第三章IC制造流程.ppt

第三章 集成电路工艺 §3.1 概述 §3.2 集成电路制造工艺 §3.3 BJT工艺 §3.4 MOS工艺 §3.5 BiMOS工艺 §3.6 MESFET工艺与HEMT工艺; 50?m;;体匠搐蹲源吭汐甥醚拣电宦吨卫觉卒啼胳觉纹叭辅散上烹领砧狐咙币猴涪第三章IC制造流程第三章IC制造流程;第3章 IC制造工艺;集成电路制造工艺;多晶硅放入坩埚内加热到 1440℃熔化。为了防止硅在高温下被氧化，坩埚内被抽成真空并注入惰性气体氩气。之后用纯度 99.7% 的钨丝悬挂“硅籽晶”探入熔融硅中，以 2~20转/分钟的转速及 3~10毫米/分钟的速率从熔液中将单晶硅棒缓慢拉出。这样就会得到一根纯度极高的单硅晶棒，理论上最大直径可达45厘米，最大长度为3米。;Process Flow of Annealed Wafer;3.2 集成电路加工过程简介 硅片制备（切、磨、抛） *圆片（Wafer）尺寸与衬底厚度： 2??— 0.4mm 3??— 0.4mm 5??— 0.625mm 4??— 0.525mm 6??— 0.75mm 硅片的大部分用于机械支撑。;3.2.1 外延生长(Epitaxy);化学汽相淀积(CVD);化学汽相淀积(CVD);Si基片的卤素生长外延;化学汽相淀积(CVD)——二氧化硅;化学汽相淀积(CVD)——多晶硅;物理气相淀积(PVD)——金属;蒸发原理图;金属有机物化学气相沉积（MOCVD: MetalOrganic Chemical Vapor Deposition）;;分子束外延生长 (MBE: Molecular Beam Epitaxy);英国VG Semicom公司型号为V80S-Si的MBE设备关键部分照片 ;3.2 掩膜(Mask)的制版工艺;什么是掩膜？; 整版及单片版掩膜;早期掩膜制作方法：;IC、Mask Wafer;整版和接触式曝光;2. 图案发生器方法：(PG: Pattern Generator);图案发生器方法(续);3. X射线制版 ;4. 电子束扫描法(E-Beam Scanning);电子束光刻装置: LEICA EBPG5000+;电子束制版三部曲：;电子束扫描法(续);3.2.3 光刻 (Lithography);光刻步骤;正性胶与负性胶光刻图形的形成;涂光刻胶的方法(见下图)：;光刻步骤二、三、四;几种常见的光刻方法 接触式光刻：分辨率较高，但是容易造成掩膜版和光刻胶膜的损伤。 接近式曝光：在硅片和掩膜版之间有一个很小的间隙(10～25?m)，可以大大减小掩膜版的损伤，分辨率较低 投影式曝光：利用透镜或反射镜将掩膜版上的图形投影到衬底上的曝光方法，目前用的最多的曝光方式;接触式光刻;曝光系统(下图): 点光源产生的光经凹面镜反射得发散光束，再经透镜变成平行光束，经45?折射后投射到工作台上。;掩膜和晶圆之间实现理想接触的制约因素;非接触式光刻;缩小投影曝光系统;缩小投影曝光系统(示意图);缩小投影曝光系统的特点; 图形刻蚀技术 (Etching Technology);湿法刻蚀;干法刻蚀;干法刻蚀—反应离子刻蚀RIE;台湾AST Cirie-200等离子体刻蚀设备;3.2.4 掺杂;热扩散掺杂;离子注入法; 离子注入机包含离子源，分离单元，加速器，偏向系统，注入室等。;离子注入机工作原理;注入法的优缺点;退 火;3.6 绝缘层形成;氧化硅的形成方法;氧化硅层的主要作用;IC工艺;;1. 二极管 （PN结） ;;;§3.3 双极集成电路中元件的隔离;B;§1.1.2 双极集成电路元件的形成过程、结构和寄生效应;双极集成电路等效电路;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;具体步骤如下： 1．生长二氧化硅（湿法氧化）：;2．隐埋层光刻：;As掺杂（离子注入）;P-Si;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程;双极集成电路元件断面图;;C;3.结合双极性晶体管版图解释名词：隐埋层、寄生晶体管、PN结隔离 ;IC工艺;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;CMOS反相器版图;CMOS工艺——光刻1;CMOS工艺——光刻1;掩膜板1——N 阱扩散;掩膜板2——定义有源区;掩膜板3——多晶硅栅;掩膜板4——n