半导体芯片制造技术.pptVIP

第一章半导体芯片制造概述第一节半导体工业发展概述第四节纯水的制备一、纯水在半导体生产中的应用1.天然水的杂质天然水中含有很多杂质，可分为五大类。（1）电解质（2）有机物（3）颗粒物质（4）微生物（5）溶解气体2.纯水的分类在半导体生产过程中，各种产品对水的纯度要求各不相同。通常将纯水分为纯水和超纯水两种。二、离子交换制备纯水1.离子交换树脂的种类及结构2.离子交换原理3.离子交换装置系统4.离子交换树脂的预处理4.离子交换树脂的预处理（1）脱水树脂的食盐水处理（2）阳树脂的预处理（3）阴树脂的预处理5.离子交换树脂的再生和贮存三、水纯度的测量1.静态测量法2.流动测量法**半导体产业是目前世界上发展最快、最具影响力的产业之一，半导体产业不断的发展不仅带来了世界经济与技术的飞速发展，而且也带来了整个社会的深刻的变革，从我们使用的手机，到航天飞机，处处都有半导体产品的身影。一、电信号处理工业的诞生1904年弗莱明发明了第一只电子管，称为二极管，可以给电流整流。1906年德佛瑞斯特发明了第一只真空三极管。许多人都将三极管的发明看作电子工业真正的诞生起点。二、晶体管的发明导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，就叫半导体。晶体管就是用半导体材料制成的，这类材料最常见的便是锗和硅两种。1947年12月23日，美国科学家巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱博士，在他们发明的器件中通过的一部分微量电流，竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流，因而产生了放大效应。这个器件，就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。二、晶体管的发明三、集成电路的产生1958年12月在美国德州仪器公司（TI）工作的基尔比（JackKilby）成功地制作出世界上第一片集成电路。四、工艺发展趋势及摩尔定律（Moore’sLaw）推动电子工业革命的工艺改进可以归为两大类：工艺和结构。工艺的改进是指以更小尺寸来制造器件和电路，并使之具有更高的密度，更多的元器件数量和更高的可靠性；结构的改进是指新器件设计上的发明使电路的性能更好，实现更佳的能耗控制和更高的可靠性。四、工艺发展趋势及摩尔定律（Moore’sLaw）英特尔（Intel）公司的创始人之一戈登?摩尔（GordonMoore）在1964年预测了集成电路的发展趋势，提出了集成电路的集成度会每十八个月翻一番，即单个芯片上晶体管的数目每十八个月翻一番，这个预言后来成为著名的摩尔定律并被证明十分准确。集成度的提高主要是三个方面的贡献：一是特征尺寸不断缩小，二是芯片面积不断增大，三是集成电路结构的不断改进。第二节半导体材料基础一、半导体材料基本性质1.半导体的结构及特性正四面体结构；共价键。导电能力介于导体和绝缘体之间，受掺杂、温度和光照的影响十分显著。第二节半导体材料基础2.掺杂半导体的导电性本征半导体；掺杂半导体。N型半导体；P型半导体；PN结。二、半导体材料分类对半导体材料可从不同的角度进行分类，例如根据其性能可分为高温半导体、磁性半导体、热电半导体；根据其晶体结构可分为金刚石型、闪锌矿型、纤锌矿型、黄铜矿型半导体；根据其结晶程度可分为晶体半导体、非晶半导体、微晶半导体，但比较通用且覆盖面较全的则是按其化学组成的分类，依此可分为：元素半导体、化合物半导体和固溶半导体三大类，如表1-1所示。表1-1半导体材料分类及其开发情况研究不多InAs-In2Te3异族固溶体几种已获应用In1-xGaxAs1-yPyA1-xAxB1-yBy四元固溶体多种已获应用Ga1-xAlxAsA1-xAxB三元固溶体已获应用Si1-xGexA1-xBx二元固溶体固溶半导体＊研究不多Cu2FeSnSe4四元化合物＊研究不多CdSnAs2A2B4C25Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ族CuInSe2用于太阳能电池CuInSe2A1B3C26Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族三元化合物＊应用很少氧化亚铜A21B6Ⅰ-Ⅵ族尚未应用碲化镓A3B6Ⅲ-Ⅵ族批量生产碲化鉍A25B36Ⅴ-Ⅵ族少量应用碲化铅A4B6Ⅳ-Ⅵ族仅此一种，少量应用碳化硅A4B4Ⅳ-Ⅳ族硫化镉、硒化镉、碲化镉已在少量应用硫化镉A2B6Ⅱ-Ⅵ族砷化镓、磷化镓已批量生产、其他也在开发中砷化镓A3B5Ⅲ-Ⅴ族二元化合物＊硅、锗、硒已大