）？???????????芯片上的物理尺寸特征稱為特征尺寸，特別是硅片上的

4、最小特征尺寸，也稱為關(guān)鍵尺寸或CD半導(dǎo)體材料本征半導(dǎo)體和非本征半導(dǎo)體的區(qū)別是什么？???本征半導(dǎo)體：不含任何雜質(zhì)的純凈半導(dǎo)體，其純度在99.999999%（8~10個9）為何硅被選為最主要的半導(dǎo)體材料？???a)????硅的豐裕度——制造成本低????b)????熔點高(1412OC)——更寬的工藝限度和工作溫度范圍????c)????SiO2的天然生成GaAs相對Si的優(yōu)點和缺點是什么？???優(yōu)點：????a)????比硅更高的電子遷移率，高頻微波信號響應(yīng)好——無線和高速數(shù)字通信????b)????抗輻射能力強——軍事和空間應(yīng)用????c)????電阻率大——器件

5、隔離容易實現(xiàn)????主要缺點：????a)?????沒有穩(wěn)定的起鈍化保護(hù)作用的自然氧化層????b)?????晶體缺陷比硅高幾個數(shù)量級????c)?????成本高圓片的制備兩種基本的單晶硅生長方法。???直拉法（CZ法）、區(qū)熔法晶體缺陷根據(jù)維數(shù)可分為哪四種？???點缺陷—空位、自填隙等????線缺陷—位錯????面缺陷—層錯????體缺陷*畫出圓片制備的基本工藝步驟流程圖，并繪出其中任意三個步驟的主要作用。???沾污控制凈化間污染分類????顆粒、金屬雜質(zhì)、有機物沾污、自然氧化層、靜電釋放（ESD）。半導(dǎo)體制造中，可以接受的顆粒尺寸粗略法則????必須小于最小器件特

6、征尺寸的一半。金屬污染的主要來源????化學(xué)溶液、導(dǎo)體制造中的各種工序，如:離子注入、學(xué)品與傳輸管道反應(yīng)、學(xué)品與容器反應(yīng)*超凈服的目標(biāo)：????（1）對身體產(chǎn)生的顆粒和浮質(zhì)的總體抑制????（2）超凈服系統(tǒng)顆粒零釋放????（3）對ESD的零靜電積累????（4）無化學(xué)和生物殘余物的釋放什么是可動離子污染？????金屬雜質(zhì)以離子形式出現(xiàn)，且是高度活動性；危害半導(dǎo)體工藝的典型金屬雜質(zhì)是堿金屬。如鈉，就是最常見的可移動離子沾污物，而且移動性最強靜電釋放的概念及帶來的問題????概念：靜電釋放也是一種形式的沾污，因為它是靜電荷從一個物體向另一個物體未經(jīng)控制地轉(zhuǎn)移，可能損壞

7、芯片帶來的問題：（1）發(fā)生在幾個納秒內(nèi)的靜電釋放能產(chǎn)生超過1A的峰值電流????蒸發(fā)金屬導(dǎo)線和穿透氧化層????擊穿柵氧化層的誘因????（2）吸附顆粒到硅片表面????顆粒越小，靜電的吸引作用就越明顯????器件特征尺寸的縮小，更需要嚴(yán)格控制硅片放電芯片生產(chǎn)廠房的七種污染源????空氣、廠房、水、工藝用化學(xué)品、工藝氣體、生產(chǎn)設(shè)備芯片表面的顆粒數(shù)與工藝步驟數(shù)之間的關(guān)系圖。???硅片清洗目標(biāo)：????去除所有表面沾污（顆粒、有機物、金屬、自然氧化層）工藝腔內(nèi)的氣體控制工藝用氣體通常分為哪兩類？???????a)????通用氣體：氧氣(O2)、氮氣(N2)、氫氣(H